JPH1054969A - Projection type display device - Google Patents

Projection type display device

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Publication number
JPH1054969A
JPH1054969A JP8229271A JP22927196A JPH1054969A JP H1054969 A JPH1054969 A JP H1054969A JP 8229271 A JP8229271 A JP 8229271A JP 22927196 A JP22927196 A JP 22927196A JP H1054969 A JPH1054969 A JP H1054969A
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JP
Japan
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light
beam splitter
optical system
polarization beam
color
Prior art date
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Application number
JP8229271A
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Japanese (ja)
Inventor
Atsushi Sekine
淳 関根
Tetsuo Hattori
徹夫 服部
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Publication date
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Publication of JPH1054969A publication Critical patent/JPH1054969A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a much brighter projected image while realizing the high luminance and the high resolution of the projected image by using a few liquid crystal light valves. SOLUTION: A light beam from a light source 1 is separated to 1st and 2nd polarized light beams by a polarizing beam splitter 2. The 1st polarized light beam is color-separated by a cross dichroic prism 7. The respective color light beams color-separated are modulated by the reflection type light valves 8R, 8G and 8B and color-synthesized by the prism 7. The color-synthesized light beams are analyzed by a polarizing beam splitter 6. The 2nd polarized light beam is modulated according to a luminance signal by the reflection type light valve 8Y and analyzed by the beam splitter 2. The respective analyzed light beams analyzed by the beam splitters 6 and 2 are polarized and synthesized by a polarizing beam splitter 9. The polarized and synthesized light beams are projected by a projection lens 54.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶ライトバルブ
上に形成される画像をスクリーン上に投射する投射型表
示装置に関し、特に複数の色成分用液晶ライトバルブに
形成される画像をそれぞれ複数の色成分の照明光で照明
するとともに、これらの画像を合成して該合成像を投射
光学系にて投射する投射型表示装置に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a projection type display device for projecting an image formed on a liquid crystal light valve onto a screen, and more particularly, to a method for displaying images formed on a plurality of color component liquid crystal light valves on a plurality of screens. The present invention relates to a projection display device that illuminates with illumination light of a color component, combines these images, and projects the combined image with a projection optical system.

【0002】[0002]

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

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

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

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、最近に
なって投射型表示装置に対しては大型画面化と投射像の
更なる明るさが要求されるようになってきており、前記
従来の投射型表示装置では十分な明るさの投射像を得る
ことができなかった。
However, recently, the projection type display device has been required to have a large screen and a higher brightness of a projected image, and the conventional projection type display device has been required. With the display device, a projection image with sufficient brightness could not be obtained.

【0006】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、少ない枚数の液晶ライトバルブを用いてコス
ト低減が図れるとともに高輝度でかつ高解像度の投射像
を得ることができ、しかも、一層明るい投射像を得るこ
とができる投射型表示装置を提供することを目的とす
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such circumstances, and it is possible to reduce the cost by using a small number of liquid crystal light valves and obtain a high-luminance and high-resolution projection image. It is an object of the present invention to provide a projection display device capable of obtaining a brighter projected image.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記従来
の投射型表示装置において、投射像の明るさを増加させ
るにはどうすればよいかを考慮した。まず、本発明者ら
は高出力の光源を使用することを考えたが、こうするこ
とは必要電力の増加、ランプを含めた光源自体のコスト
アップ、及び、高出力化に伴って発生する発熱の問題等
の課題も多い。
Means for Solving the Problems The present inventors have considered how to increase the brightness of a projected image in the conventional projection display device. First, the present inventors considered using a high-output light source. However, doing so increases the required power, increases the cost of the light source itself including the lamp, and generates heat generated with the increase in output. There are also many issues such as the problem of.

【0008】そこで、本発明者らは、前記従来の投射型
表示装置において、投射像発生の基本部材としてのライ
トバルブに着目した。前記従来の投射型表示装置におい
て使用されていた透過型ライトバルブの構造を考慮する
と、このライトバルブの開口率は、当該ライトバルブの
画素のスイッチングを行っている薄膜トランジスタ(T
FT)のために低下しており、この開口率の低下により
投射像の明るさが損なわれている。このため、本発明者
らは透過型ライトバルブの開口率を向上させることを考
えたが、前記薄膜トランジスタにより開口率が低下して
しまう透過型ライトバルブでは開口率の向上にも限界が
ある。
Therefore, the present inventors have focused on a light valve as a basic member for generating a projected image in the conventional projection display device. Considering the structure of the transmission type light valve used in the conventional projection display device, the aperture ratio of the light valve is determined by the thin film transistor (T) that switches the pixels of the light valve.
FT), and the decrease in the aperture ratio impairs the brightness of the projected image. For this reason, the present inventors considered improving the aperture ratio of the transmission light valve, but there is a limit to the improvement of the aperture ratio in the transmission light valve in which the aperture ratio is reduced by the thin film transistor.

【0009】そこで、本発明者らは、画素のスイッチン
グを行っているTFTを見かけ上見えなくしたライトバ
ルブ、すなわちTFTが画素の下部に配置されて上部に
は画素がびっしり配列されている反射型ライトバルブを
使用することを想起するに至った。反射型ライトバルブ
を用いれば、透過型ライトバルブを用いる場合に比べて
光量の低下を軽減することができ、一層明るい投射像を
得ることができる。
In view of the above, the present inventors have proposed a light valve in which a TFT for switching a pixel is made invisible, that is, a reflection type in which the TFT is disposed below the pixel and the pixels are closely arranged above the pixel. I came to remember using a light valve. The use of a reflection type light valve can reduce a decrease in the amount of light as compared with the case where a transmission type light valve is used, so that a brighter projected image can be obtained.

【0010】本発明は、このような本発明者らの着想に
基づいてなされたものである。
The present invention has been made based on such ideas of the present inventors.

【0011】すなわち、前記課題を解決するため、本発
明の第1の態様による投射型表示装置は、第1及び第2
の偏光ビームスプリッタと、色分解光学系と、各々が反
射型ライトバルブからなる第1、第2及び第3の色信号
用ライトバルブと、色合成光学系と、反射型ライトバル
ブからなる輝度信号用ライトバルブと、偏光合成光学系
と、投射光学系と、を備えたものである。前記第1の偏
光ビームスプリッタは、光源からの光を第1の偏光光と
第2の偏光光とに偏光分離する。前記色分解光学系は、
前記第1の偏光光を第1、第2及び第3の色光に色分解
する。前記第1、第2及び第3の色信号用ライトバルブ
は、前記第1、第2及び第3の色光をそれぞれ所定の色
信号に基づいて変調する。前記色合成光学系は、前記第
1、第2及び第3の色信号用ライトバルブによって変調
された各色光を色合成する。前記第2の偏光ビームスプ
リッタは、前記色合成光学系によって色合成された光を
検光する。前記輝度信号用ライトバルブは、前記第2の
偏光光を所定の輝度信号に基づいて変調する。前記第1
の偏光ビームスプリッタは、前記輝度信号用ライトバル
ブによって変調された光を検光する。前記偏光合成光学
系は、前記第2の偏光ビームスプリッタにより検光され
た光と前記第1の偏光ビームスプリッタにより検光され
た光とを偏光合成する。前記投射光学系は、前記偏光合
成光学系によって偏光合成された光を投射する。
That is, in order to solve the above-mentioned problem, the projection type display device according to the first aspect of the present invention comprises first and second projection devices.
, A color separation optical system, first, second, and third color signal light valves each including a reflective light valve, a color combining optical system, and a luminance signal including a reflective light valve. , A polarization combining optical system, and a projection optical system. The first polarization beam splitter polarizes and separates light from a light source into a first polarization light and a second polarization light. The color separation optical system,
The first polarized light is color-separated into first, second and third colored lights. The first, second, and third color signal light valves modulate the first, second, and third color lights based on predetermined color signals, respectively. The color synthesizing optical system synthesizes each color light modulated by the first, second, and third color signal light valves. The second polarizing beam splitter detects light that has been color-combined by the color-combining optical system. The luminance signal light valve modulates the second polarized light based on a predetermined luminance signal. The first
The polarization beam splitter detects the light modulated by the luminance signal light valve. The polarization combining optical system combines the light detected by the second polarization beam splitter with the light detected by the first polarization beam splitter. The projection optical system projects the light polarized and combined by the polarization combining optical system.

【0012】この第1の態様によれば、前記従来の投射
型表示装置と同様に、偏光分離光学系として作用する第
1の偏光ビームスプリッタ、色分解光学系、複数の色信
号用ライトバルブ、色合成光学系、輝度信号用ライトバ
ルブ、偏光合成光学系及び投射光学系を備えているの
で、少ない枚数の液晶ライトバルブを用いてコスト低減
を図るとともに高輝度でかつ高解像度の投射像を得るこ
とができる。そして、この第1の態様では、第1、第2
及び第3の色信号用ライトバルブ並びに前記輝度信号用
ライトバルブとして、透過型ライトバルブに比べて開口
率が大きく明るい変調光を出射することができる反射型
ライトバルブが用いられているので、前記従来の投射型
表示装置に比べて明るい投射像を得ることができる。
According to the first aspect, similarly to the conventional projection display device, the first polarization beam splitter acting as a polarization separation optical system, the color separation optical system, a plurality of color signal light valves, Equipped with a color synthesizing optical system, a light valve for luminance signal, a polarization synthesizing optical system, and a projection optical system, so that a small number of liquid crystal light valves can be used to reduce costs and obtain a high-luminance and high-resolution projection image be able to. And in this first aspect, the first and second
And a light valve for the third color signal and a light valve for the luminance signal, wherein a reflection type light valve capable of emitting a modulated light having a large aperture ratio and brighter than a transmission type light valve is used. A brighter projected image can be obtained as compared with a conventional projection display device.

【0013】この第1の態様の具体的な態様としては、
次の第2乃至第9の態様による投射型表示装置を挙げる
ことができる。
As a specific embodiment of the first embodiment,
Projection display devices according to the following second to ninth aspects can be given.

【0014】本発明の第2の態様による投射型表示装置
は、前記第1の態様による投射型表示装置において、前
記第1の偏光光は前記第2の偏光ビームスプリッタを経
由して前記色分解光学系に入射されるものである。
According to a second aspect of the present invention, in the projection type display device according to the first aspect, the first polarized light is transmitted through the second polarization beam splitter. It is incident on the optical system.

