JPH11282379A - Projection display - Google Patents

Projection display

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Publication number
JPH11282379A
JPH11282379A JP10079775A JP7977598A JPH11282379A JP H11282379 A JPH11282379 A JP H11282379A JP 10079775 A JP10079775 A JP 10079775A JP 7977598 A JP7977598 A JP 7977598A JP H11282379 A JPH11282379 A JP H11282379A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
polarized light
component
green
red
Prior art date
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Pending
Application number
JP10079775A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kuniharu Takizawa
國治 滝沢
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Japan Broadcasting Corp
Original Assignee
Nippon Hoso Kyokai NHK
Japan Broadcasting Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Hoso Kyokai NHK, Japan Broadcasting Corp filed Critical Nippon Hoso Kyokai NHK
Priority to JP10079775A priority Critical patent/JPH11282379A/en
Publication of JPH11282379A publication Critical patent/JPH11282379A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inexpensive projection display which can display a bright image through improvement as to the degradation of S/N ratio and which allows its optical system to be designed easily. SOLUTION: A quarter wavelength plate 18R is inserted between a reflection type space light modulation element 22R for red light and a dichroic prism 23 and a quarter wavelength plate 18G for green light is inserted between a reflection type space light modulation element 22G for green light and the dichroic prism 23. Also, a quarter wavelength plate 18B for blue light is inserted between a reflection type space light modulation element 22B for blue light and the dichroic prism 23 to display multi-color or full-color two-dimensional images.

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、マルチカラーやフ
ルカラーなどの2次元画像をスクリーンに投射して表示
する投写型ディスプレイに関する。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a projection display for projecting and displaying a two-dimensional image such as a multi-color image or a full-color image on a screen.

【0002】[発明の概要]本発明は、赤色光用反射型
空間光変調素子とダイクロイックプリズムの間に赤色光
用1/4波長板を挿入し、かつ緑色光用反射型空間光変
調素子とダイクロイックプリズムの間に緑色光用1/4
波長板を挿入し、かつ青色光用反射型空間光変調素子と
ダイクロイックプリズムの間に青色光用1/4波長板を
挿入することにより、マルチカラーやフルカラーなどの
2次元画像を表示する。
[Summary of the Invention] The present invention relates to a reflection type spatial light modulator for green light in which a quarter-wave plate for red light is inserted between a reflection type spatial light modulator for red light and a dichroic prism. 1/4 for green light between dichroic prisms
A two-dimensional image such as a multi-color or full-color image is displayed by inserting a wave plate and inserting a quarter-wave plate for blue light between the reflective spatial light modulator for blue light and the dichroic prism.

【0003】[0003]

【従来の技術】従来の投写型ディスプレイ100は、図
11の上面図に示すように、可視光を発光するランプ1
0、赤外光を遮断する赤外光カットフィルタ12、紫外
光を遮断する紫外光カットフィルタ13、および可視光
を平行光線にするレンズ11を備えた光源部7と、ラン
プ10で発生した白色光を赤色(R)光、緑色(G)
光、青色(B)光に分離して、R光用偏光ビームスプリ
ッタ9Rと、G光用偏光ビームスプリッタ9GとB光用
偏光ビームスプリッタ9Bとに分配する白色光分配光学
系8と、白色光分配光学系8からのR光をP成分あるい
はS成分だけの直線偏波光としてR光用反射型空間光変
調素子22Rに送るR光用偏光ビームスプリッタ9R
と、白色光分配光学系8からのG光をP成分あるいはS
成分だけの直線偏波光としてG光用反射型空間光変調素
子22Gに送るG光用偏光ビームスプリッタ9Gと、白
色光分配光学系8からのB光をP成分あるいはS成分だ
けの直線偏波光としてB光用反射型空間光変調素子22
Bに送るB光用偏光ビームスプリッタ9Bとを備えてい
る。
2. Description of the Related Art A conventional projection display 100 has a lamp 1 which emits visible light, as shown in a top view of FIG.
0, a light source unit 7 including an infrared light cut filter 12 that blocks infrared light, an ultraviolet light cut filter 13 that blocks ultraviolet light, and a lens 11 that converts visible light into parallel rays, and white light generated by the lamp 10. Light is red (R) light, green (G)
A white light distribution optical system 8 that separates the light into blue light and blue light (B) and distributes the light to a polarization beam splitter 9R for R light, a polarization beam splitter 9G for G light, and a polarization beam splitter 9B for B light. An R light polarization beam splitter 9R that sends the R light from the distribution optical system 8 to the R light reflection type spatial light modulator 22R as linearly polarized light of only the P component or the S component.
And the G light from the white light distribution optical system 8 is
The G light polarization beam splitter 9G sent to the G light reflection spatial light modulator 22G as linearly polarized light having only the component, and the B light from the white light distribution optical system 8 is converted into linearly polarized light having only the P or S component. Reflective spatial light modulator for B light 22
And a polarization beam splitter 9B for B light to be sent to B light.

【0004】また、空間光変調素子として、R光用偏光
ビームスプリッタ9Rから送られたP成分あるいはS成
分だけの直線偏波状態のR光を位相変調するR光用反射
型空間光変調素子22Rと、G光用偏光ビームスプリッ
タ9Gから送られたP成分あるいはS成分だけの直線偏
波状態のG光を位相変調するG光用反射型空間光変調素
子22Gと、B光用偏光ビームスプリッタ9Bから送ら
れたP成分あるいはS成分だけの直線偏波状態のB光を
位相変調するB光用反射型空間光変調素子22Bとを備
えている。
As a spatial light modulating element, a reflection type spatial light modulating element for R light 22R for phase modulating R light in a linear polarization state of only the P component or S component sent from the polarizing beam splitter for R light 9R. And a G-light reflective spatial light modulator 22G for phase-modulating the G light in a linearly polarized state of only the P component or the S component sent from the G light polarization beam splitter 9G, and a B light polarization beam splitter 9B. And a reflection type spatial light modulator for B light 22B that phase-modulates the B light in a linearly polarized state of only the P component or the S component sent from the device.

【0005】さらに、R光用反射型空間光変調素子22
R、G光用反射型空間光変調素子22GおよびB光用反
射型空間光変調素子22Bから送られてくるRGB光を
合成し、1つのビームとして投射レンズ24に送るダイ
クロイックプリズム23を備えてから構成されている。
Further, a reflection type spatial light modulator 22 for R light is used.
After providing the dichroic prism 23 that combines the RGB lights sent from the reflective spatial light modulator 22G for R and G light and the reflective spatial light modulator 22B for B light and sends them to the projection lens 24 as one beam. It is configured.

【0006】図12は前記ダイクロイックプリズムを構
成を模式的に示している。同図において、ABCDおよびA'
B'C'D'は、ダイクロイックプリズムの上面と下面を表
す。AA'C'C面には、B光を反射し、それ以外の可視光を
透過する誘電体多層膜ミラーが形成されている。また、
BB'D'D面には、R光を反射し、それ以外の可視光を透過
する誘電体多層膜ミラーが形成されている。
FIG. 12 schematically shows the structure of the dichroic prism. In the figure, ABCD and A '
B′C′D ′ represents the upper and lower surfaces of the dichroic prism. On the AA'C'C plane, a dielectric multilayer mirror that reflects B light and transmits other visible light is formed. Also,
On the BB′D′D surface, a dielectric multilayer mirror that reflects R light and transmits other visible light is formed.

【0007】投射レンズ24は、RGB光用反射型空間
光変調素子22R、22G、22Bで形成されたRGB
光画像をスクリーン2に結像する。白色光分配光学系8
は、白色光を反射するミラー14と、R光を透過し、G
B光を反射する誘電体多層膜ミラー15と、G光を反射
し、B光を透過する誘電体多層膜ミラー16と、R光を
反射するミラー17からなる。
[0007] The projection lens 24 is formed of RGB spatial light modulating elements 22R, 22G and 22B for RGB light.
An optical image is formed on the screen 2. White light distribution optical system 8
Is a mirror 14 that reflects white light and a mirror that transmits R light and G
It comprises a dielectric multilayer mirror 15 that reflects B light, a dielectric multilayer mirror 16 that reflects G light and transmits B light, and a mirror 17 that reflects R light.

【0008】この従来の投写型ディスプレイは、 (1)反射型空間光変調素子を用いているため、入射光
の大部分を変調することができ、明るい画像を表示する
ことが可能である (2)ダイクロイックプリズムを用いているため、反射
型空間光変調素子と投射レンズの距離を短くすることが
でき、ディスプレイとスクリーンの距離が短くても、大
面積の画像を表示することができる (3)また、反射型空間光変調素子と投射レンズの距離
が短いため、装置をコンパクトに纏めることが出来る などの優れた特性を有している。
This conventional projection display has the following features. (1) Since the reflection type spatial light modulator is used, most of the incident light can be modulated and a bright image can be displayed. ) Since the dichroic prism is used, the distance between the reflective spatial light modulator and the projection lens can be reduced, and a large area image can be displayed even when the distance between the display and the screen is short. In addition, since the distance between the reflective spatial light modulator and the projection lens is short, it has excellent characteristics such that the device can be compactly assembled.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の投写型ディスプレイ10においては、ダイクロ
イックプリズムを用いているため、以下に述べるよう問
題があった。
However, in the above-mentioned conventional projection type display 10, the use of a dichroic prism has the following problems.

【0010】<ダイクロイックプリズムの問題点>図1
2(a),(b)は、ダイクロイックプリズムの概観を示す図
であるが、透明材料からなる同じ形の4個の直角3角柱
(図12(a):∠AEBと∠A'E'B'は直角)を組み合わせて構
成されている。上述したように、図12(b)のBB'D'D面
にはR光を反射してそれ以外の光を透過する誘電体多層
膜ミラーが形成されている。また、AA'C'C面にはB光を
反射してそれ以外の光を透過する誘電体多層膜ミラーが
設けられている。
<Problems of dichroic prism> FIG.
2 (a) and (b) are views showing an overview of a dichroic prism, and are four right-angled triangular prisms of the same shape made of a transparent material.
(FIG. 12A: ∠AEB and ∠A'E'B 'are right angles). As described above, the dielectric multilayer mirror that reflects the R light and transmits the other light is formed on the BB′D′D plane in FIG. 12B. A dielectric multilayer mirror that reflects B light and transmits other light is provided on the AA'C'C surface.

【0011】これらの誘電体多層膜ミラーは、R光もし
くはB光を完全に反射することは不可能であり、図13
に示すように、透過率は波長によって異なる反射率を示
す。図13の青色光用誘電体多層膜ミラーの反射特性が
示すように、必要な波長領域(例えば青色光では400
〜480nm)の反射率を大きくすると、反射率がゼロに
なってほしい領域(500nmより長波長の領域)でも数
%の反射率が残り、雑音光を形成する。また、図13の
赤色光用誘電体多層膜ミラーの反射特性が示すように、
雑音光を小さくすると、必要な領域(赤色光では600
〜700nm)の反射率が低下してしまう。また、いずれ
の場合でも、RGB光の境界に当たる波長領域では、大
量の光が反射せずに透過してしまう。
These dielectric multilayer mirrors cannot completely reflect the R light or the B light.
As shown in (1), the transmittance shows different reflectance depending on the wavelength. As shown by the reflection characteristics of the dielectric multilayer mirror for blue light in FIG.
When the reflectance is increased (up to 480 nm), a reflectance of several percent remains even in a region where the reflectance is desired to be zero (a region having a wavelength longer than 500 nm), and noise light is formed. Further, as shown by the reflection characteristics of the dielectric multilayer mirror for red light in FIG.
If the noise light is reduced, the required area (600
700700 nm). In any case, a large amount of light is transmitted without being reflected in a wavelength region corresponding to a boundary of RGB light.

【0012】図11からダイクロイックプリズム23と
R光用、G光用およびB光用偏光ビームスプリッタ9
R、9G、9B、赤色光用、緑色光用、青色光用反射型
空間光変調素子22R、22G、22Bを抜き出した構
成の上面図である図14を用いて、図13の誘電体多層
膜ミラーの反射特性から生じるダイクロイックプリズム
の問題点を明らかにする。図14では、B光の光路のみ
が記載されているが、G光およびR光についてもB光と
同様に赤色光用、緑色光用、青色光用反射型空間光変調
素子22R、22G、22Bを経由する光線が存在す
る。ここでは、図面の記載が複雑になるのを避けるた
め、B光の光路の一部だけを記載している。図14の6
00〜710は、B光の通過点である。図14では説明
上、通過点610、680、690を大きく離して記載
し、通過点630、640、710、720を大きく離
して記載し、通過点650と660を大きく離して記載
し、さらに通過点620,670,700を大きく離し
て記載しているが、実際はそれ程離れているわけではな
い。図14の入出力面に対してB光が垂直に入射し、か
つB光が完全な平行光線ならば、通過点610、68
0、690は同一の位置に、また通過点630、64
0、710、720も同一位置に、また通過点650と
660も同一位置に、さらに通過点620,670,7
00も同一位置になるはずである。
FIG. 11 shows that the dichroic prism 23 and the polarizing beam splitter 9 for R light, G light and B light are used.
R, 9G, 9B, red light, green light, and blue light reflective spatial light modulators 22R, 22G, 22B are extracted from FIG. The problem of the dichroic prism resulting from the reflection characteristics of the mirror will be clarified. In FIG. 14, only the optical path of the B light is illustrated, but the G light and the R light are also the same as the B light, and the reflective spatial light modulators for red light, green light, and blue light 22R, 22G, and 22B. There is a ray passing through. Here, in order to avoid complicating the description of the drawings, only a part of the optical path of the B light is illustrated. 14 in FIG.
00 to 710 are passing points of the B light. In FIG. 14, for explanation, the passing points 610, 680, 690 are markedly spaced apart, the passing points 630, 640, 710, 720 are markedly spaced apart, the passing points 650 and 660 are markedly spaced apart, and further passed Although the points 620, 670, and 700 are shown far apart, they are not really far apart. If the B light is perpendicularly incident on the input / output surface of FIG. 14 and the B light is a perfect parallel ray, the passing points 610 and 68
0 and 690 are at the same position and passing points 630 and 64
0, 710, and 720 are at the same position, pass points 650 and 660 are at the same position, and pass points 620, 670, and 7
00 should also be in the same position.