【0015】本発明の第3の態様による投射型表示装置
は、前記第1又は第2の態様による投射型表示装置にお
いて、前記色分解光学系と前記色合成光学系とが同一の
光学系で共用されたものである。
The projection display apparatus according to a third aspect of the present invention is the projection display apparatus according to the first or second aspect, wherein the color separation optical system and the color synthesis optical system are the same optical system. It is shared.

【0016】本発明の第4の態様による投射型表示装置
は、前記第3の態様による投射型表示装置において、前
記同一の光学系が、クロスダイクロイックプリズムから
構成されたものである。
In a projection type display according to a fourth aspect of the present invention, in the projection type display according to the third aspect, the same optical system comprises a cross dichroic prism.

【0017】本発明の第5の態様による投射型表示装置
は、前記第3の態様による投射型表示装置において、前
記同一の光学系が、3個のプリズム部材を、ダイクロイ
ック膜を挟んで、貼り合わせるかあるいは空隙を隔てて
向かい合わせることによって、組み合わせたダイクロイ
ックプリズムから構成されたものである。
In a projection type display according to a fifth aspect of the present invention, in the projection type display according to the third aspect, the same optical system is formed by bonding three prism members with a dichroic film interposed therebetween. It is composed of a combined dichroic prism by being combined or facing each other with a gap.

【0018】本発明の第6の態様による投射型表示装置
は、前記第1乃至第5のいずれかの態様による投射型表
示装置において、前記第2の偏光ビームスプリッタと前
記偏光合成光学系との間に、前記第2の偏光ビームスプ
リッタにより検光された光の偏光度を上げる偏光手段が
配置されたものである。
A projection display apparatus according to a sixth aspect of the present invention is the projection display apparatus according to any one of the first to fifth aspects, wherein the second polarization beam splitter and the polarization combining optical system are connected to each other. A polarizing means for increasing the degree of polarization of the light detected by the second polarizing beam splitter is disposed therebetween.

【0019】この第6の態様によれば、偏光手段によっ
て、第2の偏光ビームスプリッタにより検光された光、
すなわち、色信号による変調光が色合成されて検光され
た光の偏光度が向上される。このため、投射像のコント
ラストが向上する。
According to the sixth aspect, the light detected by the second polarizing beam splitter by the polarizing means,
That is, the degree of polarization of the detected light obtained by performing color synthesis of the modulated light based on the color signal is improved. For this reason, the contrast of the projected image is improved.

【0020】本発明の第7の態様による投射型表示装置
は、前記第1乃至第6のいずれかの態様による投射型表
示装置において、前記光源と前記第1の偏光ビームスプ
リッタとの間に、整形光学系が配置され、前記第1の偏
光ビームスプリッタと前記第2の偏光ビームスプリッタ
との間に、前記第1の偏光光を前記第2の偏光ビームス
プリッタへ導く照明用リレー光学系であって、第1及び
第2の照明レンズを有する照明用リレー光学系が配置さ
れたものである。
The projection display apparatus according to a seventh aspect of the present invention is the projection display apparatus according to any one of the first to sixth aspects, wherein the light source and the first polarization beam splitter are disposed between the light source and the first polarization beam splitter. A shaping optical system is provided, and is an illumination relay optical system that guides the first polarized light to the second polarizing beam splitter between the first polarizing beam splitter and the second polarizing beam splitter. And an illumination relay optical system having first and second illumination lenses.

【0021】この第7の態様のように、照明用リレー光
学系を採用すると、第1の偏光ビームスプリッタにより
偏光分離された第1の偏光光(色信号用の光)に関し
て、第2の偏光ビームスプリッタ、色分解光学系、色合
成光学系、各色信号用ライトバルブ、第1の偏光ビーム
スプリッタ及び偏光合成光学系を、投射光学系の開口絞
りによって決定される主光線がテレセントリック性を有
する位置に配置することができる。また、第1の偏光ビ
ームスプリッタにより偏光分離された第2の偏光光(輝
度信号用の光)に関して、第1の偏光ビームスプリッタ
及び偏光合成光学系を、投射光学系の開口絞りによって
決定される主光線がテレセントリック性を有する位置に
配置することができる。したがって、前記第7の態様に
よれば、色信号用ライトバルブの主光線の入射角度特性
に起因する投射像のコントラストムラ、各偏光ビームス
プリッタの主光線の入射角度特性に起因する投射像のコ
ントラストムラ、及び、色合成光学系の主光線の入射角
度特性に起因するカラーシェーディングをなくすことが
できる。
When the illumination relay optical system is employed as in the seventh aspect, the second polarized light (light for a color signal) polarized and separated by the first polarized beam splitter is converted into the second polarized light. The beam splitter, the color separation optical system, the color combining optical system, the light valve for each color signal, the first polarization beam splitter and the polarization combining optical system are positioned such that the principal ray determined by the aperture stop of the projection optical system has telecentricity. Can be arranged. Further, with respect to the second polarized light (light for a luminance signal) polarized and separated by the first polarized beam splitter, the first polarized beam splitter and the polarization combining optical system are determined by the aperture stop of the projection optical system. The principal ray can be arranged at a position having telecentricity. Therefore, according to the seventh aspect, the contrast unevenness of the projected image caused by the incident angle characteristic of the principal ray of the color signal light valve, and the contrast of the projected image caused by the incident angle characteristic of the principal ray of each polarization beam splitter. It is possible to eliminate unevenness and color shading due to the incident angle characteristic of the principal ray of the color combining optical system.

【0022】本発明の第8の態様による投射型表示装置
は、前記第1乃至第7のいずれかの態様による投射型表
示装置において、光路長補正部材が、前記第1の偏光ビ
ームスプリッタと前記第2の偏光ビームスプリッタとの
間の光路の途中に位置するとともに、前記第1の偏光ビ
ームスプリッタと前記輝度信号用ライトバルブとの間の
光路の途中に位置するように、配置されたものである。
According to an eighth aspect of the present invention, in the projection type display device according to any one of the first to seventh aspects, the optical path length correction member comprises the first polarization beam splitter and the first polarization beam splitter. It is arranged so as to be located in the middle of the optical path between the second polarizing beam splitter and in the middle of the optical path between the first polarizing beam splitter and the light valve for luminance signal. is there.

【0023】この第8の態様のように、光路長補正部材
を用いると、各構成要素のコンパクトな配置が可能とな
る。
When the optical path length correcting member is used as in the eighth aspect, a compact arrangement of the components can be realized.

【0024】本発明の第9の態様による投射型表示装置
は、前記第7の態様による投射型表示装置において、光
路長補正部材が、前記第1の偏光ビームスプリッタと前
記第2の偏光ビームスプリッタとの間の光路の途中に位
置するとともに、前記第1の偏光ビームスプリッタと前
記輝度信号用ライトバルブとの間の光路の途中に位置す
るように、配置され、前記光路長補正部材は、前記第1
の照明レンズと前記第2の照明レンズとの間に配置され
たものである。
In a projection type display according to a ninth aspect of the present invention, in the projection type display according to the seventh aspect, the optical path length correcting member comprises the first polarization beam splitter and the second polarization beam splitter. And the optical path length correction member is disposed so as to be located in the middle of the optical path between the first polarization beam splitter and the light valve for the luminance signal. First
And the second illumination lens.

【0025】[0025]

【発明の実施の形態】以下、本発明による投射型表示装
置について、図面を参照して詳細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a projection type display device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

【0026】(第1の実施の形態)まず、本発明の第1
の実施の形態による投射型表示装置について、図1及び
図2を参照して説明する。
(First Embodiment) First, the first embodiment of the present invention will be described.
The projection type display device according to the embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG.

【0027】図1は、本実施の形態による投射型表示装
置の概略構成を示す斜視図である。説明を簡単にするた
めに、図に示すように示す互いに直交する座標軸X,
Y,Zを定義する(後述する第2の実施の形態を示す図
3及び図4についても同様)。図2は、図1中のXZ平
面に沿った断面図である。図2における座標軸は、図1
のものと対応している。
FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of a projection display device according to the present embodiment. For simplicity of explanation, coordinate axes X, X shown in FIG.
Y and Z are defined (the same applies to FIGS. 3 and 4 showing a second embodiment described later). FIG. 2 is a cross-sectional view along the XZ plane in FIG. The coordinate axes in FIG.
It corresponds to the one.

【0028】本実施の形態による投射型表示装置では、
光源1はランプ1aと該ランプ1aの背面に配置された
凹面鏡1bとから構成されている。光源1から出射され
た光源光は、図示しない赤外光吸収フィルタ及び紫外光
吸収フィルタを経由し、更に負のパワーを有する整形光
学系としての凹レンズ51を経由し、第1の偏光ビーム
スプリッタ2にX方向に入射する。該第1の偏光ビーム
スプリッタ2に入射した光は、第1の偏光ビームスプリ
ッタ2の偏光分離部にて反射されて第1の偏光ビームス
プリッタ2からZ方向に出射する第1の偏光光(本実施
の形態では、S偏光光)と、前記偏光分離部を透過して
第1の偏光ビームスプリッタ2からX方向に出射する第
2の偏光光(本実施の形態では、P偏光光)とに偏光分
離される。
In the projection type display device according to the present embodiment,
The light source 1 includes a lamp 1a and a concave mirror 1b disposed on the back of the lamp 1a. The light source light emitted from the light source 1 passes through an infrared light absorption filter and an ultraviolet light absorption filter (not shown), further passes through a concave lens 51 as a shaping optical system having negative power, and passes through a first polarizing beam splitter 2. Incident in the X direction. The light that has entered the first polarization beam splitter 2 is reflected by the polarization splitting section of the first polarization beam splitter 2 and emitted from the first polarization beam splitter 2 in the Z direction. In the embodiment, the polarization beam splits into an S-polarized light beam and a second polarized light beam (in this embodiment, a P-polarized light beam) transmitted through the polarization splitter and emitted from the first polarization beam splitter 2 in the X direction. It is polarized and separated.