【0013】ここで、以下に記す条件の下で投射光の信
号対雑音比(S/N)を求める。 (1)入射光(B光の場合通過点600を通る光)の規
格化強度を1とする。 (2)AA'C'C面の誘電体多層膜ミラーのB光に対する反
射率を1-Ab、透過率をAbとする。 (3)AA'C'C面の誘電体多層膜ミラーのR光に対する反
射率を0、透過率を1(100%に相当)とする。 (4)AA'C'C面の誘電体多層膜ミラーのG光の短波長成
分(全G光パワーの50%)に対する透過率を1-Ag、反
射率をAgとする。また残りの長波長成分はすべてBB'D'D
面を透過する。 (5)BB'D'D面の誘電体多層膜ミラーのR光に対する反
射率を1-Ar、透過率をArとする。 (6)BB'D'D面の誘電体多層膜ミラーのB光に対する反
射率を0、透過率を1とする。 (7)BB'D'D面の誘電体多層膜ミラーのG光の長波長成
分(全G光パワーの50%)に対する透過率を1-Ag、反
射率をAgとする。また残りの短波長成分はすべてBB'D'D
面を透過する。 (8)AA'C'C面およびBB'D'D面を4回以上反射する雑音
成分は非常に小さいため無視する。 (9)赤色光用反射型空間光変調素子22RにS成分だ
けを持つ直線偏波光が光路R1を伝搬して入射したと
き、赤色光用反射型空間光変調素子22Rで変調され、
R光用偏光ビームスプリター9Rを直進して光路R2を
伝搬するP成分だけを持つ直線偏波光(信号光とする)
の規格化強度をTrとし、赤色光用反射型空間光変調素子
22RにP成分だけを持つ直線偏波光が光路R2を伝搬
して入射したときの、R光用偏光ビームスプリッタ9R
を直進して光路R2を伝搬するP成分だけを持つ直線偏
波光(雑音光)の規格化強度を1-Tr とする。 (10)青色光用反射型空間光変調素子22BにS成分だ
けを持つ直線偏波光が光路B1を伝搬して入射したと
き、青色光用反射型空間光変調素子22Bで変調され、
B光用偏光ビームスプリッタ9Bを直進して光路B2を
伝搬するP成分だけを持つ直線偏波光(信号光とする)
の規格化強度をTbとし、青色光用反射型空間光変調素子
22BにP成分だけを持つ直線偏波光が光路B2を伝搬
して入射したときの、B光用偏光ビームスプリッタ9B
を直進して光路B2を伝搬するP成分だけを持つ直線偏
波光(雑音光)の規格化強度を1-Tbとする。 (11)緑色光用反射型空間光変調素子22GにS成分だ
けを持つ直線偏波光が光路G1を伝搬して入射したと
き、緑色光用反射型空間光変調素子22Gで変調され、
G光用偏光ビームスプリッタ9Gを直進して光路G2を
伝搬するP成分だけを持つ直線偏波光(信号光とする)
の規格化強度をTgとし、緑色光用反射型空間光変調素子
22GにP成分だけを持つ直線偏波光が光路G2を伝搬
して入射したときの、G光用偏光ビームスプリッタ9G
を直進して光路G2を伝搬するP成分だけを持つ直線偏
波光(雑音光)の規格化強度を1-Tgとする。 (12)R光用、G光用、B光用の偏光ビームスプリッタ
はP成分を完全に透過し、S成分を完全に反射する理想
的な特性を有する。 (13)図14を構成する光学素子の吸収、散乱、反射等
は無視する。図14に示されているB光を例に取り、信
号光強度と雑音光強度を見積もる。通過点610でのB
光強度はTbであるから、通過点620の信号光強度Psb
は、 Psb = (1-Ab)Tb …(1) で与えられる。一方、AA'C'C面の誘電体多層膜ミラーを
抜けた雑音となるB光強度は、通過点630でAbTbとな
る。この光は赤色光用反射型空間光変調素子22Rに入
射して変調されるため、通過点640での強度は、AbTb
(1-Tr)となる。この雑音光の一部はAA'C'C面の誘電体多
層膜ミラーで反射され、通過点650での強度は、Ab2T
b(1-Tr)となる。この光は緑色光用反射型空間光変調素
子22Gで変調されるため、通過点660での強度は、
Ab2Tb(1-Tr)(1-Tg)となる。この雑音光は再びAA'C'C面
の誘電体多層膜ミラーに入り、これを透過し、最終通過
点670に達する。このときB光の雑音強度はAb2(1-A
b)Tb(1-Tr)(1-Tg)となる。また、通過点640を通過し
たB光はAA'C'C面の誘電体多層膜ミラーを透過し、通過
点680、690、700を通過して別の雑音光(その
強度は、Ab2(1-Ab)Tb(1-Tr)(1-Tb)である)として出射
する。雑音光はこれだけでなく、図14の通過点71
0、720を通る光線が示すように、赤色光用反射型空
間光変調素子22R、青色光用反射型空間光変調素子2
2B、緑色光用反射型空間光変調素子22G、ダイクロ
イックプリズム23などを通過や反射して多重反射を繰
り返しながら、無数の雑音光線をダイクロイックプリズ
ム23から出射する。ここで雑音光のなかで大きな強度
を持つ光線であるAb2が掛かっている項だけ取り出し、
その強度を計算すると、B光の雑音強度の内輪に見積も
った総和Pnbは、
Here, the signal-to-noise ratio (S / N) of the projected light is determined under the following conditions. (1) The normalized intensity of incident light (light passing through the passing point 600 in the case of B light) is set to 1. (2) The reflectance of the dielectric multilayer mirror on the AA'C'C plane for B light is 1-Ab, and the transmittance is Ab. (3) The reflectance of the dielectric multilayer mirror on the AA'C'C plane for the R light is 0, and the transmittance is 1 (corresponding to 100%). (4) The transmittance of the dielectric multilayer mirror on the AA'C'C plane for the short wavelength component of G light (50% of the total G light power) is 1-Ag, and the reflectance is Ag. The remaining long wavelength components are all BB'D'D
Transmit through the surface. (5) The reflectance of the dielectric multilayer mirror on the BB'D'D plane for R light is 1-Ar, and the transmittance is Ar. (6) The reflectance of the dielectric multilayer mirror on the BB'D'D surface with respect to the B light is 0 and the transmittance is 1. (7) The transmittance of the dielectric multilayer mirror on the BB'D'D plane for the long wavelength component of G light (50% of the total G light power) is 1-Ag, and the reflectance is Ag. The remaining short wavelength components are all BB'D'D
Transmit through the surface. (8) A noise component that reflects the AA'C'C plane and the BB'D'D plane four or more times is very small and is ignored. (9) When linearly polarized light having only the S component propagates through the optical path R1 and enters the red light reflective spatial light modulator 22R, the linearly polarized light is modulated by the red light reflective spatial light modulator 22R.
Linearly polarized light having only the P component that travels straight through the R light polarizing beam splitter 9R and propagates along the optical path R2 (referred to as signal light)
When the linearly polarized light having only the P component propagates along the optical path R2 and enters the reflection type spatial light modulation element for red light 22R, the polarization beam splitter 9R for R light is defined as Tr.
And the normalized intensity of the linearly polarized light (noise light) having only the P component propagating straight through the optical path R2 is 1-Tr. (10) When linearly polarized light having only the S component propagates through the optical path B1 and enters the blue light reflective spatial light modulator 22B, the blue polarized light is modulated by the blue light reflective spatial light modulator 22B.
Linearly polarized light having only a P component that travels straight through the B light polarization beam splitter 9B and propagates along the optical path B2 (referred to as signal light)
Is defined as Tb, and a polarization beam splitter 9B for B light when linearly polarized light having only the P component propagates through the optical path B2 and enters the reflection type spatial light modulation element 22B for blue light.
And the normalized intensity of linearly polarized light (noise light) having only the P component propagating straight through the optical path B2 is 1-Tb. (11) When linearly polarized light having only the S component propagates through the optical path G1 and enters the green light reflective spatial light modulator 22G, the linearly polarized light is modulated by the green light reflective spatial light modulator 22G.
A linearly polarized light having only a P component that travels straight through the G light polarizing beam splitter 9G and propagates along the optical path G2 (referred to as signal light).
The polarization intensity of the G light polarization beam splitter 9G when linearly polarized light having only the P component propagates through the optical path G2 and enters the reflection type spatial light modulation element for green light 22G is defined as Tg.
And the normalized intensity of the linearly polarized light (noise light) having only the P component propagating straight through the optical path G2 is 1-Tg. (12) The polarization beam splitters for R light, G light, and B light have ideal characteristics of completely transmitting the P component and completely reflecting the S component. (13) Absorption, scattering, reflection, etc. of the optical elements constituting FIG. 14 are ignored. Taking the B light shown in FIG. 14 as an example, the signal light intensity and the noise light intensity are estimated. B at passing point 610
Since the light intensity is Tb, the signal light intensity Psb at the passing point 620
Is given by Psb = (1-Ab) Tb... (1) On the other hand, the intensity of B light that becomes noise passing through the dielectric multilayer mirror on the AA'C'C plane becomes AbTb at the passing point 630. Since this light is incident on the red light reflective spatial light modulator 22R and modulated, the intensity at the passing point 640 is AbTb
(1-Tr). Part of this noise light is reflected by the dielectric multilayer mirror on the AA'C'C plane, and the intensity at the passing point 650 is Ab 2 T
b (1-Tr). Since this light is modulated by the reflection type spatial light modulator for green light 22G, the intensity at the passing point 660 is
Ab 2 Tb (1-Tr) (1-Tg). This noise light enters the dielectric multilayer mirror on the AA'C'C plane again, passes through it, and reaches the final passing point 670. At this time, the noise intensity of the B light is Ab 2 (1-A
b) Tb (1-Tr) (1-Tg). The B light that has passed through the passing point 640 passes through the dielectric multilayer mirror on the AA'C'C plane, passes through the passing points 680, 690, and 700 and has another noise light (the intensity of which is Ab 2 ( 1-Ab) Tb (1-Tr) (1-Tb)). The noise light is not only this, but the passing point 71 in FIG.
0, 720, the reflective spatial light modulator for red light 22R and the reflective spatial light modulator for blue light 2R
2B, the reflection type spatial light modulator 22G for green light, the dichroic prism 23, etc., pass through and reflect, and repeat multiple reflections. Here, in the noise light, only the term on which Ab 2 which is a light ray with high intensity is
When the intensity is calculated, the total sum Pnb estimated for the inner ring of the noise intensity of the B light is

【数1】 で与えられる。(Equation 1) Given by

【0014】同様に計算すると、R光の信号強度Psrは Psr = (1-Ar)Tr …(3) となる。また、R光の内輪に見積もった雑音強度PnrはBy the same calculation, the signal intensity Psr of the R light is given by Psr = (1-Ar) Tr (3) The noise intensity Pnr estimated for the inner ring of the R light is

【数2】 で与えられる。(Equation 2) Given by

【0015】さらに、G光は、(4)、(7)の条件を
考慮して、その信号強度Psgを求めると、 Psg = (1-Ag)Tg …(5) となる。また、(4)、(7)の条件を考慮しながら内
輪に見積もった雑音強度Pngを求めると、
Further, when the signal intensity Psg of the G light is determined in consideration of the conditions (4) and (7), the following expression is obtained: Psg = (1-Ag) Tg (5) Further, when the noise intensity Png estimated for the inner ring is obtained while considering the conditions of (4) and (7),

【数3】 となる。(Equation 3) Becomes

【0016】(1)〜(6)式より、信号対雑音比S/N
は、
From the equations (1) to (6), the signal-to-noise ratio S / N
Is

【数4】 で与えられる。(Equation 4) Given by

【0017】簡単のためAg=Ab=0.1およびTg=Tb=0.1とお
いて、(7)式を用いてS/NとArとの関係を求めた1例
を図15に示す。これより反射型空間光変調素子の変調
と、ダイクロイックプリズムのクロストーク特性が信号
対雑音比に大きな影響を与えることが分かる。例えば、
Tr=0.6の場合、Ar>0.08では信号対雑音比が100対1
以下になる。また、Tr=0.1の場合、Arの値の如何に係わ
らず信号対雑音比は、最大でも約33対1にしかならな
い。
FIG. 15 shows an example in which the relationship between S / N and Ar is obtained by using equation (7) under the condition that Ag = Ab = 0.1 and Tg = Tb = 0.1 for simplicity. This shows that the modulation of the reflective spatial light modulator and the crosstalk characteristics of the dichroic prism greatly affect the signal-to-noise ratio. For example,
When Tr = 0.6, the signal-to-noise ratio is 100: 1 for Ar> 0.08
It becomes below. Also, when Tr = 0.1, the signal-to-noise ratio is only about 33: 1 at the maximum irrespective of the value of Ar.

【0018】上記の問題を避けるには、ダイクロイック
プリズムの反射率を向上させ、かつダイクロイックプリ
ズム23の反射率の低い波長の光をダイクロイックプリ
ズム23に光が入射する前、即ち白色光分配光学系8や
白色光分配光学系8からダイクロイックプリズム23に
至るまでの光路で、3原色光の波長を制限しなければな
らない。この方法は、雑音光を減らすことはできるが、
それと共に信号光も減少させることとなり、投射された
画像が暗くなるという好ましくない結果を招く。
In order to avoid the above problem, the reflectance of the dichroic prism is improved, and light having a wavelength with a low reflectance of the dichroic prism 23 is supplied to the dichroic prism 23 before the light enters the white light distribution optical system 8. In the optical path from the white light distribution optical system 8 to the dichroic prism 23, the wavelengths of the three primary colors must be limited. Although this method can reduce noise light,
At the same time, the signal light is reduced, which results in an undesirable result that the projected image becomes dark.

【0019】本発明は上記の事情に鑑み、SN比の劣化
を改善して明るい画像を表示でき、かつ光学系の設計が
容易で、安価な投写型ディスプレイを提供することを目
的としている。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide an inexpensive projection display that can display a bright image by improving the deterioration of the SN ratio, and that can easily design an optical system.

【0020】[0020]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明は、請求項1では、白色光を発生する光源
と、白色光を赤色光、緑色光、青色光の3原色光に分解
して別々の光路に振り分ける機能を持つダイクロイック
ミラーを含む白色光分配光学系と、赤色光を互いに直交
するP成分だけを持つ直線偏波光とS成分だけを持つ直
線偏波光に分離する赤色光用偏光ビームスプリッタと、
緑色光を互いに直交するP成分だけを持つ直線偏波光と
S成分だけを持つ直線偏波光に分離する緑色光用偏光ビ
ームスプリッタと、青色光を互いに直交するP成分だけ
を持つ直線偏波光とS成分だけを持つ直線偏波光に分離
する青色光用偏光ビームスプリッタと、赤色のP成分だ
けを持つ直線偏波光あるいはS成分だけを持つ直線偏波
光を任意の偏光状態の光に変える赤色光用反射型空間光
変調素子と、緑色のP成分だけを持つ直線偏波光あるい
はS成分だけを持つ直線偏波光を任意の偏光状態の光に
変える緑色光用反射型空間光変調素子と、青色のP成分
だけを持つ直線偏波光あるいはS成分だけを持つ直線偏
波光を任意の偏光状態の光に変える青色光用反射型空間
光変調素子と、赤色光用偏光ビームスプリッタから出射
した赤色の直線偏波光を円偏波光あるいは円偏光に近い
偏光状態を持つ赤色の楕円偏波光に変換する赤色光用1
/4波長板と、緑色光用偏光ビームスプリッタから出射
した緑色の直線偏波光を円偏波光あるいは円偏光に近い
偏光状態を持つ緑色の楕円偏波光に変換する緑色光用1
/4波長板と、青色光用偏光ビームスプリッタから出射
した青色の直線偏波光を円偏波光あるいは円偏光に近い
偏光状態を持つ青色の楕円偏波光に変換する緑色光用1
/4波長板と、別々の光路から入射する3原色光を合成
して1つの光路から出射する機能を持つダイクロイック
プリズムと、上記合成された光を投射する投射レンズと
を少なくとも有することを特徴とする。
To achieve the above object, according to the present invention, there is provided a light source for generating white light, and the white light is converted into three primary color lights of red light, green light and blue light. A white light distribution optical system including a dichroic mirror that has the function of decomposing and distributing to separate optical paths, and a red light that separates red light into linearly polarized light having only a P component and linearly polarized light having only an S component that are orthogonal to each other. Polarization beam splitter for
A polarizing beam splitter for green light that separates green light into linearly polarized light having only a P component and a linearly polarized light having only an S component, and a linearly polarized light having blue light and only a P component that is orthogonal to each other. A polarization beam splitter for blue light that separates into linearly polarized light having only a component, and a reflection for red light that converts linearly polarized light having only a red P component or linearly polarized light having only an S component into light of an arbitrary polarization state -Type spatial light modulator, a green-light reflective spatial light modulator that converts linearly polarized light having only a green P component or linearly polarized light having only an S component into light of an arbitrary polarization state, and a blue P component A blue-light reflective spatial light modulator that converts a linearly polarized light having only S or a linearly polarized light having only an S component into light of an arbitrary polarization state, and a red linearly polarized light emitted from a polarization beam splitter for red light. For red light 1 to be converted into red elliptically polarized light having a polarization state close light into circularly polarized light or circularly polarized light
A 波長 wavelength plate and a green light 1 for converting green linearly polarized light emitted from a green light polarizing beam splitter into circularly polarized light or green elliptically polarized light having a polarization state close to circularly polarized light.
A 波長 wavelength plate and a green light 1 for converting blue linearly polarized light emitted from a blue light polarized beam splitter into circularly polarized light or blue elliptically polarized light having a polarization state close to circularly polarized light.
A quarter wavelength plate, a dichroic prism having a function of combining three primary color lights entering from different optical paths and emitting the light from one optical path, and a projection lens for projecting the combined light. I do.

【0021】請求項2では、請求項1に記載の投写型デ
ィスプレイにおいて、前記赤色光用反射型空間光変調素
子は、赤色光用画像電気信号で駆動し、前記緑色光用反
射型空間光変調素子は、緑色光用画像電気信号で駆動
し、前記青色光用反射型空間光変調素子は、青色光用画
像電気信号で駆動し、前記赤色光用反射型空間光変調素
子で変調された赤色光を再び前記赤色光用偏光ビームス
プリッタに導き、赤色のS成分もしくはP成分だけを持
つ直線偏波光を選択して前記赤色光用1/4波長板に導
き、前記緑色光用反射型空間光変調素子で変調された緑
色光を再び前記緑色光用偏光ビームスプリッタに導き、
緑色のS成分もしくはP成分だけを持つ直線偏波光を選
択して前記緑色光用1/4波長板に導き、前記青色光用
反射型空間光変調素子で変調された青色光を再び前記青
色光用偏光ビームスプリッタに導き、青色のS成分もし
くはP成分だけを持つ直線偏波光を選択して前記青色光
用1/4波長板に導き、前記赤色用1/4波長板を透過
させて円偏波光もしくは円偏光に近い偏光状態を持つ赤
色の楕円偏波光を前記ダイクロイックミラーに導き、前
記緑色用1/4波長板を透過させて円偏波光もしくは円
偏光に近い偏光状態を持つ緑色の楕円偏波光を前記ダイ
クロイックミラーに導き、前記青色用1/4波長板を透
過させて円偏波光もしくは円偏光に近い偏光状態を持つ
青色の楕円偏波光を前記ダイクロイックミラーに導き、
前記ダイクロイックプリズムで3原色光を合成して前記
投射レンズを経由してスクリーンに導き、フルカラーも
しくはマルチカラー画像を表示することを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the projection display according to the first aspect, the reflective spatial light modulating element for red light is driven by a red light image electric signal, and the reflective spatial light modulating element for green light is used. The element is driven by an image electric signal for green light, and the reflective spatial light modulator for blue light is driven by an image electric signal for blue light, and the red modulated spatial light modulating element is modulated by the reflective spatial light modulator for red light. The light is guided again to the polarization beam splitter for red light, linearly polarized light having only the red S component or P component is selected and guided to the 赤色 wavelength plate for red light, and the reflective spatial light for green light is selected. The green light modulated by the modulation element is led to the green light polarizing beam splitter again,
The linearly polarized light having only the green S component or the P component is selected, guided to the green light quarter-wave plate, and the blue light modulated by the blue light reflective spatial light modulator is again converted into the blue light. Linearly polarized light having only the blue S component or P component is selected, guided to the blue light quarter-wave plate, and transmitted through the red quarter-wave plate to form a circularly polarized light. Wave light or red elliptically polarized light having a polarization state close to circularly polarized light is guided to the dichroic mirror, and transmitted through the 波長 wavelength plate for green light, and green elliptically polarized light having a polarization state close to circularly polarized light or circularly polarized light. Guides the wave light to the dichroic mirror, transmits the blue quarter-wave plate, and guides the circularly polarized light or blue elliptically polarized light having a polarization state close to circularly polarized light to the dichroic mirror,
The three primary color lights are combined by the dichroic prism and guided to a screen via the projection lens to display a full-color or multi-color image.

【0022】請求項3では、請求項1または2に記載の
投写型ディスプレイにおいて、前記各反射型空間光変調
素子は、透明電極を積層した透明基板と、印加電圧が小
さいかゼロで液晶分子が動かないオフ状態のとき液晶分
子の長軸と平行な方向が前記透明基板の表面に対して垂
直に配列する、もしくは垂直から数度以内のずれになる
よう配列する負の誘電率異方性を持つネマチック液晶を
備えた光変調層と、この光変調層に接する2次元アレー
状電極と、この2次元アレー状電極に電圧を加え、前記
ネマチック液晶の配列を1画素ごとに制御するマトリッ
クス状に配列した電子回路を持つ基板と、を少なくとも
有することを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in the projection type display according to the first or second aspect, each of the reflective spatial light modulators comprises a transparent substrate on which a transparent electrode is laminated, and a liquid crystal molecule having a small or zero applied voltage. The negative dielectric anisotropy, in which the direction parallel to the long axis of the liquid crystal molecules is aligned perpendicular to the surface of the transparent substrate when the liquid crystal molecules are in the off state, or arranged so as to be displaced within several degrees from the vertical. A light modulation layer having a nematic liquid crystal, a two-dimensional array electrode in contact with the light modulation layer, and a voltage applied to the two-dimensional array electrode to control the arrangement of the nematic liquid crystal for each pixel. And a substrate having an array of electronic circuits.

【0023】請求項4では、請求項1または2に記載の
投写型ディスプレイにおいて、前記各反射型空間光変調
素子は、透明電極を積層した透明基板と、印加電圧が小
さいかゼロのオフ状態のとき前記透明基板の表面と平行
に配列し、かつ前記透明基板に最も近いネマチック液晶
分子の長軸に平行な方向と透明基板に最も離れたネマチ
ック液晶分子の長軸に平行な方向が、45度の角度をな
すように配列した正の誘電率異方性を持つ45度捻れネ
マチック液晶を備えた光変調層と、この光変調層に接す
る2次元アレー状電極と、この2次元アレー状電極に電
圧を加え、前記45度捻れネマチック液晶の配列を1画
素ごとに制御するマトリックス状に配列した電子回路を
持つ基板と、を少なくとも有することを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, in the projection display according to the first or second aspect, each of the reflective spatial light modulators includes a transparent substrate on which a transparent electrode is laminated, and an off-state in which an applied voltage is small or zero. When arranged parallel to the surface of the transparent substrate, and the direction parallel to the long axis of the nematic liquid crystal molecules closest to the transparent substrate and the direction parallel to the long axis of the nematic liquid crystal molecules farthest to the transparent substrate are 45 degrees. A light modulating layer provided with a 45-degree twisted nematic liquid crystal having a positive dielectric anisotropy arranged at an angle, a two-dimensional array electrode in contact with the light modulating layer, and a two-dimensional array electrode And a substrate having an electronic circuit arranged in a matrix for controlling the arrangement of the nematic liquid crystal twisted by 45 degrees for each pixel by applying a voltage.

【0024】請求項5では、請求項1または2に記載の
投写型ディスプレイにおいて、前記赤色光用、緑色光用
および青色光用1/4波長板が1軸性単結晶もしくは1
軸性有機化合物であることを特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, in the projection display according to the first or second aspect, the quarter-wave plate for red light, green light and blue light is a uniaxial single crystal or one-quarter wavelength plate.
It is an axial organic compound.

【0025】請求項6では、請求項1、2または5に記
載の投写型ディスプレイにおいて、前記赤色光用1/4
波長板を前記赤色光用偏光ビームスプリッタあるいはダ
イクロイックプリズムに密着させ、かつ前記緑色光用1
/4波長板を前記緑色光用偏光ビームスプリッタあるい
はダイクロイックプリズムに密着させ、かつ前記青色光
用1/4波長板を前記青色光用偏光ビームスプリッタあ
るいはダイクロイックプリズムに密着させたことを特徴
とする。
According to a sixth aspect of the present invention, in the projection type display according to the first, second or fifth aspect, the 1/4 for the red light is provided.
A wavelength plate is brought into close contact with the red light polarizing beam splitter or the dichroic prism, and the green light
A quarter-wave plate is closely attached to the green light polarization beam splitter or dichroic prism, and the blue light quarter-wave plate is closely adhered to the blue light polarization beam splitter or dichroic prism.

【0026】上記の構成において、請求項1および2の
投写型ディスプレイでは、前記光源から発生した白色光
をダイクロイックミラーを含む前記白色光分配光学系で
3原色光に分解し、赤色光を前記赤色光用偏光ビームス
プリッタに導き、緑色光を前記緑色光用偏光ビームスプ
リッタに導き、青色光を前記青色光用偏光ビームスプリ
ッタに導き、前記の赤色光用、緑色光用および青色光用
偏光ビームスプリッタで前記3原色光をそれぞれP成分
だけを持つ直線偏波光とS成分だけを持つ直線偏波光に
分解し、赤色のP成分もしくはS成分だけを持つ直線偏
波光を前記赤色光用反射型空間光変調素子に導き、緑色
のP成分もしくはS成分だけを持つ直線偏波光を前記緑
色光用反射型空間光変調素子に導き、青色のP成分もし
くはS成分だけを持つ直線偏波光を前記青色光用反射型
空間光変調素子に導き、赤色光用画像電気信号により、
前記赤色光用反射型空間光変調素子を駆動し、緑色光用
画像電気信号により、前記緑色光用反射型空間光変調素
子を駆動し、青色光用画像電気信号により、前記青色光
用反射型空間光変調素子を駆動し、前記赤色光用反射型
空間光変調素子で変調された赤色光を再び前記赤色光用
偏光ビームスプリッタに導き、赤色のS成分もしくはP
成分だけを持つ直線偏波光を選択して前記赤色光用1/
4波長板に導き、前記緑色光用反射型空間光変調素子で
変調された緑色光を再び前記緑色光用偏光ビームスプリ
ッタに導き、緑色のS成分もしくはP成分だけを持つ直
線偏波光を選択して前記緑色光用1/4波長板に導き、
前記青色光用反射型空間光変調素子で変調された青色光
を再び前記青色光用偏光ビームスプリッタに導き、青色
のS成分もしくはP成分だけを持つ直線偏波光を選択し
て前記青色光用1/4波長板に導き、前記赤色用1/4
波長板を透過して円偏波光もしくは円偏光に近い偏光状
態を持つ赤色の楕円偏波光を前記ダイクロイックプリズ
ムに導き、前記緑色用1/4波長板を透過して円偏波光
もしくは円偏光に近い偏光状態を持つ緑色の楕円偏波光
を前記ダイクロイックプリズムに導き、前記青色用1/
4波長板を透過して円偏波光もしくは円偏光に近い偏光
状態を持つ青色の楕円偏波光を前記ダイクロイックプリ
ズムに導き、前記ダイクロイックプリズムで3原色光を
合成して前記投射レンズを経由してスクリーンに導き、
フルカラーもしくはマルチカラー画像を表示する。
In the above configuration, in the projection type display of the first and second aspects, the white light generated from the light source is decomposed into three primary color lights by the white light distribution optical system including a dichroic mirror, and the red light is converted to the red light. Leading to a polarizing beam splitter for light, guiding green light to the polarizing beam splitter for green light, guiding blue light to the polarizing beam splitter for blue light, and polarizing beam splitter for red, green and blue light The three primary color lights are decomposed into linearly polarized light having only a P component and linearly polarized light having only an S component, and the linearly polarized light having only a red P component or an S component is converted into the reflective spatial light for red light. The linearly polarized light having only the green P component or the S component is guided to the reflective spatial light modulator for green light, and only the blue P component or the S component is guided to the modulation device. One linearly polarized wave light guided to the reflection type spatial light modulator for the blue light, the image electric signal for red light,
Driving the red-light reflective spatial light modulator, driving the green-light reflective spatial light modulator by a green light image electric signal, and driving the blue light reflective electric light by a blue-light image electric signal. The spatial light modulator is driven, and the red light modulated by the reflective red light spatial light modulator is guided again to the red light polarizing beam splitter, and the red S component or P
The linearly polarized light having only the component is selected and the 1 /
The green light modulated by the reflection type spatial light modulator for green light is guided to the four-wavelength plate again, and guided to the polarization beam splitter for green light again, and linearly polarized light having only green S component or P component is selected. To the green light quarter-wave plate,
The blue light modulated by the reflection type spatial light modulator for blue light is guided again to the polarization beam splitter for blue light, and linearly polarized light having only the blue S component or P component is selected and the blue light 1 Led to a 波長 wavelength plate and 前 記
A red elliptically polarized light having a polarization state close to circularly polarized light or circularly polarized light transmitted through the wave plate is guided to the dichroic prism, and is transmitted through the green quarter wave plate to be substantially circularly polarized light or circularly polarized light. The green elliptically polarized light having a polarization state is guided to the dichroic prism,
A circularly polarized light or a blue elliptically polarized light having a polarization state close to a circularly polarized light that has passed through a four-wavelength plate is guided to the dichroic prism, and the three primary colors are combined by the dichroic prism, and the screen is passed through the projection lens. Leads to
Display full-color or multi-color images.