【0029】第1の偏光ビームスプリッタ2にて反射さ
れてZ方向に進行した第1の偏光光(S偏光光)は、折
り曲げミラー3にて反射されてX方向に進行し、更に折
り曲げミラー4にて反射されて−Z方向に進行し、照明
用リレー光学系を構成する第1の照明レンズ52を経由
して光路長補正部材5を透過し、前記照明用リレー光学
系を構成する第2の照明レンズ53を経由して第2の偏
光ビームスプリッタ6に入射される。第2の偏光ビーム
スプリッタ6は、このようにして当該第2の偏光ビーム
スプリッタ6に−Z方向に入射された前記第1の偏光光
(S偏光光)を当該第2の偏光ビームスプリッタ6の偏
光分離部にてX方向に反射するように、配置されてい
る。したがって、照明レンズ53を経由して第2の偏光
ビームスプリッタ6に入射された前記第1の偏光光(S
偏光光)は、第2の偏光ビームスプリッタ6の偏光分離
部にてX方向に反射されてX方向に進行し、色分解光学
系及び色合成光学系として共用されるクロスダイクロイ
ックプリズム7に入射される。
The first polarized light (S-polarized light) reflected by the first polarizing beam splitter 2 and traveling in the Z direction is reflected by the bending mirror 3 and travels in the X direction. The light is reflected by and travels in the −Z direction, passes through the optical path length correction member 5 via the first illumination lens 52 forming the illumination relay optical system, and forms the second illumination relay optical system. Is incident on the second polarization beam splitter 6 via the illumination lens 53 of the first embodiment. The second polarization beam splitter 6 converts the first polarized light (S-polarized light) incident on the second polarization beam splitter 6 in the -Z direction in this manner into the second polarization beam splitter 6. It is arranged so as to reflect in the X direction at the polarization splitting section. Therefore, the first polarized light (S) incident on the second polarization beam splitter 6 via the illumination lens 53
The polarized light) is reflected in the X direction at the polarization splitting section of the second polarization beam splitter 6, travels in the X direction, and is incident on the cross dichroic prism 7, which is shared as a color separation optical system and a color synthesis optical system. You.

【0030】クロスダイクロイックプリズム7は、各側
面に形成されたR光反射ダイクロイック膜7RとB光反
射ダイクロイック膜7Bとが互いに直交してX型となる
ように4個の直角二等辺三角形プリズムを、互いに直角
部分を合わせる形で接着剤で貼り合わせて組み合わせた
構造を有している。クロスダイクロイックプリズム7に
X方向に入射されたS偏光光は、R光反射ダイクロイッ
ク膜7Rにて反射されてY方向に進行するR光と、B光
反射ダイクロイック膜7Bにて反射されて−Y方向に進
行するB光と、ダイクロイック膜7R,7Bを透過して
X方向に進行するG光とに色分解される。クロスダイク
ロイックプリズム7を出射したR光、G光、B光は、各
色光に対応して設けられた色信号用ライトバルブ8R,
8B,8Gにそれぞれ入射される。本実施の形態では、
色信号用ライトバルブ8R,8B,8Gとして、電気書
き込み式反射型ライトバルブが用いられている。
The cross dichroic prism 7 includes four right-angled isosceles triangular prisms such that the R light reflecting dichroic film 7R and the B light reflecting dichroic film 7B formed on each side face are orthogonal to each other to form an X-shape. It has a structure in which right-angled portions are joined together and bonded together with an adhesive. The S-polarized light incident on the cross dichroic prism 7 in the X direction is reflected by the R light reflecting dichroic film 7R and travels in the Y direction, and the R light is reflected by the B light reflecting dichroic film 7B and reflected in the −Y direction. Are separated into G light traveling through the dichroic films 7R and 7B and G light traveling in the X direction. The R light, G light, and B light emitted from the cross dichroic prism 7 are used as color signal light valves 8R, provided corresponding to the respective color lights.
8B and 8G respectively. In the present embodiment,
As the color signal light valves 8R, 8B, 8G, electric writing type reflection light valves are used.

【0031】ここで、電気書き込み式反射型ライトバル
ブについて、図5を参照して説明する。図5は電気書き
込み式反射型ライトバルブの一例を示す概略断面図であ
る。電気書き込み式反射型ライトバルブは、図5に示す
ように、透明ガラス基板101、透明ITO電極10
2、液晶配向膜103、TN液晶層104、液晶配向膜
105、反射電極106、反射電極106とTFTドレ
イン112との間を接続する導体107,108、TF
Tドレイン112、TFTゲート110、TFTソース
111、TFT酸化物層109、及びシリコン基板11
3を備えている。なお、図5中、114はTFTソース
拡散領域、115はTFTドレイン拡散領域である。ゲ
ート110に電圧が印加されることにより、TFTがス
イッチングしてドレイン112を経由して電極106と
対向電極102との間に電圧が印加され、その箇所の液
晶分子は互いに平行に配列することとなり、当該箇所の
液晶層104が1/4波長板として作用する。このた
め、当該箇所に入射した偏光光は、円偏光となって金属
反射電極106に入射し、該電極106によって逆方向
に反射され、再度液晶104を通過する際に円偏光から
入射光とは偏光方向が90度ずれた偏光光となって出射
されることとなる。一方、ゲート110に電圧が印加さ
れない箇所では、TFTはスイッチングされないために
電極106と対向電極102との間に電界は発生せず、
液晶分子は配向膜103,105に倣って配向されてお
り、入射光はこの液晶分子に倣って旋向されて入射し、
金属電極106にて反射され、再度液晶分子のねじれに
倣って再度旋向され、入射光と同じ偏光方向の偏光光と
なって出射する。このように選択された箇所のみ、入射
光の偏光方向と偏光方向が90度ずれた偏光光を出射す
ることができる。以上が電気書き込み式反射型ライトバ
ルブの機能であり、電気書き込み式反射型ライトバルブ
は、基本的に、電気的に選択した箇所の反射出射光の偏
光方向を入射光とは異なる偏光方向に変換させる機能を
有する。このような構造を持った電気書き込み式反射型
ライトバルブの場合、TFTは電極106の下部に配置
するができるために、電極106の面積を大きくとるこ
とができ、開口率を格段に大きくすることができる。
Here, the electric write type reflection type light valve will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing an example of an electric writing type reflective light valve. As shown in FIG. 5, an electric writing type reflective light valve comprises a transparent glass substrate 101, a transparent ITO electrode 10
2. Liquid crystal alignment film 103, TN liquid crystal layer 104, liquid crystal alignment film 105, reflective electrode 106, conductors 107 and 108 connecting between reflective electrode 106 and TFT drain 112, TF
T drain 112, TFT gate 110, TFT source 111, TFT oxide layer 109, and silicon substrate 11
3 is provided. In FIG. 5, reference numeral 114 denotes a TFT source diffusion region, and reference numeral 115 denotes a TFT drain diffusion region. When a voltage is applied to the gate 110, the TFT switches and a voltage is applied between the electrode 106 and the counter electrode 102 via the drain 112, and the liquid crystal molecules at that location are arranged in parallel with each other. The liquid crystal layer 104 at that location functions as a 波長 wavelength plate. For this reason, the polarized light that has entered the relevant portion becomes circularly polarized light and is incident on the metal reflective electrode 106, is reflected by the electrode 106 in the opposite direction, and when passing through the liquid crystal 104 again, the incident light is The light is emitted as polarized light whose polarization direction is shifted by 90 degrees. On the other hand, at a place where no voltage is applied to the gate 110, the TFT is not switched, so that no electric field is generated between the electrode 106 and the counter electrode 102.
The liquid crystal molecules are aligned according to the alignment films 103 and 105, and the incident light is rotated and incident according to the liquid crystal molecules.
The light is reflected by the metal electrode 106, turned again according to the twist of the liquid crystal molecules, and is emitted as polarized light having the same polarization direction as the incident light. Polarized light whose polarization direction deviates by 90 degrees from the polarization direction of the incident light can be emitted only at the locations selected in this way. The above is the function of the electric writing type reflection type light valve. The electric writing type reflection type light valve basically converts the polarization direction of the reflected outgoing light at an electrically selected location to a polarization direction different from the incident light. It has a function to make In the case of an electric writing type reflective light valve having such a structure, the TFT can be arranged below the electrode 106, so that the area of the electrode 106 can be increased and the aperture ratio can be significantly increased. Can be.

【0032】再び図1及び図2を参照すると、クロスダ
イクロイックプリズム7により色分解されて色信号用ラ
イトバルブ8R,8B,8Gにそれぞれ入射したS偏光
のR光、G光、B光は、各色信号によって変調を受けて
反射されてそれぞれ変調光として各ライトバルブ8R,
8B,8Gから出射され、再度クロスダイクロイックプ
リズム7に入射される。前述した電気書き込み式反射型
ライトバルブの原理からわかるように、前記各色の変調
光には、各色信号に応じて電圧が印加された箇所のP偏
光光と電圧が印加されていない箇所のS偏光光とが混ざ
っている。ライトバルブ8Rから出射されたR光の変調
光はR光反射ダイクロイック膜7Rにて−X方向に反射
され、ライトバルブ8Gから出射されたG光の変調光は
G光反射ダイクロイック膜7R,7Gを透過してそのま
ま−X方向に進行し、ライトバルブ8Bから出射された
B光の変調光はB光反射ダイクロイック膜7Bにて−X
方向に反射される。このようにして、前記各色の変調光
は、クロスダイクロイックプリズム7により色合成され
て−X方向に出射される。色合成された変調光は、図1
及び図2に示すように、再度第2の偏光ビームスプリッ
タ6に入射され、第2の偏光ビームスプリッタ6にて検
光される。すなわち、色合成された変調光のうちのP偏
光光のみが第2の偏光ビームスプリッタ6を透過して−
X方向へ進行し(つまり、検光され)、色合成された変
調光のうちのS偏光光は第2の偏光ビームスプリッタ6
の偏光分離部にて反射されてZ方向に廃棄される。第2
の偏光ビームスプリッタ6により検光されて−X方向に
進行した当該検光光(P偏光光)は、偏光合成光学系と
しての第3の偏光ビームスプリッタ9に入射され、当該
第3の偏光ビームスプリッタ9を透過して投射光学系と
しての投射レンズ54へ向けて−X方向へ進行する。
Referring again to FIGS. 1 and 2, S-polarized R light, G light and B light which have been separated by the cross dichroic prism 7 and incident on the color signal light valves 8R, 8B and 8G respectively are shown in FIG. The light valves 8R,
The light is emitted from 8B and 8G and is incident on the cross dichroic prism 7 again. As can be seen from the principle of the above-described electric writing type reflection type light valve, the modulated light of each color includes P-polarized light where voltage is applied according to each color signal and S-polarized light where no voltage is applied. Light is mixed. The modulated light of R light emitted from the light valve 8R is reflected in the -X direction by the R light reflecting dichroic film 7R, and the modulated light of G light emitted from the light valve 8G passes through the G light reflecting dichroic films 7R and 7G. The modulated light of the B light transmitted through the light valve 8B and transmitted from the light valve 8B as it is passes through the B light reflecting dichroic film 7B.
Reflected in the direction. In this way, the modulated light of each color is synthesized by the cross dichroic prism 7 and emitted in the −X direction. The color-combined modulated light is shown in FIG.
As shown in FIG. 2 and FIG. 2, the light enters the second polarization beam splitter 6 again and is analyzed by the second polarization beam splitter 6. That is, only the P-polarized light of the modulated light that has undergone color synthesis passes through the second polarization beam splitter 6 and is −
The S-polarized light, which travels in the X direction (that is, is analyzed) and is color-synthesized, is converted into the second polarized beam splitter 6.
And is discarded in the Z direction. Second
The detection light (P-polarized light) detected by the polarization beam splitter 6 and traveling in the −X direction is incident on a third polarization beam splitter 9 as a polarization combining optical system, and the third polarization beam The light passes through the splitter 9 and travels in the −X direction toward the projection lens 54 as a projection optical system.

【0033】一方、前記第1の偏光ビームスプリッタ2
に入射した光源光のうちの、当該第1の偏光ビームスプ
リッタ2の偏光分離部を透過してX方向に進行した第2
の偏光光(P偏光光)は、前記光路長補正部材5を経由
して輝度信号用ライトバルブ8YにX方向に入射され
る。輝度信号用ライトバルブ8Yとして、電気書き込み
式反射型ライトバルブが用いられている。輝度信号用ラ
イトバルブ8Yは、前記色信号用ライトバルブ8R,8
B,8Gと構造において同じであるが、その画素数にお
いては前記色信号用ライトバルブ8R,8B,8Gより
多くする。そうすることにより、高精細の輝度信号によ
る変調光を該ライトバルブ8Yより出射することができ
る。
On the other hand, the first polarizing beam splitter 2
Of the light source light incident on the second polarizing beam splitter 2 of the first polarizing beam splitter 2 and traveling in the X direction.
(P-polarized light) is incident on the luminance signal light valve 8Y in the X direction via the optical path length correcting member 5. As the light valve 8Y for the luminance signal, an electric writing type reflection light valve is used. The luminance signal light valve 8Y includes the color signal light valves 8R and 8R.
B and 8G, but the number of pixels is larger than that of the color signal light valves 8R, 8B and 8G. By doing so, the light modulated by the high-definition luminance signal can be emitted from the light valve 8Y.

【0034】輝度信号用ライトバルブ8Yに入射した第
2の偏光光(P偏光光)は、輝度信号により変調を受け
て反射されて変調光として当該輝度信号用ライトバルブ
8Yから−X方向に出射される。前述した電気書き込み
式反射型ライトバルブの原理からわかるように、この変
調光には、輝度信号に応じて電圧が印加された箇所のS
偏光光と電圧が印加されていない箇所のP偏光光とが混
ざっている。輝度信号用ライトバルブ8Yから−X方向
に出射された変調光は、再度光路長補正部材5を経由し
て第1の偏光ビームスプリッタ2に入射され、第1の偏
光ビームスプリッタ2にて検光される。すなわち、当該
変調光のうちのS偏光光のみが第1の偏光ビームスプリ
ッタ2の偏光分離部にて反射されて−Z方向に進行し
(つまり、検光され)、当該変調光のうちのP偏光光は
第1の偏光ビームスプリッタ2を透過して−X方向に廃
棄される。第1の偏光ビームスプリッタ2により検光さ
れて−Z方向に進行した当該検光光(S偏光光)は、第
1の偏光ビームスプリッタ2を出射してすぐの位置に配
置された偏光板10を介して第3の偏光ビームスプリッ
タ9に−Z方向に入射される。偏光板10は、S偏光光
のみを透過させるように配置されている。したがって、
輝度信号による前記検光光(S偏光光)が偏光板10を
通過することにより、当該検光光中のS偏光成分(いわ
ば信号成分)とP偏光成分(いわばノイズ成分)との比
が更に向上し、その結果として投射像のコントラストが
向上する。すなわち、本実施の形態では、偏光板10
は、第2の第2の偏光ビームスプリッタ6により検光さ
れた光の偏光度を上げる偏光手段を構成している。もっ
とも、本発明では、必ずしもこのような偏光手段を用い
る必要はない。第3の偏光ビームスプリッタ9に−Z方
向に入射された輝度信号による検光光(S偏光光)は、
当該第3の偏光ビームスプリッタ9の偏光分離部にて反
射されて投射レンズ54へ向けて−X方向に進行する。
The second polarized light (P-polarized light) incident on the luminance signal light valve 8Y is modulated by the luminance signal and reflected, and is emitted as modulated light from the luminance signal light valve 8Y in the -X direction. Is done. As can be understood from the principle of the above-described electric writing type reflection type light valve, this modulated light has a S at a portion where a voltage is applied according to a luminance signal.
The polarized light is mixed with the P-polarized light where no voltage is applied. The modulated light emitted from the luminance signal light valve 8Y in the -X direction is again incident on the first polarization beam splitter 2 via the optical path length correction member 5, and is analyzed by the first polarization beam splitter 2. Is done. That is, only the S-polarized light of the modulated light is reflected by the polarization separation unit of the first polarization beam splitter 2 and travels in the −Z direction (that is, is analyzed), and the P-polarized light of the modulated light is The polarized light passes through the first polarizing beam splitter 2 and is discarded in the -X direction. The detected light (S-polarized light) detected by the first polarizing beam splitter 2 and traveling in the −Z direction is emitted from the first polarizing beam splitter 2 and is disposed at a position immediately after the first polarizing beam splitter 2. And enters the third polarization beam splitter 9 in the −Z direction. The polarizing plate 10 is arranged to transmit only S-polarized light. Therefore,
When the analysis light (S-polarized light) based on the luminance signal passes through the polarizing plate 10, the ratio between the S-polarization component (so-called signal component) and the P-polarization component (so-called noise component) in the analysis light further increases. And, as a result, the contrast of the projected image is improved. That is, in the present embodiment, the polarizing plate 10
Constitutes a polarization means for increasing the degree of polarization of the light detected by the second second polarization beam splitter 6. However, in the present invention, it is not always necessary to use such a polarizing means. The analysis light (S-polarized light) based on the luminance signal incident on the third polarization beam splitter 9 in the −Z direction is
The light is reflected by the polarization splitting portion of the third polarization beam splitter 9 and travels in the −X direction toward the projection lens 54.

【0035】第2の偏光ビームスプリッタ6にて検光さ
れた色合成検光光(P偏光光)、及び、第1の偏光ビー
ムスプリッタ2にて検光された輝度信号検光光(S偏光
光)は、前述したように両方とも第3の偏光ビームスプ
リッタ9から出射して−X方向に進行することから、第
3の偏光ビームスプリッタ9にて偏光合成されることに
なる。この偏光合成された光は、投射レンズ54にて図
示しないスクリーン上に投射される。
The color-combined analysis light (P-polarized light) detected by the second polarization beam splitter 6 and the luminance signal analysis light (S-polarized light) detected by the first polarization beam splitter 2 As described above, both light beams are emitted from the third polarization beam splitter 9 and travel in the −X direction, so that they are polarized and synthesized by the third polarization beam splitter 9. The polarized light is projected on a screen (not shown) by the projection lens 54.

【0036】次に、図2を参照して、本実施の形態によ
る投射型表示装置における光線の様子について説明す
る。
Next, the state of light rays in the projection type display device according to the present embodiment will be described with reference to FIG.

【0037】前記第3の偏光ビームスプリッタ9を−X
方向に出射した合成光をスクリーン上に投射する投射レ
ンズ54は、図2に示すように、開口絞り54aと、該
開口絞り54aよりも第3の偏光ビームスプリッタ9側
に位置する前群レンズと、開口絞り54aより図示しな
いスクリーン側に位置する後群レンズとを有している。
当該開口絞り54aは前記前群レンズの後側(スクリー
ン側を後側とする)焦点に配置されており、投射レンズ
54は第3の偏光ビームスプリッタ9側(前側)にテレ
セントリックな光学系となっている。つまり、開口絞り
54aの中心を通過する光線、すなわち、投射レンズ5
4の開口絞り54aによって決定される主光線は、投射
レンズ54の前側においては、光軸に対して平行光とな
る。
The third polarization beam splitter 9 is set to -X
As shown in FIG. 2, the projection lens 54 for projecting the combined light emitted in the directions on the screen includes an aperture stop 54a, and a front lens group located closer to the third polarization beam splitter 9 than the aperture stop 54a. And a rear lens group located on the screen side (not shown) with respect to the aperture stop 54a.
The aperture stop 54a is disposed at a focal point on the rear side (the screen side is the rear side) of the front lens group, and the projection lens 54 is a telecentric optical system on the third polarization beam splitter 9 side (front side). ing. That is, a light beam passing through the center of the aperture stop 54a, that is, the projection lens 5
The principal ray determined by the fourth aperture stop 54a is parallel to the optical axis on the front side of the projection lens 54.

【0038】光源1は、前述したように、ランプ1aと
該ランプ1aの背面に配置された凹面鏡1bとから構成
されている。本実施の形態では、凹面鏡1bとして楕円
鏡が用いられ、ランプ1aは該楕円鏡の近い方の焦点
(第1焦点)位置に配置されている。したがって、光源
1から出射した光源光は、見かけ上、前記楕円鏡1bの
遠い方の焦点(第2焦点)位置に向かって集光するよう
に進行する。前記整形光学系としての凹レンズ51は、
前記第2焦点の位置に対して光源1aの側に配置されて
いる。凹レンズ51は、前記光路長補正部材5を考慮に
入れた上で、光源光のうちの第1の偏光ビームスプリッ
タ2を透過した前記第2の偏光光が輝度信号用ライトバ
ルブ8Y上に集光するように構成されている。当該第2
の偏光光は、凹レンズ51によって、輝度信号用ライト
バルブ8Y上での集光点が略均一な明るさになるような
幅を持って集光され、輝度信号用ライトバルブ8Yを照
明することになる。
As described above, the light source 1 is composed of the lamp 1a and the concave mirror 1b arranged on the back of the lamp 1a. In the present embodiment, an elliptical mirror is used as the concave mirror 1b, and the lamp 1a is arranged at a closer focal point (first focal point) of the elliptical mirror. Therefore, the light source light emitted from the light source 1 apparently travels so as to be converged toward a far (second) focus position of the elliptical mirror 1b. The concave lens 51 as the shaping optical system includes:
It is arranged on the side of the light source 1a with respect to the position of the second focal point. The concave lens 51 condenses the second polarized light of the light source light transmitted through the first polarized beam splitter 2 onto the luminance signal light valve 8Y, taking the optical path length correction member 5 into consideration. It is configured to be. The second
Is condensed by the concave lens 51 with a width such that the light condensing point on the luminance signal light valve 8Y has substantially uniform brightness, and illuminates the luminance signal light valve 8Y. Become.