【0027】この一連の作用によって、従来の投写型デ
ィスプレイが抱えている問題を解決し、SN比の劣化を
改善して明るい画像を表示でき、かつ光学系の設計が容
易で、安価な装置を提供する。
By this series of operations, the problem of the conventional projection display can be solved, the deterioration of the SN ratio can be improved and a bright image can be displayed, and the design of the optical system is easy and an inexpensive device can be provided. provide.

【0028】また、請求項3の投写型ディスプレイで
は、請求項1および2に記載の投写型ディスプレイにお
いて、透明電極に付いた透明基板と、印加電圧が小さい
かゼロで液晶分子が動かないオフ状態のとき、液晶分子
の長軸と平行な方向が前記透明基板の表面に対して垂直
に配列する、もしくは垂直から数度以内のずれになるよ
う配列する負の誘電率異方性を持つネマチック液晶と、
2次元アレー状電極と、前記2次元アレー状電極に電圧
を加え、前記ネマチック液晶の配列を1画素ごとに制御
するマトリックス状に配列した電子回路を持つ基板とを
少なくとも有する赤色光用反射型空間光変調素子と、緑
色光用反射型空間光変調素子と、青色光用反射型空間光
変調素子とを電気信号で駆動し、前記透明基板の表面に
対して垂直に配列する、もしくは垂直から数度以内のず
れになるよう配列している負の誘電率異方性を持つネマ
チック液晶の配列を変更し、前記反射型空間光変調素子
に入射する直線偏波光の偏光状態を変化させる。
According to a third aspect of the present invention, there is provided the projection type display according to the first and second aspects, wherein the transparent substrate provided with the transparent electrode and the off state in which the applied voltage is small or zero and the liquid crystal molecules do not move. In this case, a nematic liquid crystal having a negative dielectric anisotropy is arranged such that the direction parallel to the major axis of the liquid crystal molecules is perpendicular to the surface of the transparent substrate, or is aligned within a few degrees from the perpendicular. When,
A reflective space for red light having at least a two-dimensional array electrode and a substrate having an electronic circuit arranged in a matrix for applying a voltage to the two-dimensional array electrode and controlling the arrangement of the nematic liquid crystal for each pixel. The light modulating element, the reflective spatial light modulating element for green light, and the reflective spatial light modulating element for blue light are driven by an electric signal, and are arranged vertically with respect to the surface of the transparent substrate, or a number from the vertical. The arrangement of the nematic liquid crystal having negative dielectric anisotropy arranged so as to be shifted within a degree is changed to change the polarization state of the linearly polarized light incident on the reflection type spatial light modulator.

【0029】この一連の作用によって、従来の投写型デ
ィスプレイが抱えている問題を解決し、SN比の劣化を
改善して明るい画像を表示でき、かつ光学系の設計が容
易で、安価な装置を提供する。
By this series of operations, the problems of the conventional projection display can be solved, the deterioration of the SN ratio can be improved and a bright image can be displayed, and the optical system can be easily designed and the cost can be reduced. provide.

【0030】また、請求項4の投写型ディスプレイで
は、請求項1および2に記載の投写型ディスプレイにお
いて、透明電極に付いた透明基板と、印加電圧が小さい
かゼロのオフ状態のとき前記透明基板の表面と平行に配
列し、かつ前記透明基板に最も近いネマチック液晶分子
の長軸に平行な方向と透明基板に最も離れたネマチック
液晶分子の長軸に平行な方向が、45度の角度をなすよ
うに配列した正の誘電率異方性を持つ45度捻れネマチ
ック液晶と、2次元アレー状電極と、前記2次元アレー
状電極に電圧を加え、前記45度捻れネマチック液晶の
配列を1画素ごとに制御するマトリックス状に配列した
電子回路を持つ基板とを少なくとも有する赤色光用反射
型空間光変調素子と、緑色光用反射型空間光変調素子
と、青色光用反射型空間光変調素子とを電気信号で駆動
し、45度ネマチック液晶の配列を変更し、前記反射型
空間光変調素子に入射する直線偏波光の偏光状態を変化
させる。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the projection type display according to the first and second aspects, wherein the transparent substrate attached to the transparent electrode and the transparent substrate when the applied voltage is in a small or zero off state. And the direction parallel to the long axis of the nematic liquid crystal molecules closest to the transparent substrate and the direction parallel to the long axis of the nematic liquid crystal molecules farthest away from the transparent substrate form an angle of 45 degrees. A 45-degree twisted nematic liquid crystal having a positive dielectric anisotropy, a two-dimensional array electrode, and a voltage is applied to the two-dimensional array electrode so that the arrangement of the 45-degree twisted nematic liquid crystal is changed for each pixel. A reflective spatial light modulator for red light, a reflective spatial light modulator for green light, and a reflective sky for blue light having at least a substrate having electronic circuits arranged in a matrix to be controlled. And driving the light modulation element in an electrical signal, to change the sequence of the 45-degree nematic liquid crystal changes the polarization state of the linearly polarized light incident on the reflective spatial light modulator.

【0031】この一連の作用によって、従来の投写型デ
ィスプレイが抱えている問題を解決し、SN比の劣化を
改善して明るい画像を表示でき、かつ光学系の設計が容
易で、安価な装置を提供する。
By this series of operations, the problems of the conventional projection type display can be solved, the deterioration of the SN ratio can be improved and a bright image can be displayed, and the optical system can be designed easily and at low cost. provide.

【0032】また、請求項5の投写型ディスプレイで
は、請求項1および2に記載の投写型ディスプレイにお
いて、1軸性単結晶もしくは1軸性有機化合物である赤
色光用、緑色光用および青色光用1/4波長板により、
直線偏波光を円偏波光もしくは円偏光に近い楕円偏波光
に変換して、画像を表示する。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the projection type display according to the first and second aspects, wherein the uniaxial single crystal or uniaxial organic compound is used for red light, green light and blue light. 1/4 wavelength plate for
An image is displayed by converting the linearly polarized light into circularly polarized light or elliptically polarized light close to circularly polarized light.

【0033】この一連の作用によって、従来の投写型デ
ィスプレイが抱えている問題を解決し、SN比の劣化を
改善して明るい画像を表示でき、かつ光学系の設計が容
易で、安価な装置を提供する。
This series of operations solves the problems of the conventional projection type display, improves the SN ratio, displays a bright image, and makes it easy to design an optical system at low cost. provide.

【0034】また、請求項6の投写型ディスプレイで
は、請求項1、2および5に記載の投写型ディスプレイ
において、前記赤色光用1/4波長板を前記赤色光用偏
光ビームスプリッタあるいはダイクロイックプリズムに
密着させ、かつ前記緑色光用1/4波長板を前記緑色光
用偏光ビームスプリッタあるいはダイクロイックプリズ
ムに密着させ、かつ前記青色光用1/4波長板を前記青
色光用偏光ビームスプリッタあるいはダイクロイックプ
リズムに密着させることにより、赤色光用、緑色光用お
よび青色光用1/4波長板の反射を軽減する。また、1
軸性有機化合物の1/4波長板を偏光ビームスプリッタ
あるいはダイクロイックプリズムに密着させることによ
り、重量やスペースの増加を最小限に抑えつつ、直線偏
波光を円偏波光もしくは円偏光に近い楕円偏波光に変換
して、画像を表示する。
According to a sixth aspect of the present invention, in the projection type display according to the first, second and fifth aspects, the 光 wavelength plate for red light is replaced by the polarizing beam splitter or dichroic prism for red light. The green light quarter-wave plate is closely attached to the green light polarizing beam splitter or dichroic prism, and the blue light quarter-wave plate is aligned to the blue light polarizing beam splitter or dichroic prism. The close contact reduces the reflection of the 波長 wavelength plate for red light, green light and blue light. Also, 1
By attaching a quarter-wave plate of an axial organic compound to a polarizing beam splitter or a dichroic prism, linearly polarized light can be circularly polarized light or elliptically polarized light close to circularly polarized light while minimizing weight and space. And display the image.

【0035】この一連の作用によって、従来の投写型デ
ィスプレイが抱えている問題を解決し、SN比の劣化を
改善して明るい画像を表示でき、かつ光学系の設計が容
易で、安価な装置を提供する。
By this series of operations, the problems of the conventional projection type display can be solved, the deterioration of the S / N ratio can be improved, and a bright image can be displayed. provide.

【0036】[0036]

【発明の実施の形態】《投写型ディスプレイの構成》図
1は本発明による投写型ディスプレイの構成図である。
この図に示す投写型ディスプレイ1は、スクリーン2上
に円偏波光あるいは円偏光に近い偏光状態の楕円偏波光
である赤色(R)、緑色(G)および青色(B)画像を
表示して、観察者にフルカラーまたはマルチカラー画像
を見せる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS << Configuration of Projection Display >> FIG. 1 is a configuration diagram of a projection display according to the present invention.
The projection display 1 shown in FIG. 1 displays red (R), green (G), and blue (B) images, which are circularly polarized light or elliptically polarized light having a polarization state close to circularly polarized light, on a screen 2. Show the observer a full-color or multi-color image.

【0037】投写型ディスプレイ1は、可視光を発光す
るランプ10、赤外光を遮断する赤外光カットフィルタ
12、紫外光を遮断する紫外光カットフィルタ13、お
よびランプ10から出射した光を平行光線にするレンズ
11を備えた光源部7と、RGB光を分離して、それぞ
れをR光用偏光ビームスプリッタ9R、G光用偏光ビー
ムスプリッタ9G、B光用偏光ビームスプリッタ9Bに
分配する白色光分配光学系8とを備えている。
The projection display 1 has a lamp 10 for emitting visible light, an infrared light cut filter 12 for blocking infrared light, an ultraviolet light cut filter 13 for blocking ultraviolet light, and a light emitted from the lamp 10 in parallel. White light that separates the RGB light from the light source unit 7 having the lens 11 that converts the light into light, and distributes the separated RGB light to the R light polarization beam splitter 9R, the G light polarization beam splitter 9G, and the B light polarization beam splitter 9B. And a distribution optical system 8.

【0038】また、空間光変調素子として、R光用偏光
ビームスプリッタ9Rで分離されたP成分だけあるいは
S成分だけを持つ直線偏波光を変調する赤色光用反射型
空間光変調素子22Rと、G光用偏光ビームスプリッタ
9Gで分離されたP成分だけあるいはS成分だけを持つ
直線偏波光を変調する緑色光用反射型空間光変調素子2
2Gと、B光用偏光ビームスプリッタ9Gで分離された
P成分だけあるいはS成分だけを持つ直線偏波光を変調
する青色光用反射型空間光変調素子22Bとを備えてい
る。
As a spatial light modulator, a reflective spatial light modulator for red light 22R for modulating linearly polarized light having only a P component or only an S component separated by a polarization beam splitter 9R for R light, and G A reflective spatial light modulator for green light 2 that modulates linearly polarized light having only the P component or only the S component separated by the polarization beam splitter 9G for light.
2G and a blue light reflective spatial light modulator 22B that modulates linearly polarized light having only the P component or only the S component separated by the B light polarization beam splitter 9G.

【0039】また、1/4波長板として、赤色光用反射
型空間光変調素子22Rで変調され、かつ再びR光用偏
光ビームスプリッタ9Rを経由した赤色の直線偏波光
を、円偏波光もしくは円偏光に近い偏光状態を持つ楕円
偏波光に変換するR光用1/4波長板18Rと、緑色光
用反射型空間光変調素子22Gで変調され、かつG再び
光用偏光ビームスプリッタ9Gを経由した緑色の直線偏
波光を、円偏波光もしくは円偏光に近い偏光状態を持つ
楕円偏波光に変換するG光用1/4波長板18Gと、青
色光用反射型空間光変調素子22Bで変調され、かつ再
びB光用偏光ビームスプリッタ9Bを経由した青色の直
線偏波光を、円偏波光もしくは円偏光に近い偏光状態を
持つ楕円偏波光に変換するB光用1/4波長板18Bと
を備えている。
As a quarter-wave plate, the red linearly polarized light modulated by the red light reflective spatial light modulator 22R and passed again through the R light polarizing beam splitter 9R is converted into a circularly polarized light or a circularly polarized light. The light is modulated by the R-light quarter-wave plate 18R, which converts the light into an elliptically polarized light having a polarization state close to the polarization, and the reflection-type spatial light modulator 22G for green light, and G passes again through the light polarization beam splitter 9G. Green linearly polarized light is modulated by a quarter-wave plate 18G for G light that converts circularly polarized light or elliptically polarized light having a polarization state close to circularly polarized light, and a reflective spatial light modulator for blue light 22B, And a B-light quarter-wave plate 18B that converts the blue linearly polarized light that has passed through the B-light polarizing beam splitter 9B again into circularly polarized light or elliptically polarized light having a polarization state close to circularly polarized light. I have.