【0039】前記光源光のうちの第1の偏光ビームスプ
リッタ2によって反射された前記第1の偏光光は、凹レ
ンズ51によって、前記第2の偏光光により照射される
輝度信号用ライトバルブ8Yと同じ光路長の位置(折り
曲げミラー3と折り曲げミラー4との間の位置)に集光
されることになる。そして、当該集光点から出射した当
該第1の偏光光は、当該集光点から光路長f1(f1は
第1の照明レンズ52の焦点距離)の位置に配置された
第1の照明レンズ52を経由し、更に、第1の照明レン
ズ52から光路長補正部材5を挟んで光路長f1+f2
(f2は第2の照明レンズ53の焦点距離)の位置に配
置された第2の照明レンズ53を経由して、第2の偏光
ビームスプリッタ6に入射され、当該第2の偏光ビーム
スプリッタ6の偏光分離部にて反射されてクロスダイク
ロイックプリズム7に入射され、クロスダイクロイック
プリズム7にてR光、G光、B光に色分解される。第2
の照明レンズ53から各色光用ライトバルブ8R,8
G,8Bまでの光路長はそれぞれ、第2の照明レンズ5
3の焦点距離f2に設定されている。クロスダイクロイ
ックプリズム7にて色分解された各色光は、クロスダイ
クロイックプリズム7の各色光の各出射面の近傍にそれ
ぞれ配置された各色光用ライトバルブ8R,8G,8B
に入射され、各色信号によって変調作用を受けて各ライ
トバルブ8R,8G,8Bにて反射されて再度クロスダ
イクロイックプリズム7の前記各出射面から当該クロス
ダイクロイックプリズム7に入射される。クロスダイク
ロイックプリズム7に入射された各色光の変調光は、ク
ロスダイクロイックプリズム7にて色合成され、第2の
偏光ビームスプリッタ6にて検光される。
The first polarized light of the light source reflected by the first polarizing beam splitter 2 is the same as the luminance signal light valve 8Y irradiated by the second polarized light by the concave lens 51. The light is condensed at the position of the optical path length (the position between the bending mirror 3 and the bending mirror 4). Then, the first polarized light emitted from the focal point is the first illumination lens 52 disposed at a position of an optical path length f1 (f1 is a focal length of the first illumination lens 52) from the focal point. And the optical path length f1 + f2 from the first illumination lens 52 with the optical path length correction member 5 interposed therebetween.
(F2 is the focal length of the second illumination lens 53), the light is incident on the second polarization beam splitter 6 via the second illumination lens 53, and the second polarization beam splitter 6 The light is reflected by the polarization splitting unit, is incident on the cross dichroic prism 7, and is separated by the cross dichroic prism 7 into R light, G light, and B light. Second
From the illumination lens 53 of each color light valve 8R, 8
The optical path lengths up to G and 8B are the second illumination lens 5 respectively.
The focal length is set to f3. The color lights separated by the cross dichroic prism 7 are respectively provided with light valves 8R, 8G, 8B for the respective color lights arranged near the respective emission surfaces of the respective color lights of the cross dichroic prism 7.
, And is reflected by each of the light valves 8R, 8G, 8B after being modulated by the respective color signals, and is again incident on the cross dichroic prism 7 from the respective exit surfaces of the cross dichroic prism 7. The modulated lights of the respective colors incident on the cross dichroic prism 7 are color-combined by the cross dichroic prism 7 and analyzed by the second polarization beam splitter 6.

【0040】以上の構成により、折り曲げミラー3と折
り曲げミラー4との間の光路中に存在する、光源光のう
ちの第1の偏光ビームスプリッタ2によって反射された
前記第1の偏光光の集光部の像が、第1及び第2の照明
レンズ52,53から構成される照明用リレー光学系に
よって、各色光用ライトバルブ8R,8G,8B上に結
像されることとなり、各色光用ライトバルブ8R,8
G,8Bに対して臨界照明が達成される。さらに、投射
レンズ54の開口絞り54aによって決定される主光線
は、光源1→凹レンズ51→第1の偏光ビームスプリッ
タ2→折り曲げミラー3→折り曲げミラー4→第1の照
明レンズ52→光路長補正部材5→第2の照明レンズ5
3→第2の偏光ビームスプリッタ6→クロスダイクロイ
ックプリズム7→各色光用ライトバルブ8R,8G,8
B→クロスダイクロイックプリズム7→第2の偏光ビー
ムスプリッタ6→第3の偏光ビームスプリッタ9→投射
レンズ54の経路によって構成される色信号光学系にお
いて、凹レンズ51と第1の照明レンズ52との間の光
路並びに第2の照明レンズ53と投射レンズ54との間
の光路においては、主光線が光軸と平行となり、テレセ
ントリック性が維持される。換言すれば、第1の偏光ビ
ームスプリッタ2により偏光分離された前記第1の偏光
光に関して、第2の偏光ビームスプリッタ6、クロスダ
イクロイックプリズム7、ライトバルブ8R,8G,8
B、第1の偏光ビームスプリッタ2及び第3の偏光ビー
ムスプリッタ9はいずれも、投射レンズ54の開口絞り
54aによって決定される主光線がテレセントリック性
を有する位置に配置されている。
With the above configuration, the first polarized light of the source light, which is present in the optical path between the bending mirror 3 and the bending mirror 4 and is reflected by the first polarization beam splitter 2, is collected. The image of the unit is formed on the light valves 8R, 8G, 8B for the respective color lights by the illumination relay optical system composed of the first and second illumination lenses 52, 53, and the light for the respective color lights. Valve 8R, 8
Critical illumination is achieved for G, 8B. Further, the principal ray determined by the aperture stop 54a of the projection lens 54 is a light source 1 → a concave lens 51 → a first polarizing beam splitter 2 → a bending mirror 3 → a bending mirror 4 → a first illumination lens 52 → an optical path length correcting member. 5 → second illumination lens 5
3 → second polarizing beam splitter 6 → cross dichroic prism 7 → light valves 8R, 8G, 8 for each color light
B → the cross dichroic prism 7 → the second polarization beam splitter 6 → the third polarization beam splitter 9 → in the color signal optical system constituted by the path of the projection lens 54, between the concave lens 51 and the first illumination lens 52 In the optical path of, and the optical path between the second illumination lens 53 and the projection lens 54, the principal ray is parallel to the optical axis, and the telecentricity is maintained. In other words, the second polarization beam splitter 6, the cross dichroic prism 7, the light valves 8R, 8G, and 8 relate to the first polarization light polarized and separated by the first polarization beam splitter 2.
B, the first polarization beam splitter 2 and the third polarization beam splitter 9 are all located at positions where the principal ray determined by the aperture stop 54a of the projection lens 54 has telecentricity.

【0041】また、輝度信号光学系については、前記光
源光のうちの第1の偏光ビームスプリッタ2の偏光分離
部を透過した前記第2の偏光光は、凹レンズ51によっ
て輝度信号用ライトバルブ8Y上に集光されることか
ら、輝度信号用ライトバルブ8Yに対して臨界照明と同
様の照明が達成される。そして、このようにして当該ラ
イトバルブ8Yに入射された偏光光は、輝度信号によっ
て変調作用を受けて当該ライトバルブ8Yにて反射さ
れ、光路長補正部材5を経て第1の偏光ビームスプリッ
タ2に入射され、当該第1の偏光ビームスプリッタ2に
て検光される。光源1→凹レンズ51→第1の偏光ビー
ムスプリッタ2→光路長補正部材5→輝度信号用ライト
バルブ8Y→光路長補正部材5→第1の偏光ビームスプ
リッタ2→偏光板10→第3の偏光ビームスプリッタ9
→投射レンズ54の経路によって構成される輝度信号光
学系において、凹レンズ51と第1の照明レンズ52と
の間の光路並びに輝度信号用ライトバルブ8Yと投射レ
ンズ54との間の光路においては、主光線が光軸と平行
となり、テレセントリック性が維持される。換言すれ
ば、第1の偏光ビームスプリッタ2により偏光分離され
た前記第2の偏光光に関して、第1の偏光ビームスプリ
ッタ2及び第3の偏光ビームスプリッタ9はいずれも、
投射レンズ54の開口絞り54aによって決定される主
光線がテレセントリック性を有する位置に配置されてい
る。
In the luminance signal optical system, of the light source light, the second polarized light transmitted through the polarization splitting portion of the first polarization beam splitter 2 is transmitted to the luminance signal light valve 8Y by the concave lens 51. Therefore, the same illumination as the critical illumination is achieved for the luminance signal light valve 8Y. The polarized light thus incident on the light valve 8Y is modulated by the luminance signal, reflected by the light valve 8Y, passes through the optical path length correction member 5, and is transmitted to the first polarization beam splitter 2. The light is incident and is analyzed by the first polarization beam splitter 2. Light source 1 → concave lens 51 → first polarization beam splitter 2 → optical path length correction member 5 → light valve 8Y for luminance signal → optical path length correction member 5 → first polarization beam splitter 2 → polarizing plate 10 → third polarization beam Splitter 9
→ In the luminance signal optical system constituted by the path of the projection lens 54, the optical path between the concave lens 51 and the first illumination lens 52 and the optical path between the luminance signal light valve 8Y and the projection lens 54 are mainly The light rays become parallel to the optical axis, and the telecentricity is maintained. In other words, regarding the second polarized light polarized and separated by the first polarized beam splitter 2, both the first polarized beam splitter 2 and the third polarized beam splitter 9
The principal ray determined by the aperture stop 54a of the projection lens 54 is arranged at a position having telecentricity.

【0042】偏光ビームスプリッタ2,6,9の偏光分
離部は軸外主光線の入射角度が異なると、偏光分離特性
が異なることとなり、これに起因して投射像にコントラ
ストムラが発生する。この点、本実施の形態において
は、第1の偏光ビームスプリッタ2により偏光分離され
た前記第1の偏光光に関しては(すなわち、色信号光学
系に関しては)、偏光ビームスプリッタ2,6,9は主
光線がテレセントリック性を有する位置に配置されてい
るため、偏光ビームスプリッタ2,6,9の主光線の入
射角度特性に起因する投射像のコントラストムラが発生
することはない。
If the incident angles of the off-axis chief rays are different from each other, the polarization splitting portions of the polarization beam splitters 2, 6, and 9 have different polarization splitting characteristics. In this regard, in the present embodiment, the polarization beam splitters 2, 6, and 9 are related to the first polarized light polarized and separated by the first polarization beam splitter 2 (that is, for the color signal optical system). Since the principal ray is located at a position having telecentricity, contrast unevenness of the projected image does not occur due to the incident angle characteristic of the principal ray of the polarization beam splitters 2, 6, and 9.

【0043】また、色分解及び色合成を実施するダイク
ロイック膜7R,7Bは誘電体膜を多層積層して構成さ
れるが、これら膜7R,7Bは入射する光線の入射角度
に応じて反射特性が異なる特性を有している。このた
め、軸外主光線毎に当該膜7R,7Bに入射する角度が
異なると、スクリーン上においてカラーシェーディング
が発生してしまう。この点、本実施の形態によれば、色
分解光学系及び色合成光学系としてのクロスダイクロイ
ックプリズム7は、主光線がテレセントリック性を有す
る位置に配置されているため、色合成光学系の主光線の
入射角度特性に起因するカラーシェーディングが発生し
ない。
The dichroic films 7R and 7B for performing color separation and color synthesis are formed by laminating a plurality of dielectric films, and these films 7R and 7B have reflection characteristics according to the incident angle of the incident light beam. Has different characteristics. For this reason, if the angles of incidence on the films 7R and 7B differ for each off-axis principal ray, color shading occurs on the screen. In this regard, according to the present embodiment, the cross dichroic prism 7 serving as the color separation optical system and the color synthesis optical system is arranged at a position where the main light beam has telecentricity. Does not cause color shading due to the incident angle characteristics.

【0044】さらに、液晶ライトバルブ8R,8G,8
Bも軸外主光線の入射角度が異なると、液晶層の変調特
性が異なり、これに起因して投射像にコントラストムラ
が発生する。この点、本実施の形態においては、ライト
バルブ8R,8G,8Bは主光線がテレセントリック性
を有する位置に配置されているため、ライトバルブ8
R,8G,8Bの主光線の入射角度特性に起因する投射
像のコントラストムラが発生することもない。
Further, the liquid crystal light valves 8R, 8G, 8
If the incident angle of the off-axis chief ray also differs for B, the modulation characteristics of the liquid crystal layer differ, and as a result, contrast unevenness occurs in the projected image. In this regard, in this embodiment, since the light valves 8R, 8G, and 8B are arranged at positions where the principal ray has telecentricity, the light valve 8R
No contrast unevenness of the projected image occurs due to the incident angle characteristics of the principal rays of R, 8G, and 8B.

【0045】第1の偏光ビームスプリッタ2により偏光
分離された前記第2の偏光光に関しては(すなわち、輝
度信号光学系に関しては)、輝度信号用ライトバルブ8
Yから偏光ビームスプリッタ2,9を経由して投射レン
ズ54に至る光路において主光線が光軸と平行となり、
偏光ビームスプリッタ2,9が主光線がテレセントリッ
ク性を有する位置に配置されているため、偏光ビームス
プリッタ2,9の主光線の入射角度特性に起因する投射
像のコントラストムラが発生することはない。なお、輝
度信号光学系においては、凹レンズ51から第1の偏光
ビームスプリッタ2を経由して輝度信号用ライトバルブ
8Yに至る光路では主光線が光軸と平行にならず(すな
わち、輝度信号用ライトバルブ8Yは主光線がテレセン
トリック性を有する位置に配置されておらず)、輝度信
号用ライトバルブ8Yに入射する軸外主光線の入射角度
が異なり、その結果投射像にコントラストムラが発生す
る要因となり得る。しかし、本実施の形態では、輝度信
号用ライトバルブ8Yから出射した変調光を第1の偏光
ビームスプリッタ2にて検光した検光光が偏光板10を
透過するので、そのような投射像のコントラストムラの
発生が防止されている。
For the second polarized light polarized and separated by the first polarizing beam splitter 2 (that is, for the luminance signal optical system), a luminance signal light valve 8 is provided.
In the optical path from Y to the projection lens 54 via the polarizing beam splitters 2 and 9, the principal ray is parallel to the optical axis,
Since the polarization beam splitters 2 and 9 are arranged at positions where the principal rays have telecentricity, there is no occurrence of contrast unevenness of the projected image due to the incident angle characteristics of the principal rays of the polarization beam splitters 2 and 9. In the luminance signal optical system, in the optical path from the concave lens 51 to the luminance signal light valve 8Y via the first polarizing beam splitter 2, the principal ray is not parallel to the optical axis (that is, the luminance signal light). The bulb 8Y is not disposed at a position where the principal ray has telecentricity), and the incident angle of the off-axis principal ray incident on the luminance signal light valve 8Y is different. As a result, the unevenness of the projected image is caused. obtain. However, in the present embodiment, the modulated light emitted from the luminance signal light valve 8Y is analyzed by the first polarizing beam splitter 2, and the analyzed light is transmitted through the polarizing plate 10. The occurrence of contrast unevenness is prevented.

【0046】なお、投射レンズ54に対してスクリーン
上の投射像とライトバルブ8Y,8R,8G,8Bとは
共役な関係にあるため、ライトバルブ8R,8G,8B
から偏光ビームスプリッタ6,9を経由して投射レンズ
54までの光路長とライトバルブ8Yから光路長補正部
材5及び偏光ビームスプリッタ6,9を経由して投射レ
ンズ54までの光路長とは同じにする必要がある。この
ため、本実施の形態では、光路長補正部材5のX方向の
長さは、光路長補正部材5の有する屈折率を考慮して、
両光路長が同じになるように定められている。また、光
路長補正部材5のZ方向の長さは、第1及び第2の照明
レンズ52,53間の光路長を調整して、前記色信号光
学系の照明用リレー光学系を構成する第1及び第2の照
明レンズ52,53によってライトバルブ8R,8G,
8Bに対する臨界照明が達成されるように、定められて
いる。なお、前述の説明からわかるように、光路長補正
部材5は、第1の偏光ビームスプリッタ2と第2の偏光
ビームスプリッタ6との間の光路(色信号用の光の光
路)の途中に位置するとともに、前記第1の偏光ビーム
スプリッタと前記輝度信号用ライトバルブとの間の光路
(輝度信号用の光の光路)の途中に位置するように、配
置されている。特に、本実施の形態では、光路長補正部
材5は、第1の照明レンズ52と第2の照明レンズ53
との間に配置されている。
Since the projection image on the screen and the light valves 8Y, 8R, 8G, 8B are conjugate with respect to the projection lens 54, the light valves 8R, 8G, 8B
And the optical path length from the light valve 8Y to the projection lens 54 via the polarization beam splitters 6 and 9 is the same as the optical path length from the light valve 8Y to the projection lens 54 via the optical path length correction member 5 and the polarization beam splitters 6 and 9. There is a need to. For this reason, in the present embodiment, the length of the optical path length correction member 5 in the X direction is determined in consideration of the refractive index of the optical path length correction member 5.
Both optical path lengths are determined so as to be the same. The length of the optical path length correction member 5 in the Z direction is adjusted by adjusting the optical path length between the first and second illumination lenses 52 and 53 to constitute the illumination relay optical system of the color signal optical system. The light bulbs 8R, 8G,
It is defined that critical illumination for 8B is achieved. As can be seen from the above description, the optical path length correction member 5 is located in the middle of the optical path (optical path of light for color signals) between the first polarizing beam splitter 2 and the second polarizing beam splitter 6. In addition, it is arranged so as to be located in the middle of an optical path (optical path of light for luminance signal) between the first polarization beam splitter and the light valve for luminance signal. In particular, in the present embodiment, the optical path length correction member 5 includes the first illumination lens 52 and the second illumination lens 53
And is located between.

【0047】本実施の形態によれば、前記従来の投射型
表示装置と同様に、偏光分離光学系として作用する第1
の偏光ビームスプリッタ2、色分解光学系、複数の色信
号用ライトバルブ8R,8G,8B、色合成光学系、輝
度信号用ライトバルブ8Y、偏光合成光学系及び投射光
学系を備えているので、少ない枚数の液晶ライトバルブ
を用いてコスト低減を図るとともに、色信号用ライトバ
ルブ8R,8G,8Bから出射された光に対して輝度信
号用ライトバルブ8Yから出射された光が重ね合わされ
るので、高輝度でかつ高解像度の投射像を得ることがで
きる。そして、本実施の形態では、色信号用ライトバル
ブ8R,8G,8B及び輝度信号用ライトバルブ8Yと
して全て、透過型ライトバルブに比べて格段に開口率が
大きく明るい変調光を出射することができる反射型ライ
トバルブが用いられているので、前記従来の投射型表示
装置に比べて明るい投射像を得ることができる。その
上、本実施の形態によれば、前述したように、主光線の
入射角度に特性を依存する偏光ビームスプリッタ、ダイ
クロイック膜及びライトバルブの主要構成物の大部分を
主光線がテレセントリック性を有する位置に配置するこ
とができるため、これら主光線の入射角度特性に起因す
る投射像のコントラストの低下及びカラーシェーディン
グの発生を極力抑えることができる。
According to the present embodiment, like the above-mentioned conventional projection type display apparatus, the first functioning as a polarization separation optical system.
, A polarization beam splitter 2, a color separation optical system, a plurality of color signal light valves 8R, 8G, 8B, a color synthesis optical system, a luminance signal light valve 8Y, a polarization synthesis optical system, and a projection optical system. Since the cost is reduced by using a small number of liquid crystal light valves, and the light emitted from the luminance signal light valve 8Y is superimposed on the light emitted from the color signal light valves 8R, 8G, 8B, A high-luminance and high-resolution projected image can be obtained. In the present embodiment, all of the color signal light valves 8R, 8G, 8B and the luminance signal light valve 8Y can emit modulated light having a much larger aperture ratio and brighter than a transmissive light valve. Since the reflection type light valve is used, a brighter projected image can be obtained as compared with the conventional projection display device. Moreover, according to the present embodiment, as described above, most of the main components of the polarizing beam splitter, the dichroic film, and the light valve that depend on the angle of incidence of the chief ray have a telecentric property. Therefore, it is possible to minimize the reduction in the contrast of the projected image and the occurrence of color shading due to the incident angle characteristics of these principal rays.