【0040】さらに、R光用1/4波長板18Rを通過
したR光と、G光用1/4波長板18Gを通過したG光
と、B光用1/4波長板18Bを通過したB光とを合成
して投射レンズ24に送るダイクロイックプリズム23
と、ダイクロイックプリズム23からの変調光をスクリ
ーン2に拡大投影する投射レンズ24を備えている。
Further, R light that has passed through the R light quarter-wave plate 18R, G light that has passed through the G light quarter-wave plate 18G, and B light that has passed through the B light quarter-wave plate 18B. Dichroic prism 23 that combines light and sends it to projection lens 24
And a projection lens 24 for enlarging and projecting the modulated light from the dichroic prism 23 onto the screen 2.

【0041】上記の構成において、この投写型ディスプ
レイ1では、白色光分配光学系8から分配されたRGB
光をRGB光用偏光ビームスプリッタ9R、9G、9B
でRGB光をそれぞれP成分だけを持つ直線偏波光とS
成分だけを持つ直線偏波光に分け、RGB画像電気信号
で駆動される赤色光用、緑色光用および青色光用反射型
空間光変調素子22R、22G、22Bで前記RGB光
のP成分だけあるいはS成分だけを持つ直線偏波光の偏
光状態を変えるように変調する。これらRGB光を再び
前記RGB光用偏光ビームスプリッタ9R、9G、9B
に入れて、S成分だけあるいはP成分だけを持つ直線偏
波状態の強度変調されたRGB光として取り出す。これ
らの直線偏光したRGB強度変調光をR光用、G光用、
B光用の1/4波長板18R、18G、18Bで円偏波
光もしくは円偏光に近い偏光状態を持つ楕円偏波光に変
換し、れらのRGB光をダイクロイックプリズム23で
合成して投射レンズ24に送り、スクリーン2にフルカ
ラーあるいはマルチカラー画像を表示する。
In the above configuration, in the projection display 1, the RGB distributed from the white light distribution optical system 8 are used.
Converts light into RGB light polarizing beam splitters 9R, 9G, 9B
And RGB light with linearly polarized light having only a P component and S
Is divided into linearly polarized light having only components, and the red, green, and blue reflective spatial light modulators 22R, 22G, and 22B driven by RGB image electrical signals use only the P component or the S component of the RGB light. Modulation is performed to change the polarization state of linearly polarized light having only components. These RGB lights are again converted into the RGB light polarizing beam splitters 9R, 9G, 9B.
And extracted as intensity-modulated RGB light in a linearly polarized state having only an S component or only a P component. These linearly polarized RGB intensity modulated lights are used for R light, G light,
The quarter-wave plates 18R, 18G, and 18B for B light convert the light into circularly polarized light or elliptically polarized light having a polarization state close to circularly polarized light, combine these RGB lights with the dichroic prism 23, and project the projection lens 24. To display a full-color or multi-color image on the screen 2.

【0042】白色光分配光学系8は、赤外光カットフィ
ルタ12および紫外光カットフィルタ13によって前記
平行光中に含まれている赤外光および紫外光をカットさ
れたRGB光を反射するミラー14と、R光を透過し、
GB光を反射するダイクロイックミラー15と、G光を
反射し、B光を透過するダイクロイックミラー16と、
R光を反射するミラー17とを備えており、紫外光カッ
トフィルタを通過したRGB光をミラー14で反射し、
ダイクロイックミラー15,16によりRGB光をR光
用偏光ビームスプリッタ9R、G光用偏光ビームスプリ
ッタ9G、B光用偏光ビームスプリッタ9Bにそれぞれ
分配する。
The white light distribution optical system 8 includes a mirror 14 for reflecting the RGB light from which the infrared light and the ultraviolet light contained in the parallel light have been cut by the infrared light cut filter 12 and the ultraviolet light cut filter 13. And transmit R light,
A dichroic mirror 15 that reflects GB light, a dichroic mirror 16 that reflects G light, and transmits B light,
A mirror 17 that reflects the R light, and reflects the RGB light that has passed through the ultraviolet light cut filter with the mirror 14;
The dichroic mirrors 15 and 16 distribute the RGB light to the R light polarizing beam splitter 9R, the G light polarizing beam splitter 9G, and the B light polarizing beam splitter 9B, respectively.

【0043】R光用偏光ビームスプリッタ9Rは、望ま
しくは各入出力面に反射防止膜がコーティングされ、前
記白色光分配光学系8から出射されるR光中に含まれる
P成分だけあるいはS成分だけを持つ直線偏波光を選択
して赤色光用反射型空間光変調素子22Rに導く。さら
にR光用偏光ビームスプリッタ9Rは、赤色光用反射型
空間光変調素子22Rから出射した光からS成分だけあ
るいはP成分だけを持つ直線偏波光を選別するととも
に、ダイクロイックプリズム23に導く。
The polarization beam splitter 9R for R light is desirably coated with an anti-reflection film on each input / output surface, and includes only the P component or only the S component contained in the R light emitted from the white light distribution optical system 8. Is selected and guided to the reflective spatial light modulator for red light 22R. Further, the R light polarization beam splitter 9R selects linearly polarized light having only the S component or only the P component from the light emitted from the red light reflective spatial light modulator 22R, and guides the linearly polarized light to the dichroic prism 23.

【0044】G光用偏光ビームスプリッタ9Gは、望ま
しくは各入出力面に反射防止膜がコーティングされ、前
記白色光分配光学系8から出射されるG光中に含まれる
P成分だけあるいはS成分だけを持つ直線偏波光を選択
して緑色光用反射型空間光変調素子22Gに導く。さら
にG光用偏光ビームスプリッタ9Gは、緑色光用反射型
空間光変調素子22Gから出射した光からS成分だけあ
るいはP成分だけを持つ直線偏波光を選別するととも
に、ダイクロイックプリズム23に導く。
The polarization beam splitter 9G for G light preferably has an antireflection film coated on each input / output surface, and has only P component or only S component contained in the G light emitted from the white light distribution optical system 8. Is selected and guided to the reflection type spatial light modulator for green light 22G. Further, the polarization beam splitter 9G for G light selects linearly polarized light having only the S component or only the P component from the light emitted from the reflective spatial light modulator for green light 22G, and guides the light to the dichroic prism 23.

【0045】B光用偏光ビームスプリッタ9Bは、望ま
しくは各入出力面に反射防止膜がコーティングされ、前
記白色光分配光学系8から出射されるB光中に含まれる
P成分だけあるいはS成分だけを持つ直線偏波光を選択
して青色光用反射型空間光変調素子22Bに導く。さら
にB光用偏光ビームスプリッタ9Bは、青色光用反射型
空間光変調素子22Bから出射した光からS成分だけあ
るいはP成分だけを持つ直線偏波光を選別するととも
に、ダイクロイックプリズム23に導く。
The polarization beam splitter 9B for B light is preferably coated with an anti-reflection film on each input / output surface, and includes only the P component or the S component contained in the B light emitted from the white light distribution optical system 8. Is selected and guided to the blue light reflective spatial light modulator 22B. Further, the polarization beam splitter 9B for B light selects linearly polarized light having only the S component or only the P component from the light emitted from the reflection type spatial light modulation element 22B for blue light, and guides the light to the dichroic prism 23.

【0046】R光用1/4波長板18Rは、R光用偏光
ビームスプリッタ9Rで選択された直線偏波光を円偏波
光あるいは円偏光に近い偏光状態の楕円偏波光に変換し
て、このR光をダイクロイックプリズム23に送る。
The R-light quarter-wave plate 18R converts the linearly polarized light selected by the R-light polarizing beam splitter 9R into circularly polarized light or elliptically polarized light having a polarization state close to circularly polarized light. The light is sent to the dichroic prism 23.

【0047】G光用1/4波長板18Gは、G光用偏光
ビームスプリッタ9Gで選択された直線偏波光を円偏波
光あるいは円偏光に近い偏光状態の楕円偏波光に変換し
て、このG光をダイクロイックプリズム23に送る。
The G light quarter-wave plate 18G converts the linearly polarized light selected by the G light polarizing beam splitter 9G into circularly polarized light or elliptically polarized light having a polarization state close to circularly polarized light. The light is sent to the dichroic prism 23.

【0048】B光用1/4波長板18Bは、B光用偏光
ビームスプリッタ9Bで選択された直線偏波光を円偏波
光あるいは円偏光に近い偏光状態の楕円偏波光に変換し
て、このB光をダイクロイックプリズム23に送る。
The B light quarter-wave plate 18B converts the linearly polarized light selected by the B light polarizing beam splitter 9B into circularly polarized light or elliptically polarized light having a polarization state close to circularly polarized light. The light is sent to the dichroic prism 23.

【0049】RGB光用1/4波長板18R、18G、
18Bは、石英などの1軸性単結晶もしくは延伸された
プラスチックなど1軸性有機化合物からなり、これらを
RGB光用偏光ビームスプリッタ9R、9G、9Bに密
着させるか、あるいはダイクロイックプリズムに密着さ
せて反射の影響を抑えつつ、直線偏波光を円偏波光ある
いは円偏光に近い偏光状態の楕円偏波光に変換すること
も可能である。特に、1軸性有機化合物からなるRGB
光用1/4波長板18R、18G、18Bは、軽量、安
価、薄型のため、ディスプレイの重量、サイズ、コスト
に殆ど負担を掛けずに上記機能を達成することができ
る。
1/4 wavelength plates 18R, 18G for RGB light,
18B is made of a uniaxial single crystal such as quartz or a uniaxial organic compound such as a stretched plastic, and these are adhered to the polarization beam splitters 9R, 9G, 9B for RGB light or adhered to a dichroic prism. It is also possible to convert linearly polarized light into circularly polarized light or elliptically polarized light having a polarization state close to circularly polarized light while suppressing the influence of reflection. In particular, RGB consisting of a uniaxial organic compound
Since the quarter-wave plates for light 18R, 18G, and 18B are lightweight, inexpensive, and thin, the above functions can be achieved with little burden on the weight, size, and cost of the display.

【0050】ダイクロイックプリズム23は、図12
(a)に示したような透明で同一材料からなる同じ形の4
個の直角3角柱を組み合わせた図12(b)に示したよう
な立方体もしくは直方体の形状を有し、BB'D'D面にR光
を反射し、それ以外の可視光を透過する誘電体多層膜ミ
ラーを、また、AA'C'C面にB光を反射し、それ以外の可
視光を透過する誘電体多層膜ミラーを持ち、ダイクロイ
ックプリズム23に入射したR光をBB'D'D面で反射し、
ダイクロイックプリズム23に入射したB光をAA'C'C面
で反射し、ダイクロイックプリズム23に入射したG光
を透過させる。ダイクロイックプリズム23は、R光用
偏光ビームスプリッタ9R、G光用偏光ビームスプリッ
タ9G、B光用偏光ビームスプリッタ9Bで選択された
RGB光を1つのビームとして投射レンズ24に送る。
The dichroic prism 23 is arranged as shown in FIG.
4 of the same shape made of the same transparent material as shown in (a)
A dielectric having a cube or rectangular parallelepiped shape as shown in FIG. 12 (b), in which R light is reflected on the BB'D'D surface, and other visible light is transmitted. It has a multilayer mirror, a dielectric multilayer mirror that reflects B light on the AA'C'C plane and transmits other visible light, and converts R light incident on the dichroic prism 23 into BB'D'D. Reflected on the surface,
The B light incident on the dichroic prism 23 is reflected by the AA'C'C plane, and the G light incident on the dichroic prism 23 is transmitted. The dichroic prism 23 sends the RGB light selected by the polarization beam splitter 9R for R light, the polarization beam splitter 9G for G light, and the polarization beam splitter 9B for B light to the projection lens 24 as one beam.

【0051】また、赤色光用、緑色光用、青色光用反射
型空間光変調素子22R、22G、22Bは、RGB画
像電気信号IR、IG、IB を取り込んでこれで反射型空間
光変調素子の構成部品であるネマチック液晶の配列を制
御する。
The reflective spatial light modulators 22R, 22G, and 22B for red light, green light, and blue light take in the RGB image electric signals IR, IG, and IB, and are used as reflective spatial light modulators. Controls the alignment of the nematic liquid crystal as a component.

【0052】《反射型空間光変調素子の構成》次に、図
2の反射型空間光変調素子の断面を示す概略図を参照し
ながら、上記実施の形態に用いられる反射型空間光変調
素子22R、22G、22Bについて詳細に説明する。
<< Configuration of Reflective Spatial Light Modulator >> Next, referring to a schematic diagram showing a cross section of the reflective spatial light modulator of FIG. 2, the reflective spatial light modulator 22R used in the above embodiment will be described. , 22G and 22B will be described in detail.

【0053】図2に示す反射型空間光変調素子22−1
は、シリコンあるいはガラス等から成る基板25と、こ
の基板25上に形成された2次元アレー状電極26と、
平板状透明電極27と、両電極26、27間に挿入され
た光変調層28と、平板状透明電極27に接した第1の
反射防止膜29と、この反射防止膜29に接した透明基
板30と、この透明基板30に接した第2の反射防止膜
31とを備えている。ここで、反射防止膜29,31を
省略することも可能である。また、2次元アレー状電極
26には、画素数に対応したスイッチ32が設けられ、
各電極には画像電気信号供給線33、走査信号供給線3
4およびスイッチ32を通して信号が接続される。即
ち、画像電気信号および走査信号が同時に供給されたス
イッチ32のみがON状態になり、2次元アレー状電極
26のうちON状態のスイッチ32に接続した電極だけに
画像電気信号が供給されるようになっている。
The reflective spatial light modulator 22-1 shown in FIG.
A substrate 25 made of silicon or glass, a two-dimensional array electrode 26 formed on the substrate 25,
A plate-shaped transparent electrode 27, a light modulation layer 28 inserted between the electrodes 26, 27, a first antireflection film 29 in contact with the plate-shaped transparent electrode 27, and a transparent substrate in contact with the antireflection film 29 30 and a second antireflection film 31 in contact with the transparent substrate 30. Here, the antireflection films 29 and 31 can be omitted. Further, the two-dimensional array electrode 26 is provided with switches 32 corresponding to the number of pixels,
Each electrode has an image electric signal supply line 33 and a scanning signal supply line 3
4 and a switch 32 are connected. That is, only the switch 32 to which the image electric signal and the scanning signal are simultaneously supplied is turned on, and the image electric signal is supplied only to the electrode of the two-dimensional array electrode 26 connected to the switch 32 in the ON state. Has become.