【0048】なお、本実施の形態では、ライトバルブ8
R,8G,8B,8Yとして、電気書き込み式反射型ラ
イトバルブが用いられていたが、代わりに光書き込み式
反射型ライトバルブを使用してもよい。もっとも、当該
光書き込み式ライトバルブを用いる場合には、書き込み
光学系が必要となり、装置の大型化を招くので、本実施
の形態のように電気書き込み式ライトバルブを用いるこ
とが好ましい。
In this embodiment, the light valve 8
Although the electric writing type reflective light valve is used as R, 8G, 8B, 8Y, an optical writing type reflective light valve may be used instead. However, in the case of using the optical writing type light valve, a writing optical system is required and the size of the apparatus is increased. Therefore, it is preferable to use an electric writing type light valve as in this embodiment.

【0049】(第2の実施の形態)次に、本発明の第2
の実施の形態による投射型表示装置について、図3及び
図4を参照して説明する。
(Second Embodiment) Next, a second embodiment of the present invention will be described.
The projection type display device according to the embodiment will be described with reference to FIG. 3 and FIG.

【0050】図3は、本発明の第2の実施の形態による
投射型表示装置を示す概略斜視図である。図4は、図3
中の色分解光学系及び色合成光学系としてのダイクロイ
ックプリズム27及びライトバルブ8R,8G,8Bを
−Z方向に見たXY平面図である。なお、図3におい
て、図1中の要素と同一又は対応する要素には同一符号
を付し、その説明は省略する。
FIG. 3 is a schematic perspective view showing a projection type display device according to a second embodiment of the present invention. FIG. 4 shows FIG.
FIG. 6 is an XY plan view of a dichroic prism 27 and light valves 8R, 8G, and 8B serving as a color separation optical system and a color combining optical system in the -Z direction. In FIG. 3, the same or corresponding elements as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

【0051】本実施の形態による投射型表示装置が図1
に示す第1の実施の形態による投射型表示装置と異なる
所は、色分解及び色合成を行う光学系として、クロスダ
イクロイックプリズム7の代わりにいわゆるフィリップ
スタイプのダイクロイックプリズム27が用いられてい
る点のみである。
The projection type display device according to the present embodiment is shown in FIG.
The only difference from the projection display device according to the first embodiment shown in FIG. 1 is that a so-called Philips type dichroic prism 27 is used instead of the cross dichroic prism 7 as an optical system for performing color separation and color synthesis. It is.

【0052】ダイクロイックプリズム27は、図3及び
図4に示すように、それぞれ異なる形状の3個のプリズ
ム部材27−1,27−2,27−3を有している。部
材27−1は三角柱、部材27−2は部材27−1と形
状の異なる三角柱、部材27−3は四角柱である。部材
27−2と空隙をあけて対向する部材27−1の対向面
には、R光を反射しG光及びB光を透過させるR光反射
ダイクロイック膜27Rが形成されている。部材27−
1と部材27−2との間には、前述したように空隙が形
成されている。部材27−2と部材27−3との間の面
には、B光を反射しG光を透過させるB光反射ダイクロ
イック膜27Bが形成されている。なお、部材27−2
と部材27−3との間には空隙は形成されていない。
As shown in FIGS. 3 and 4, the dichroic prism 27 has three prism members 27-1, 27-2, and 27-3 having different shapes. The member 27-1 is a triangular prism, the member 27-2 is a triangular prism having a shape different from that of the member 27-1, and the member 27-3 is a quadrangular prism. An R light reflecting dichroic film 27R that reflects R light and transmits G light and B light is formed on a facing surface of the member 27-1 that faces the member 27-2 with a gap. Member 27-
An air gap is formed between 1 and the member 27-2 as described above. A B light reflecting dichroic film 27B that reflects B light and transmits G light is formed on a surface between the members 27-2 and 27-3. The member 27-2
No gap is formed between the member 27-3.

【0053】第2の実施の形態では、図3及び図4に示
すように、光源1から凹レンズ51、第1の偏光ビーム
スプリッタ2、折り曲げミラー3,4、第1の照明レン
ズ52、光路長補正部材5、第2の照明レンズ53及び
第2の偏光ビームスプリッタ6を経由して、X方向に進
行した第1の偏光光(S偏光光)は、ダイクロイックプ
リズム27の部材27−1の面27−1−aに垂直な光
軸で入射し、R光、G光、B光に色分解される。すなわ
ち、図4に示すように、第2の偏光ビームスプリッタ6
から部材27−1にX方向に入射した偏光光のうちのR
光は、R光反射ダイクロイック膜27Rにて反射され、
更に部材27−1の面27−1−aにて内面全反射さ
れ、部材27−1の面27−1−bからX軸及びY軸に
対して平行ではない所定方向に出射され、面27−1−
bの近傍に配置されたR光用ライトバルブ8Rに入射さ
れる。第2の偏光ビームスプリッタ6から部材27−1
にX方向に入射した偏光光のうちのB光は、部材27−
1、R光反射ダイクロイック膜27R及び前記空隙を透
過して部材27−2内に進入し、B光反射ダイクロイッ
ク膜27Bにて反射され、更に部材27−2の面27−
2−aにて内面全反射され、部材27−2の面27−2
−bからX軸及びY軸に対して平行ではない所定方向に
出射され、面27−2−bの近傍に配置されたB光用ラ
イトバルブ8Bに入射される。第2の偏光ビームスプリ
ッタ6から部材27−1にX方向に入射した偏光光のう
ちのG光は、部材27−1、R光反射ダイクロイック膜
27R、前記空隙、部材27−2、B光ダイクロイック
膜27G及び部材27−3を透過して、部材27−3の
面27−3−aからX方向に出射され、面27−3−a
の近傍に配置されたG光用ライトバルブ8Gに入射され
る。色信号用ライトバルブ8R,8B,8Gにそれぞれ
入射したS偏光のR光、G光、B光は、各色信号によっ
て変調を受けて反射されそれぞれ変調光として各ライト
バルブ8R,8B,8Gから出射され、再度ダイクロイ
ックプリズム27に入射され、前述した光路を逆行して
進行し、色合成されて面27−1−aから−X方向に出
射され、当該色合成された変調光は再度第2の偏光ビー
ムスプリッタ6に入射される。なお、ダイクロイックプ
リズム27に入射してから当該ダイクロイックプリズム
27を出射するまで、R光、G光、B光とも光路長が同
じになるように設定されている。
In the second embodiment, as shown in FIGS. 3 and 4, a concave lens 51, a first polarizing beam splitter 2, folding mirrors 3 and 4, a first illumination lens 52, an optical path length are provided from a light source 1. The first polarized light (S-polarized light) traveling in the X direction via the correcting member 5, the second illumination lens 53, and the second polarizing beam splitter 6 is applied to the surface of the member 27-1 of the dichroic prism 27. The light is incident on the optical axis perpendicular to 27-1-a, and is separated into R light, G light, and B light. That is, as shown in FIG. 4, the second polarization beam splitter 6
Of the polarized light incident on the member 27-1 in the X direction from
The light is reflected by the R light reflection dichroic film 27R,
Further, the internal surface is totally reflected by the surface 27-1-a of the member 27-1, and is emitted from the surface 27-1-b of the member 27-1 in a predetermined direction which is not parallel to the X axis and the Y axis. -1-
The light is incident on the R light light valve 8R arranged near b. From the second polarizing beam splitter 6 to the member 27-1
Out of the polarized light that has entered the X direction at
1, enter the member 27-2 through the R light reflecting dichroic film 27R and the gap, and are reflected by the B light reflecting dichroic film 27B, and further, the surface 27- of the member 27-2.
The surface 27-2 of the member 27-2 is totally internally reflected at 2-a.
-B is emitted in a predetermined direction that is not parallel to the X axis and the Y axis, and is incident on the light valve 8B for B light arranged near the surface 27-2-b. Among the polarized lights incident on the member 27-1 in the X direction from the second polarizing beam splitter 6, the G light is the member 27-1, the R light reflecting dichroic film 27R, the gap, the member 27-2, and the B light dichroic. The light passes through the film 27G and the member 27-3 and is emitted from the surface 27-3-a of the member 27-3 in the X direction.
Is incident on the light valve 8G for G light arranged in the vicinity of. The S-polarized R light, G light, and B light incident on the color signal light valves 8R, 8B, and 8G, respectively, are modulated and reflected by the respective color signals, and output as modulated light from the respective light valves 8R, 8B, and 8G. Then, the light is incident on the dichroic prism 27 again, travels backward in the optical path described above, is color-combined and is emitted in the -X direction from the surface 27-1-a, and the color-combined modulated light is again transmitted to the second light source. The light enters the polarization beam splitter 6. The light path lengths of the R light, the G light, and the B light are set to be the same from when the light enters the dichroic prism 27 to when the light exits the dichroic prism 27.

【0054】本実施の形態においても、前述した第2の
実施の形態による投射型表示装置と同様の利点が得られ
る。なお、本実施の形態においては、ダイクロイックプ
リズム27に入射してからダイクロイックプリズム27
から出射されるまで、ライトバルブ8R,8Bから出射
されたR光及びB光は2回反射を受け、ライトバルブ8
Gから出射されたG光は一度も反射作用を受けないの
で、R,G,B光用ライトバルブ8R,8G,8Bの左
右のドライブ方向は全て同じでよい。
In this embodiment, the same advantages as those of the projection type display device according to the second embodiment can be obtained. Note that, in the present embodiment, the dichroic prism 27
R light and B light emitted from the light valves 8R and 8B are reflected twice until they are emitted from the light valves 8R and 8B.
Since the G light emitted from the G is never subjected to the reflection action, the right and left drive directions of the R, G, B light light valves 8R, 8G, 8B may all be the same.