【0054】2次元アレー状電極26は、画素に対応す
る微小な画素電極からなり、各画素電極に少なくとも1
個のスイッチ32が付いている構造を有する。ここで、
画素数をL、画像電気信号供給線33の本数をMおよび
走査信号供給線34の本数をNとすると、L=M×Nの
関係を持つ。また直線偏波光35が直接スイッチ32に
入射するのを避けるため、図3に示すようにスイッチ3
2は2次元アレー状電極26の下に設置されている。画
素に対応する画素電極は、光を正反射できるように平坦
化されており、金属あるいは、金属とその上に形成され
た誘電体多層膜ミラーからなる。以後特に断らない限
り、画素に対応する画素電極は、電極に入射するほとん
どの光を正反射する平坦な金属からなるとする。
The two-dimensional array electrode 26 is composed of minute pixel electrodes corresponding to the pixels, and each pixel electrode has at least one pixel electrode.
It has a structure with a number of switches 32. here,
Assuming that the number of pixels is L, the number of image electrical signal supply lines 33 is M, and the number of scanning signal supply lines 34 is N, the relationship is L = M × N. In order to prevent the linearly polarized light 35 from directly entering the switch 32, as shown in FIG.
Reference numeral 2 is provided below the two-dimensional array electrode 26. The pixel electrode corresponding to the pixel is flattened so that light can be reflected regularly, and is made of metal or a metal and a dielectric multilayer mirror formed on the metal. Hereinafter, unless otherwise specified, it is assumed that the pixel electrode corresponding to the pixel is made of a flat metal that reflects most of the light incident on the electrode.

【0055】スイッチ32は、走査信号供給線34から
供給される走査信号を受けて画像電気信号供給線33か
ら供給される画像電気信号を2次元アレー状電極26に
送る機能を有し、走査信号が供給されない場合、2次元
アレー状電極26に送られた電荷を少なくとも次の走査
信号が供給されるまで逃がさない程高い遮断抵抗率をも
つことが必要である。
The switch 32 has a function of receiving the scanning signal supplied from the scanning signal supply line 34 and transmitting the image electric signal supplied from the image electric signal supply line 33 to the two-dimensional array electrode 26. Is not supplied, it is necessary to have a high blocking resistivity so that the charges sent to the two-dimensional array electrode 26 are not released at least until the next scanning signal is supplied.

【0056】スイッチ32としては、MOS(Metal Ox
iside Semiconductor )トランジスタ、薄膜トランジス
タ(TFT:Thin Film Transistor)およびダイオード
などが用いられる。ダイオードを用いた代表的なスイッ
チとしては、リングダイオード接続(例えば、S. Togas
hi:SID Digest, pp.324-325 (1984))、逆対向ダイオ
ード接続(例えば、N. Szydlo :Japan Display ´83 D
igest, pp.416-418 (1985) )およびMIM(Metal In
sulator Metal )素子(例えば、S. Morozumi:Japan D
isplay ´83 Digest, pp. 404-407 (1983))などがあ
る。
As the switch 32, a MOS (Metal Ox
A transistor, a thin film transistor (TFT: Thin Film Transistor), a diode, and the like are used. Typical switches using diodes include ring diode connections (eg, S. Togas
hi: SID Digest, pp.324-325 (1984)), reverse facing diode connection (eg, N. Szydlo: Japan Display ´83 D
igest, pp. 416-418 (1985)) and MIM (Metal In
sulator Metal) element (for example, S. Morozumi: Japan D
isplay '83 Digest, pp. 404-407 (1983)).

【0057】《MOSトランジスタアレーを用いた反射
型空間光変調素子22−2》図4は、MOSトランジス
タアレーをスイッチ32として用いた反射型空間光変調
素子22−2の一部断面を示している。
<< Reflective Spatial Light Modulator 22-2 Using MOS Transistor Array >> FIG. 4 shows a partial cross section of a reflective spatial light modulator 22-2 using a MOS transistor array as a switch 32. .

【0058】図4に示すように、スイッチ32を構成す
るMOSトランジスタ40は、シリコン基板25a上に
形成されている。41がソース電極線、42がドレイン
電極線、43がゲート電極線であり絶縁層44および4
5に挟まれた状態で形成されている。また、この反射型
空間光変調素子22−2は、電荷を蓄積するコンデンサ
46と、絶縁層45上に形成され、直線偏波光35を遮
断する遮光層47と、遮光層47上に絶縁層48を挟ん
で形成され、ドレイン電極線42から電荷を受けて光変
調層28に電界を供給する前記電極26と、全画素共通
の前記透明電極27と、透明基板30と、第1の反射防
止膜29および第2の反射防止膜31とを備えている。
勿論、第1の反射防止膜29および第2の反射防止膜3
1を省略することは可能である。電極26は前述したよ
うに1画素に対応する大きさを有し、ソース電極線41
とゲート電極線42に供給される電荷量に応じて、画素
各電極ごと独立に駆動される。また、透明電極27は、
コモン電極であり、全ての画素に同じ電位を供給する役
目を持つ。
As shown in FIG. 4, the MOS transistor 40 constituting the switch 32 is formed on a silicon substrate 25a. 41 is a source electrode line, 42 is a drain electrode line, 43 is a gate electrode line, and the insulating layers 44 and 4
5 is formed. The reflection type spatial light modulator 22-2 includes a capacitor 46 for accumulating electric charges, a light shielding layer 47 formed on the insulating layer 45 to block the linearly polarized light 35, and an insulating layer 48 on the light shielding layer 47. The electrode 26, which receives an electric charge from the drain electrode line 42 to supply an electric field to the light modulation layer 28, the transparent electrode 27 common to all pixels, a transparent substrate 30, and a first anti-reflection film. 29 and a second antireflection film 31.
Of course, the first antireflection film 29 and the second antireflection film 3
It is possible to omit 1. The electrode 26 has a size corresponding to one pixel as described above, and the source electrode line 41
And each pixel electrode is independently driven in accordance with the amount of electric charge supplied to the gate electrode line 42. Further, the transparent electrode 27
It is a common electrode and has a role of supplying the same potential to all pixels.

【0059】なお、同図に破線で示すように、電極26
と光変調層28の間に誘電体多層膜ミラー49を形成
し、変調された直線偏波光35をより一層効率的に利用
することも可能である。
As shown by a broken line in FIG.
It is also possible to form a dielectric multilayer mirror 49 between the optical modulator 28 and the light modulation layer 28, and to use the modulated linearly polarized light 35 more efficiently.

【0060】《TFTアレーを用いた反射型空間光変調
素子22−3》図5は、TFTアレーをスイッチ32と
して用いた反射型空間光変調素子22−3の一部断面を
示している。
<< Reflective Spatial Light Modulator 22-3 Using TFT Array >> FIG. 5 shows a partial cross section of a reflective spatial light modulator 22-3 using a TFT array as a switch 32.

【0061】図5において、25bはガラス基板、50
はゲート電極、51はSiNx からなる絶縁層、52は
非晶質シリコン(a−Si)のチャンネル層、53はこ
のチャンネル層52を保護するSiNx 絶縁層、54は
ソース電極、55はn+ a−Si膜、56はSiNx か
らなる絶縁層、57はドレイン電極、26はこのドレイ
ン電極57と接続され光変調層28に電界を印加するた
めの電極、27は全画素共通の透明電極、29は第1の
反射防止膜、30は透明基板、31は第2の反射防止
膜、35は直線偏波光である。ここでも、第1の反射防
止膜29,および第2の反射防止膜31を省略すること
は可能である。
In FIG. 5, 25b is a glass substrate, 50b
Is a gate electrode, 51 is an insulating layer made of SiNx, 52 is a channel layer of amorphous silicon (a-Si), 53 is a SiNx insulating layer for protecting the channel layer 52, 54 is a source electrode, and 55 is n + a. -Si film, 56 is an insulating layer made of SiNx, 57 is a drain electrode, 26 is an electrode connected to the drain electrode 57 to apply an electric field to the light modulation layer 28, 27 is a transparent electrode common to all pixels, 29 is A first antireflection film, 30 is a transparent substrate, 31 is a second antireflection film, and 35 is linearly polarized light. Also in this case, the first anti-reflection film 29 and the second anti-reflection film 31 can be omitted.

【0062】図5に示すTFTアレーをスイッチ32と
して用いた反射型空間光変調素子22−3の構造では、
図4の遮光層47に相当する遮光層はないが、図6に示
すように遮光層58を設けることも可能である。また図
4および図5に破線で示すように、電極26と光変調層
28の間に誘電体多層膜ミラー49を形成し、変調され
た直線偏波光35をより一層効率的に利用することも可
能である。
In the structure of the reflective spatial light modulator 22-3 using the TFT array as the switch 32 shown in FIG.
Although there is no light shielding layer corresponding to the light shielding layer 47 in FIG. 4, a light shielding layer 58 can be provided as shown in FIG. Also, as shown by broken lines in FIGS. 4 and 5, a dielectric multilayer mirror 49 may be formed between the electrode 26 and the light modulation layer 28 to use the modulated linearly polarized light 35 more efficiently. It is possible.

【0063】なお、図5や図6に示す反射型空間光変調
素子22−3には、a−Si膜52,55が用いられて
いるが、このa−Si膜52,55に代えて耐熱特性や
応答特性に優れたポリシリコン膜を用いることもでき
る。
Although the reflective spatial light modulator 22-3 shown in FIGS. 5 and 6 uses a-Si films 52 and 55, heat-resistant materials are used instead of the a-Si films 52 and 55. A polysilicon film having excellent characteristics and response characteristics can be used.

【0064】《MIN素子を用いた反射型空間光変調素
子22−4》図7は、さらに他の一例として、MIN素
子を用いた反射型空間光変調素子22−4の一部断面を
示している。
<< Reflective Spatial Light Modulator 22-4 Using MIN Element >> FIG. 7 shows, as yet another example, a partial cross section of a reflective spatial light modulator 22-4 using a MIN element. I have.

【0065】ここで、25cはガラス基板、60は絶縁
膜、61はタンタル(Ta)膜の電極、62はTa25
からなる絶縁膜、63は絶縁膜、26は金属電極、5
8は遮光層、64は絶縁層、28は光変調層、27は全
画素共通の透明電極、30は透明基板、35は直線偏波
光、29、31は反射防止膜である。反射防止膜29、
31を省略することも可能である。電極26は1画素に
対応する大きさを有し、画像 情報に対応する電荷量を
蓄積し、各電極ごと独立に駆動される。また同図の破線
で示すように、電極26と光変調層28の間に誘電体多
層膜ミラー49を形成し、変調された直線偏波光35を
より一層効率的に利用することも可能である。
Here, 25c is a glass substrate, 60 is an insulating film, 61 is a tantalum (Ta) film electrode, and 62 is Ta 2 O 5.
An insulating film consisting of: 63, an insulating film; 26, a metal electrode;
8 is a light shielding layer, 64 is an insulating layer, 28 is a light modulation layer, 27 is a transparent electrode common to all pixels, 30 is a transparent substrate, 35 is linearly polarized light, and 29 and 31 are antireflection films. Antireflection film 29,
It is also possible to omit 31. The electrode 26 has a size corresponding to one pixel, stores a charge amount corresponding to image information, and is driven independently for each electrode. In addition, as shown by the broken line in the figure, a dielectric multilayer mirror 49 can be formed between the electrode 26 and the light modulation layer 28, and the modulated linearly polarized light 35 can be used more efficiently. .

【0066】《単純マトリックス型電極構造の反射型空
間光空調素子22−5》このほか、スイッチ32を使用
しないいわゆる単純マトリックス型電極構造の空間光空
調素子もある。図8は、単純マトリックス型電極構造の
反射型空間光変調素子22−5の一例を示している。
<< Reflection type spatial light conditioning element 22-5 having simple matrix type electrode structure >> In addition, there is a so-called simple matrix type electrode structure type spatial light conditioning element which does not use the switch 32. FIG. 8 shows an example of a reflective spatial light modulator 22-5 having a simple matrix electrode structure.

【0067】図8において、25dは基板、69は電
極、28は光変調層、27は透明電極、30は透明基
板、35は直線偏波光である。ここで、基板25dは直
線偏波光35に対して透明または不透明のいずれの光学
特性をもつ材料でもよい。ただし、直線偏波光35に対
して透明な特性をもつ基板の場合には、図8に示すよう
に基板25dの後ろに基板25dを透過した光を吸収す
る光吸収板25fを設ける必要がある。また、図8に拡
大して示すように、透明基板30の両面に反射防止膜2
9および31を蒸着し、直線偏波光35の反射を抑える
こともできる。さらに、電極69と光変調層28の間に
誘電体多層膜ミラー49(図8には図示しない)を形成
し、変調された直線偏波光35をより一層効率的に利用
することも可能である。
In FIG. 8, 25d is a substrate, 69 is an electrode, 28 is a light modulation layer, 27 is a transparent electrode, 30 is a transparent substrate, and 35 is a linearly polarized light. Here, the substrate 25d may be a material having either transparent or opaque optical characteristics with respect to the linearly polarized light 35. However, in the case of a substrate having characteristics that are transparent to the linearly polarized light 35, it is necessary to provide a light absorbing plate 25f that absorbs light transmitted through the substrate 25d behind the substrate 25d as shown in FIG. As shown in FIG. 8, the anti-reflection films 2 are formed on both surfaces of the transparent substrate 30.
9 and 31 can be deposited to suppress the reflection of the linearly polarized light 35. Further, it is possible to form a dielectric multilayer mirror 49 (not shown in FIG. 8) between the electrode 69 and the light modulation layer 28 to use the modulated linearly polarized light 35 more efficiently. .