【0055】以上、本発明の各実施の形態について説明
したが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるもの
ではない。
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these embodiments.

【0056】例えば、光源1として、ランプと楕円鏡と
を用いる代わりに、例えば、ランプと放物面鏡又は球面
鏡とを用いることができる。その際には、前記整形光学
系は凸レンズとなる。
For example, instead of using a lamp and an elliptical mirror as the light source 1, for example, a lamp and a parabolic mirror or a spherical mirror can be used. In that case, the shaping optical system becomes a convex lens.

【0057】また、前述した各実施の形態においては、
色分解光学系及び色合成光学系を兼用する光学系とし
て、クロスダイクロイックプリズム7又はフィリップス
タイプのダイクロイックプリズム27が用いられていた
が、代わりに、3個のプリズム部材を、ダイクロイック
膜を挟んで、貼り合わせるかあるいは空隙を隔てて向か
い合わせることによって、組み合わせた種々のダイクロ
イックプリズムを用いてもよい。
In each of the above embodiments,
The cross dichroic prism 7 or the Philips type dichroic prism 27 has been used as an optical system that also serves as a color separation optical system and a color synthesis optical system. Instead, three prism members are sandwiched between dichroic films. Various kinds of combined dichroic prisms may be used by bonding or facing each other with a gap therebetween.

【0058】[0058]

【発明の効果】本発明によれば、少ない枚数の液晶ライ
トバルブを用いてコスト低減が図れるとともに高輝度で
かつ高解像度の投射像を得ることができ、しかも、一層
明るい投射像を得ることができる。
According to the present invention, it is possible to reduce the cost by using a small number of liquid crystal light valves, obtain a high-brightness and high-resolution projection image, and obtain a brighter projection image. it can.

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

【図1】本発明の第1の実施の形態による投射型表示装
置の概略構成を示す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of a projection display device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1の実施の形態による投射型表示装
置の一部を示す概略平面図である。
FIG. 2 is a schematic plan view showing a part of the projection display device according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第2の実施の形態による投射型表示装
置の概略構成を示す斜視図である。
FIG. 3 is a perspective view showing a schematic configuration of a projection display device according to a second embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第2の実施の形態による投射型表示装
置の一部を示す概略平面図である。
FIG. 4 is a schematic plan view showing a part of a projection display device according to a second embodiment of the present invention.

【図5】電気書き込み式反射型ライトバルブの一例を示
す概略断面図である。
FIG. 5 is a schematic sectional view showing an example of an electric writing type reflection type light valve.

【図6】従来の投射型表示装置を示す概略構成図であ
る。
FIG. 6 is a schematic configuration diagram showing a conventional projection display device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 光源 2,6,9 偏光ビームスプリッタ 3,4 折り曲げミラー 5 光路長補正部材 7 クロスダイクロイックプリズム 8R,8G,8B,8Y 反射型ライトバルブ 10 偏光板 27 ダイクロイックプリズム 51 凹レンズ 52,53 照明レンズ 54 投射レンズ Reference Signs List 1 light source 2, 6, 9 polarizing beam splitter 3, 4 bending mirror 5 optical path length correction member 7 cross dichroic prism 8R, 8G, 8B, 8Y reflective light valve 10 polarizing plate 27 dichroic prism 51 concave lens 52, 53 illumination lens 54 projection lens

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1及び第2の偏光ビームスプリッタ
と、色分解光学系と、各々が反射型ライトバルブからな
る第1、第2及び第3の色信号用ライトバルブと、色合
成光学系と、反射型ライトバルブからなる輝度信号用ラ
イトバルブと、偏光合成光学系と、投射光学系と、を備
え、 前記第1の偏光ビームスプリッタは、光源からの光を第
1の偏光光と第2の偏光光とに偏光分離し、 前記色分解光学系は、前記第1の偏光光を第1、第2及
び第3の色光に色分解し、 前記第1、第2及び第3の色信号用ライトバルブは、前
記第1、第2及び第3の色光をそれぞれ所定の色信号に
基づいて変調し、 前記色合成光学系は、前記第1、第2及び第3の色信号
用ライトバルブによって変調された各色光を色合成し、 前記第2の偏光ビームスプリッタは、前記色合成光学系
によって色合成された光を検光し、 前記輝度信号用ライトバルブは、前記第2の偏光光を所
定の輝度信号に基づいて変調し、 前記第1の偏光ビームスプリッタは、前記輝度信号用ラ
イトバルブによって変調された光を検光し、 前記偏光合成光学系は、前記第2の偏光ビームスプリッ
タにより検光された光と前記第1の偏光ビームスプリッ
タにより検光された光とを偏光合成し、 前記投射光学系は、前記偏光合成光学系によって偏光合
成された光を投射する、 ことを特徴とする投射型表示装置。
1. A first and second polarization beam splitter, a color separation optical system, first, second, and third color signal light valves each including a reflection type light valve, and a color combining optical system. A light signal valve for luminance signal comprising a reflection type light valve, a polarization combining optical system, and a projection optical system, wherein the first polarization beam splitter converts the light from the light source into the first polarized light and the second polarized light. The first polarized light is separated into first, second and third colored lights, and the first, second and third colors are separated by the color separation optical system. The signal light valve modulates the first, second, and third color lights based on predetermined color signals, respectively, and the color synthesizing optical system includes the first, second, and third color signal lights. Each of the color lights modulated by the valve is color-combined, and the second polarization beam splitter is The light synthesized by the color synthesizing optical system is analyzed, the light valve for luminance signal modulates the second polarized light based on a predetermined luminance signal, and the first polarization beam splitter includes: The light modulated by the luminance signal light valve is analyzed, and the polarization combining optical system is configured to analyze the light analyzed by the second polarization beam splitter and the light analyzed by the first polarization beam splitter. And a projection optical system, wherein the projection optical system projects the light polarized and synthesized by the polarization synthesis optical system.
【請求項2】 前記第1の偏光光は前記第2の偏光ビー
ムスプリッタを経由して前記色分解光学系に入射される
ことを特徴とする請求項1記載の投射型表示装置。
2. The projection display according to claim 1, wherein the first polarized light is incident on the color separation optical system via the second polarization beam splitter.
【請求項3】 前記色分解光学系と前記色合成光学系と
が同一の光学系で共用されたことを特徴とする請求項1
又は2記載の投射型表示装置。
3. The system according to claim 1, wherein the color separation optical system and the color synthesis optical system are shared by the same optical system.
Or the projection type display device according to 2.
【請求項4】 前記同一の光学系が、クロスダイクロイ
ックプリズムから構成されたことを特徴とする請求項3
記載の投射型表示装置。
4. The optical system according to claim 3, wherein the same optical system comprises a cross dichroic prism.
The projection type display device as described in the above.
【請求項5】 前記同一の光学系が、3個のプリズム部
材を、ダイクロイック膜を挟んで、貼り合わせるかある
いは空隙を隔てて向かい合わせることによって、組み合
わせたダイクロイックプリズムから構成されたことを特
徴とする請求項3記載の投射型表示装置。
5. The dichroic prism according to claim 1, wherein the same optical system is formed by bonding three prism members together with a dichroic film therebetween or facing each other with a gap therebetween. The projection display device according to claim 3.
【請求項6】 前記第2の偏光ビームスプリッタと前記
偏光合成光学系との間に、前記第2の偏光ビームスプリ
ッタにより検光された光の偏光度を上げる偏光手段が配
置されたことを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに
記載の投射型表示装置。
6. A polarization means for increasing the degree of polarization of light detected by the second polarization beam splitter is provided between the second polarization beam splitter and the polarization combining optical system. The projection display device according to claim 1.
【請求項7】 前記光源と前記第1の偏光ビームスプリ
ッタとの間に、整形光学系が配置され、 前記第1の偏光ビームスプリッタと前記第2の偏光ビー
ムスプリッタとの間に、前記第1の偏光光を前記第2の
偏光ビームスプリッタへ導く照明用リレー光学系であっ
て、第1及び第2の照明レンズを有する照明用リレー光
学系が配置されたことを特徴とする請求項1乃至6のい
ずれかに記載の投射型表示装置。
7. A shaping optical system is disposed between the light source and the first polarization beam splitter, and the first polarization beam splitter is disposed between the first polarization beam splitter and the second polarization beam splitter. An illumination relay optical system for guiding said polarized light to said second polarization beam splitter, wherein an illumination relay optical system having first and second illumination lenses is arranged. 7. The projection display device according to any one of 6.
【請求項8】 光路長補正部材が、前記第1の偏光ビー
ムスプリッタと前記第2の偏光ビームスプリッタとの間
の光路の途中に位置するとともに、前記第1の偏光ビー
ムスプリッタと前記輝度信号用ライトバルブとの間の光
路の途中に位置するように、配置されたことを特徴とす
る請求項1乃至7のいずれかに記載の投射型表示装置。
8. An optical path length correction member is located in the middle of an optical path between the first polarization beam splitter and the second polarization beam splitter, and is provided for the first polarization beam splitter and the luminance signal. 8. The projection type display device according to claim 1, wherein the projection type display device is arranged so as to be located in the middle of an optical path between the light source and the light valve.
【請求項9】 光路長補正部材が、前記第1の偏光ビー
ムスプリッタと前記第2の偏光ビームスプリッタとの間
の光路の途中に位置するとともに、前記第1の偏光ビー
ムスプリッタと前記輝度信号用ライトバルブとの間の光
路の途中に位置するように、配置され、 前記光路長補正部材は、前記第1の照明レンズと前記第
2の照明レンズとの間に配置されたことを特徴とする請
求項7記載の投射型表示装置。
9. An optical path length correction member is located in the middle of an optical path between the first polarization beam splitter and the second polarization beam splitter, and the first polarization beam splitter and the luminance signal The optical path length correction member is disposed so as to be located in the middle of an optical path between the light source and the light valve, and the optical path length correction member is disposed between the first illumination lens and the second illumination lens. A projection display device according to claim 7.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002357708A (en) * 1999-05-14 2002-12-13 Colorlink Inc Color imaging system and method
EP2209044A1 (en) * 2000-03-31 2010-07-21 Imax Corporation Digital Projection Equipment and Techniques

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