【0068】《光変調層28の構成》図2〜図8に示し
た光変調層28は、前記2次元アレー状電極26と、平
板状透明電極27とに挟み込まれた枠状のシール部材に
よって形成される空きセル内に注入されるネマチック液
晶、コレステリック液晶、スメクチック液晶あるいはこ
れら各液晶の混合物によって構成される群から選択され
た1種類以上の液晶によって構成されており、2次元ア
レー状電極26に画像電気信号が加えられると、光変調
層28に印加される電界が変化して、光変調層28を構
成する液晶の屈折率が変化する。そして、平板状透明電
極27側から直線偏波光が入射され、これがP成分だけ
を持つ直線偏偏波光であれば、液晶の屈折率に応じてこ
れをそのままP成分だけを持つ直線偏波光としたり、P
成分だけを持つ直線偏波光からS成分だけを持つ直線偏
波光までの任意の偏波状態の光にさせたり、また前記直
線偏波光がS成分だけを持つ直線偏波光であれば、液晶
の屈折率に応じてこれをそのままS成分だけを持つ直線
偏波光としたり、S成分だけを持つ直線偏波光からP成
分だけを持つ直線偏波光までの任意の偏波状態の光にさ
せた後、2次元アレー状電極26あるいはその上に設け
られた誘電体多層膜49によって反射させ、表示光とし
て出射させる。
<< Structure of Light Modulating Layer 28 >> The light modulating layer 28 shown in FIGS. 2 to 8 is formed by a frame-shaped sealing member sandwiched between the two-dimensional array electrode 26 and the flat transparent electrode 27. The two-dimensional array electrode 26 is formed of one or more liquid crystals selected from the group consisting of a nematic liquid crystal, a cholesteric liquid crystal, a smectic liquid crystal, or a mixture of these liquid crystals. When an image electric signal is applied to the light modulating layer 28, the electric field applied to the light modulating layer 28 changes, and the refractive index of the liquid crystal constituting the light modulating layer 28 changes. Then, linearly polarized light is incident from the plate-shaped transparent electrode 27 side, and if this is linearly polarized light having only the P component, it is directly converted into linear polarized light having only the P component according to the refractive index of the liquid crystal, P
If the linearly polarized light is linearly polarized light having only an S component, or if the linearly polarized light is linearly polarized light having only an S component, the liquid crystal is refracted. Depending on the ratio, this is converted into linearly polarized light having only the S component, or into light having an arbitrary polarization state from linearly polarized light having only the S component to linearly polarized light having only the P component. The light is reflected by the two-dimensional array electrode 26 or the dielectric multilayer film 49 provided thereon and emitted as display light.

【0069】ネマチック液晶、コレステリック液晶、ス
メクチック液晶あるいはこれら各液晶の混合物によって
構成される群のうち、ネマチック液晶は優れた階調表示
機能とテレビ画像を表示できる応答特性を備えており好
ましい。特に、印加電圧が小さいかゼロで液晶分子が動
かないオフ状態のとき、液晶分子の長軸と平行な方向が
平板状透明電極27の表面に対して垂直もしくは垂直か
ら数度以内のずれになるよう配列した負の誘電率異方性
を持つネマチック液晶(以後DAP(Deformationof Aligne
d Phase)モード液晶と呼ぶ)は、高いコントラスト比を
達成できるため、好適である。
Of the group consisting of nematic liquid crystal, cholesteric liquid crystal, smectic liquid crystal or a mixture of these liquid crystals, nematic liquid crystal is preferable because it has excellent gradation display function and response characteristics for displaying television images. In particular, when the applied voltage is small or zero and the liquid crystal molecules do not move, and the liquid crystal molecules do not move, the direction parallel to the long axis of the liquid crystal molecules is perpendicular to the surface of the plate-shaped transparent electrode 27 or deviated within several degrees from the perpendicular. Nematic liquid crystal with negative dielectric anisotropy (DAP (Deformation of Aligne
d Phase) mode liquid crystal) is preferable because a high contrast ratio can be achieved.

【0070】さらに、印加電圧が小さいかゼロで液晶分
子が動かないオフ状態のとき前記平板状透明電極27の
表面と平行に配列し、かつ前記平板状透明電極27に最
も近いネマチック液晶分子の長軸に平行な方向と透明基
板から最も離れたネマチック液晶分子の長軸に平行な方
向が、45度の角度をなすように配列した正の誘電率異
方性を持つ45度捻れネマチック液晶も、高いコントラ
スト比を達成できるため、光変調層28に好適である。
Further, when the applied voltage is small or zero and the liquid crystal molecules do not move, and the liquid crystal molecules are in the off state, the liquid crystal molecules are arranged in parallel with the surface of the plate-shaped transparent electrode 27 and the length of the nematic liquid crystal molecules closest to the plate-shaped transparent electrode 27 is reduced. A 45-degree twisted nematic liquid crystal having a positive dielectric anisotropy, in which the direction parallel to the axis and the direction parallel to the long axis of the nematic liquid crystal molecule farthest from the transparent substrate are arranged at an angle of 45 degrees, Since a high contrast ratio can be achieved, it is suitable for the light modulation layer 28.

【0071】また、これらの液晶に、基板間隙制御用の
セラミック粒子、プラスチック粒子、ガラス粒子、ガラ
ス繊維等のスペーサ、顔料、色素、粘度調整剤、その
他、本発明の性能に悪影響を与えない添加剤を添加して
も良い。
To these liquid crystals, there are added ceramic particles, plastic particles, glass particles, spacers such as glass fibers, pigments, dyes, viscosity modifiers, etc. for controlling the gap between the substrates, which do not adversely affect the performance of the present invention. An agent may be added.

【0072】光変調層28としてDAPモード液晶を用い
た図2に示す反射型空間光変調素子を例に取り、反射型
空間光変調素子の動作を説明する。DAPモード液晶に電
界が印加されない場合、液晶分子は液晶分子の長軸と平
行な方向が平板状透明電極27の表面に対して垂直もし
くは垂直から数度以内のずれになるよう配列しているた
め、平板状透明電極27に垂直もしくはほぼ垂直に入射
する直線偏波光35は、任意の偏光状態で常に液晶の常
光屈折率noを感じる。従って直線偏波光の偏光状態は変
化せず、2次元アレー状電極26で正反射して、元の光
路を逆にたどる。従ってDAPモード液晶に電界が印加さ
れない場合は、スクリーンに直線偏波光が到達しないオ
フ状態になる。
The operation of the reflective spatial light modulator will be described with reference to the reflective spatial light modulator shown in FIG. 2 using a DAP mode liquid crystal as the light modulating layer 28 as an example. When no electric field is applied to the DAP mode liquid crystal, the liquid crystal molecules are arranged so that the direction parallel to the long axis of the liquid crystal molecules is perpendicular to the surface of the flat transparent electrode 27 or shifted within a few degrees from perpendicular. The linearly polarized light 35 incident on the flat transparent electrode 27 perpendicularly or almost perpendicularly always feels the ordinary light refractive index no of the liquid crystal in an arbitrary polarization state. Therefore, the polarization state of the linearly polarized light does not change, and the light is specularly reflected by the two-dimensional array electrode 26 and follows the original optical path in reverse. Therefore, when no electric field is applied to the DAP mode liquid crystal, the liquid crystal enters an off state where linearly polarized light does not reach the screen.

【0073】次に、DAPモード液晶に電界が印加される
と、液晶分子は電界方向と交差するように動く。このと
き図9に示すように液晶分子80の長軸を含む平面81
とこの平面に直交し、かつ入射光の進行方向を含む平面
82とにそれぞれ45度の角度で交差する方向に直線偏
波光の電気ベクトルを設定すると、この直線偏波光35
は、平面82における常光屈折率noと平面81における
実効的な屈折率(常光屈折率noと異常光屈折率neの両方
に依存する屈折率)を感じるため、液晶中で偏光状態が
変化し、偏光状態の変化量に応じてスクリーンに到達す
る光量が変化し、画像が表示される。
Next, when an electric field is applied to the DAP mode liquid crystal, the liquid crystal molecules move so as to intersect the direction of the electric field. At this time, as shown in FIG.
When the electric vector of the linearly polarized light is set in a direction orthogonal to the plane and intersecting with a plane 82 including the traveling direction of the incident light at an angle of 45 degrees, the linearly polarized light 35
Feels the ordinary refractive index no in the plane 82 and the effective refractive index in the plane 81 (the refractive index depending on both the ordinary refractive index no and the extraordinary refractive index ne), so that the polarization state changes in the liquid crystal, The amount of light reaching the screen changes according to the amount of change in the polarization state, and an image is displayed.

【0074】このように、この実施の形態では、投写型
ディスプレイの光源10によってRGB光を生成し、白
色光分配光学系8によってRGB光をそれぞれR光用偏
光ビームスプリッタ9R、G光用偏光ビームスプリッタ
9GおよびB光用偏光ビームスプリッタ9Bに分配し、
R光用偏光ビームスプリッタ9RによってR光をP成分
だけを持つ直線偏波光とS成分だけを持つ直線偏波光に
分離して反射型空間光変調素子22Rに導き、G光用偏
光ビームスプリッタ9GのよってG光をP成分だけを持
つ直線偏波光とS成分だけを持つ直線偏波光に分離して
反射型空間光変調素子22Gに導き、B光用偏光ビーム
スプリッタ9BのよってB光をP成分だけを持つ直線偏
波光とS成分だけを持つ直線偏波光に分離して反射型空
間光変調素子22Bに導き、それぞれの反射型空間光変
調素子で変調された光を再びR光用偏光ビームスプリッ
タ9R、G光用偏光ビームスプリッタ9GおよびB光用
偏光ビームスプリッタ9Bに導いて反射型空間光変調素
子に印加された画像電気信号に応じた強度変調光に変換
してR光用1/4波長板18Rと、G光用1/4波長板1
8Gと、B光用1/4波長板18Bとにそれぞれ送り、
R光用1/4波長板18Rと、G光用1/4波長板18G
と、B光用1/4波長板18Bで偏光状態を変換された
RGB光をダイクロイックプリズム23で1つの光ビー
ムとして投射レンズ24を経由してスクリーン2にRG
B光画像を送って画像表示し、観察者にフルカラーまた
はマルチカラーの画像を見せることができる。
As described above, in this embodiment, the RGB light is generated by the light source 10 of the projection display, and the RGB light is respectively converted by the white light distribution optical system 8 into the R light polarization beam splitter 9R and the G light polarization beam. Distributed to the splitter 9G and the polarization beam splitter 9B for B light,
The R light is split into the linearly polarized light having only the P component and the linearly polarized light having only the S component by the R light polarizing beam splitter 9R, and guided to the reflection type spatial light modulator 22R. Therefore, the G light is separated into linearly polarized light having only the P component and linearly polarized light having only the S component, and guided to the reflection type spatial light modulator 22G, and the B light is converted into only the P component by the polarization beam splitter 9B for B light. And the linearly polarized light having only the S component is led to the reflection type spatial light modulation elements 22B, and the light modulated by the respective reflection type spatial light modulation elements is again converted into the R light polarization beam splitter 9R. , Which are guided to the polarization beam splitter 9G for G light and the polarization beam splitter 9B for B light and converted into intensity-modulated light corresponding to the image electric signal applied to the reflection-type spatial light modulation element, thereby outputting a quarter wave for R light. Long plate 18R and 1/4 wavelength plate 1 for G light
8G and a quarter-wave plate 18B for B light, respectively.
Quarter-wave plate 18R for R light and quarter-wave plate 18G for G light
And the RGB light whose polarization state has been converted by the quarter-wave plate 18B for B light is converted into one light beam by the dichroic prism 23, and the RGB light is projected onto the screen 2 via the projection lens 24.
The B-light image is transmitted and displayed, so that the observer can see a full-color or multi-color image.

【0075】<本発明に係る実施の形態の効果>以上説
明したように、この発明による投写型ディスプレイ1
は、光源10から発生した白色光をダイクロイックミラ
ーを含む白色光分配光学系8で3原色光に分解し、赤色
光を前記赤色光用偏光ビームスプリッタ9Rに導き、緑
色光を前記緑色光用偏光ビームスプリッタ9Gに導き、
青色光を前記青色光用偏光ビームスプリッタ9Bに導
き、前記の赤色光用、緑色光用および青色光用偏光ビー
ムスプリッタ9R、9G、9Bで前記3原色光をそれぞ
れP成分だけを持つ直線偏波光とS成分だけを持つ直線
偏波光に分解し、赤色のP成分だけもしくはS成分だけ
を持つ直線偏波光を赤色光用反射型空間光変調素子22
Rに導き、緑色のP成分だけもしくはS成分だけを持つ
直線偏波光を緑色光用反射型空間光変調素子22Gに導
き、青色のP成分だけもしくはS成分だけを持つ直線偏
波光を青色光用反射型空間光変調素子22Bに導き、赤
色光用画像電気信号により、赤色光用反射型空間光変調
素子22Rを駆動して、赤色のP成分だけもしくはS成
分だけを持つ直線偏波光の偏光状態を制御し、緑色光用
画像電気信号により、緑色光用反射型空間光変調素子2
2Gを駆動して、緑色のP成分だけもしくはS成分だけ
を持つ直線偏波光の偏光状態を制御し、青色光用画像電
気信号により、青色光用反射型空間光変調素子22Bを
駆動して、青色のP成分だけもしくはS成分だけを持つ
直線偏波光の偏光状態を制御し、変調された赤色光を再
びR光用偏光ビームスプリッタ9Rに入れてS成分だけ
もしくはP成分だけを持つ直線偏波光を選択し、変調さ
れた緑色光を再びG光用偏光ビームスプリッタ9Gに入
れてS成分だけもしくはP成分だけを持つ直線偏波光を
選択し、変調された青色光を再びB光用偏光ビームスプ
リッタ9Bに入れてS成分だけもしくはP成分だけを持
つ直線偏波光を選択し、選択された赤色の直線偏波光を
R光用1/4波長板18Rで円偏波光もしくは円偏光に
近い偏光状態を持つ楕円偏波光に変換し、選択された緑
色の直線偏波光をG光用1/4波長板18Gで円偏波光
もしくは円偏光に近い偏光状態を持つ楕円偏波光に変換
し、選択された青色の直線偏波光をB光用1/4波長板
18Bで円偏波光もしくは円偏光に近い偏光状態を持つ
楕円偏波光に変換し、円偏波光もしくは円偏光に近い偏
光状態を持つ楕円偏波光に変換された赤色光、緑色光お
よび青色光を、前記ダイクロイックプリズム23に導
き、ダイクロイックプリズム23で合成されたこれら3
原色光を投射レンズ24を経由してスクリーン2に導
き、フルカラーもしくはマルチカラー画像を表示する。
<Effects of Embodiment According to the Present Invention> As described above, the projection display 1 according to the present invention.
The white light generated from the light source 10 is decomposed into three primary color lights by a white light distribution optical system 8 including a dichroic mirror, red light is guided to the red light polarizing beam splitter 9R, and green light is converted to the green light polarized light. Guide to beam splitter 9G,
The blue light is guided to the blue light polarizing beam splitter 9B, and the red, green and blue light polarizing beam splitters 9R, 9G and 9B convert the three primary color lights into linearly polarized light having only P components. And the linearly polarized light having only the red P component or only the S component is converted into the linearly polarized light having only the red P component or only the S component.
The linearly polarized light having only the green P component or only the S component is guided to the reflective light spatial light modulator 22G for green light, and the linearly polarized light having only the blue P component or only the S component is converted to blue light. The polarization state of linearly polarized light having only the red P component or only the S component is guided to the reflective spatial light modulation element 22B and driven by the red light image electrical signal to drive the red light reflective spatial light modulation element 22R. And the reflection type spatial light modulator 2 for green light is controlled by the image electric signal for green light.
2G is driven to control the polarization state of the linearly polarized light having only the green P component or only the S component, and the blue light reflective spatial light modulator 22B is driven by the blue light image electric signal, The polarization state of the linearly polarized light having only the P component or only the S component of blue is controlled, and the modulated red light is again input to the polarization beam splitter 9R for the R light, and the linearly polarized light having only the S component or only the P component is emitted. , The modulated green light is again input to the G light polarization beam splitter 9G, and the linearly polarized light having only the S component or only the P component is selected, and the modulated blue light is again converted to the B light polarization beam splitter. 9B, linearly polarized light having only the S component or only the P component is selected, and the selected red linearly polarized light is converted into circularly polarized light or a polarization state close to circularly polarized light by the quarter-wave plate for R light 18R. Have The light is converted into elliptically polarized light, and the selected green linearly polarized light is converted into circularly polarized light or elliptically polarized light having a polarization state close to circularly polarized light by the quarter-wave plate for G light 18G. The linearly polarized light is converted into circularly polarized light or elliptically polarized light having a polarization state close to circular polarization by the quarter-wave plate for B light 18B, and converted to circularly polarized light or elliptically polarized light having a polarization state close to circular polarization. The red light, the green light and the blue light obtained are guided to the dichroic prism 23, and these three lights synthesized by the dichroic prism 23 are combined.
The primary color light is guided to the screen 2 via the projection lens 24 to display a full-color or multi-color image.

【0076】このため、本発明の投写型ディスプレイ
は、次に述べるような機能を発揮する。
Therefore, the projection display of the present invention exhibits the following functions.

【0077】《本発明の投写型ディスプレイの機能》図
10に本発明の投写型ディスプレイの機能を説明する図
を示す。図10は、図14に示した従来の投写型ディス
プレイの構成の一部にR光用、G光用、B光用の1/4
波長板18R、18G、18Bを組み込んだ本発明の投
写型ディスプレイの構成の一部である。
<< Function of Projection Display of the Present Invention >> FIG. 10 is a diagram for explaining the function of the projection display of the present invention. FIG. 10 shows a part of the configuration of the conventional projection display shown in FIG.
This is a part of the configuration of the projection display of the present invention incorporating the wave plates 18R, 18G, and 18B.

【0078】以下の説明で用いるB光の強度を示す変数
の定義は、図14と同じであるとする。
It is assumed that the definition of the variable indicating the intensity of the B light used in the following description is the same as that in FIG.

【0079】通過点400におけるB光は、強度Tbの直
線偏波光であるが、B光用1/4波長板18Bにより、
通過点410では強度Tbの円偏波光もしくは円偏光に近
い楕円偏波光になる。この光がAA'C'C面の誘電体多層膜
ミラーを通過すると、通過点430での雑音光の強度
は、AbTbとなる。この光はR光用1/4波長板18Rに
よりS成分だけを持つ直線偏波光もしくはそれに近い楕
円偏波光に変換される。従って大部分の雑音光は、通過
点450を通って放出されるため、信号に影響を与えな
い。残りの僅かな光が赤色光用空間光変調素子22Rに
入射して変調され、破線のように青色光用および緑色光
用空間光変調素子22B,22Gに向かうが、R光用1
/4波長板18RとB光用1/4波長板18Bにより、あ
るいはR光用1/4波長板18RとG光用1/4波長板1
8Bにより、それぞれS成分だけを持つ直線偏波光もし
くはそれに近い楕円偏波光に変換されて、B光用偏光ビ
ームスプリッタ9BおよびG光用偏光ビームスプリッタ
9Gで光路を変更されるため、信号に影響を与えること
はない。
The B light at the passing point 400 is a linearly polarized light having the intensity Tb, and is output by the 光 wavelength plate 18B for the B light.
At the passing point 410, the light becomes circularly polarized light of intensity Tb or elliptically polarized light close to circularly polarized light. When this light passes through the dielectric multilayer mirror on the AA'C'C plane, the intensity of the noise light at the passing point 430 becomes AbTb. This light is converted by the quarter-wave plate for R light 18R into linearly polarized light having only the S component or elliptical polarized light close to it. Therefore, most of the noise light is emitted through the passing point 450 and does not affect the signal. The remaining slight light enters the red light spatial light modulator 22R and is modulated, and travels to the blue light and green light spatial light modulators 22B and 22G as indicated by broken lines.
/ Wavelength plate 18R and B wavelength plate 18B for B light, or R wavelength plate 18R for R light and 波長 wavelength plate 1 for G light
8B, the light is converted into linearly polarized light having only the S component or elliptically polarized light close to it, and the optical path is changed by the polarization beam splitter 9B for B light and the polarization beam splitter 9G for G light. I will not give.

【0080】図10の構成は、G光およびR光について
も全く同じ効果を有しているため、ダイクロイックプリ
ズムの不完全な反射特性をほぼ完璧にカバーすることが
出来る。したがって、ダイクロイックプリズムのAA'C'C
面およびBB'D'D面に形成する2つの誘電体多層膜ミラー
の反射波長領域を十分広くとることが出来、明るい画像
を投射することが可能になる。さらに、2つの誘電体多
層膜ミラーの特性に依存することなく高い信号対雑音比
を達成できるため、安価なダイクロイックプリズムを用
いることが可能となる。
The configuration shown in FIG. 10 has exactly the same effect for the G light and the R light, so that the imperfect reflection characteristics of the dichroic prism can be almost completely covered. Therefore, AA'C'C of dichroic prism
The reflection wavelength region of the two dielectric multilayer mirrors formed on the surface and the BB'D'D surface can be made sufficiently wide, and a bright image can be projected. Furthermore, since a high signal-to-noise ratio can be achieved without depending on the characteristics of the two dielectric multilayer mirrors, an inexpensive dichroic prism can be used.

【0081】以上のことを纏めると本発明の投写型ディ
スプレイ1は次に述べるような効果を発揮する。
Summarizing the above, the projection display 1 of the present invention exhibits the following effects.

【0082】《第1の効果》まず、ダイクロイックプリ
ズムを構成する誘電体多層膜ミラーの反射特性に起因す
る信号対雑音比の劣化を大幅に改善することが出来る。
<< First Effect >> First, the deterioration of the signal-to-noise ratio due to the reflection characteristics of the dielectric multilayer mirror constituting the dichroic prism can be greatly improved.

【0083】《第2の効果》そして、ダイクロイックプ
リズムに入射するRGB光の波長帯域を十分広くとるこ
とが出来るため、明るい画像を表示することが出来る。
<< Second Effect >> Since the wavelength band of the RGB light incident on the dichroic prism can be made sufficiently wide, a bright image can be displayed.

【0084】《第3の効果》また、ダイクロイックプリ
ズムの反射特性を高度に設計する必要がないため、安価
なダイクロイックプリズムを使用することが出来る。
<< Third Effect >> Further, since there is no need to design the reflection characteristics of the dichroic prism to a high degree, an inexpensive dichroic prism can be used.

【0085】《第4の効果》また、白色光分配光学系に
おいてダイクロイックプリズムに入射させるRGB光の
波長領域をダイクロイックプリズムを構成する誘電体多
層膜ミラー反射特性に注意を払わずに設定できるため、
光学系の設計が容易になる。
<< Fourth Effect >> Further, in the white light distribution optical system, the wavelength range of the RGB light incident on the dichroic prism can be set without paying attention to the reflection characteristics of the dielectric multilayer mirror constituting the dichroic prism.
The design of the optical system is facilitated.

【0086】《第5の効果》第3、第4の効果により、
投写型ディスプレイの製造コストを下げることが可能に
なる。
<< Fifth Effect >> By the third and fourth effects,
The manufacturing cost of the projection display can be reduced.

【0087】[0087]

【発明の効果】以上説明したように、この発明は、赤色
光用反射型空間光変調素子とダイクロイックプリズムの
間に赤色光用1/4波長板を挿入し、かつ緑色光用反射
型空間光変調素子とダイクロイックプリズムの間に緑色
光用1/4波長板を挿入し、かつ青色光用反射型空間光
変調素子とダイクロイックプリズムの間に青色光用1/
4波長板を挿入することにより、マルチカラーやフルカ
ラーなどの2次元画像を表示するもので、特許請求の範
囲に記載された構成を有するため、以下に述べるような
効果を奏する。
As described above, according to the present invention, a quarter-wave plate for red light is inserted between a reflective spatial light modulator for red light and a dichroic prism, and a reflective spatial light for green light is provided. A 1/4 wavelength plate for green light is inserted between the modulation element and the dichroic prism, and a 1/4 wavelength plate for blue light is inserted between the reflection type spatial light modulation element for blue light and the dichroic prism.
By inserting a four-wavelength plate, a two-dimensional image such as a multi-color image or a full-color image is displayed. Since it has the configuration described in the claims, the following effects can be obtained.

【0088】(1)ダイクロイックプリズムを構成する
誘電体多層膜ミラーの反射特性に起因する信号対雑音比
の劣化を大幅に改善することが出来る。
(1) The deterioration of the signal-to-noise ratio due to the reflection characteristics of the dielectric multilayer mirror constituting the dichroic prism can be greatly improved.

【0089】(2)ダイクロイックプリズムに入射する
RGB光の波長帯域を十分広くとることが出来るため、
明るい画像を表示することが出来る。
(2) Since the wavelength band of the RGB light incident on the dichroic prism can be sufficiently widened,
A bright image can be displayed.

【0090】(3)ダイクロイックプリズムの反射特性
を高度に設計する必要がないため、安価なダイクロイッ
クプリズムを使用することが出来る。
(3) Since there is no need to highly design the reflection characteristics of the dichroic prism, an inexpensive dichroic prism can be used.

【0091】(4)白色光分配光学系においてダイクロ
イックプリズムに入射させるRGB光の波長領域をダイ
クロイックプリズムを構成する誘電体多層膜ミラー反射
特性に注意を払わずに設定できるため、光学系の設計が
容易になる。
(4) In the white light distribution optical system, the wavelength range of the RGB light incident on the dichroic prism can be set without paying attention to the reflection characteristics of the dielectric multilayer mirror constituting the dichroic prism. It will be easier.

【0092】(5)第3、第4の効果により、投写型デ
ィスプレイの製造コストを下げることが可能になる。
(5) The third and fourth effects make it possible to reduce the manufacturing cost of the projection display.

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

【図1】本発明による投写型ディスプレイの実施の形態
を示す構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of a projection display according to the present invention.

【図2】本発明による投写型立体画像表示装置の構成部
品である反射型空間光変調素子の構成を示す断面図であ
る。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a configuration of a reflective spatial light modulator which is a component of the projection type stereoscopic image display device according to the present invention.

【図3】本発明による投写型立体画像表示装置の構成部
品である反射型空間光変調素子の他の構成を示す断面図
である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing another configuration of a reflective spatial light modulator which is a component of the projection type stereoscopic image display device according to the present invention.

【図4】本発明の投写型立体画像表示装置の構成部品で
ある反射型空間光変調素子の他の構成を示す断面図であ
る。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing another configuration of a reflective spatial light modulator which is a component of the projection type stereoscopic image display device of the present invention.

【図5】本発明の投写型立体画像表示装置の構成部品で
ある反射型空間光変調素子の他の構成を示す断面図であ
る。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing another configuration of a reflective spatial light modulator which is a component of the projection type stereoscopic image display device of the present invention.

【図6】本発明の投写型立体画像表示装置の構成部品で
ある反射型空間光変調素子の他の構成を示す断面図であ
る。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing another configuration of the reflective spatial light modulator which is a component of the projection type stereoscopic image display device of the present invention.

【図7】本発明の投写型立体画像表示装置の構成部品で
ある反射型空間光変調素子の他の構成を示す断面図であ
る。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing another configuration of the reflective spatial light modulator which is a component of the projection stereoscopic image display device of the present invention.

【図8】本発明の投写型立体画像表示装置の構成部品で
ある反射型空間光変調素子の他の構成を示す断面図であ
る。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing another configuration of a reflective spatial light modulator which is a component of the projection type stereoscopic image display device of the present invention.

【図9】本発明の投写型立体画像表示装置の構成部品で
ある反射型空間光変調素子を構成するDAP液晶とこのDAP
液晶に入射する光の電気ベクトルの関係を示す説明図で
ある。
FIG. 9 shows a DAP liquid crystal constituting a reflective spatial light modulator which is a component of the projection type stereoscopic image display device of the present invention, and the DAP.
FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating a relationship between electric vectors of light incident on liquid crystal.

【図10】本発明の投写型ディスプレイの構成の一部を
示す構成とそこを伝搬するB光の光路を模式的に示す説
明図である。
FIG. 10 is an explanatory diagram schematically showing a configuration of a part of the configuration of the projection display of the present invention, and an optical path of B light propagating therethrough.

【図11】従来の投写型ディスプレイを示す構成図であ
る。
FIG. 11 is a configuration diagram showing a conventional projection display.

【図12】ダイクロイックプリズムの構成部品である直
角3角柱と、ダイクロイックプリズムの構成を示す説明
図である。
FIG. 12 is an explanatory view showing a right-angled triangular prism which is a component of the dichroic prism and a configuration of the dichroic prism.

【図13】ダイクロイックプリズムの構成部品である誘
電体多層膜ミラーの反射率と波長との関係を示す説明図
である。
FIG. 13 is an explanatory diagram showing the relationship between the reflectance and the wavelength of a dielectric multilayer mirror which is a component of a dichroic prism.

【図14】従来の投写型ディスプレイの一部を示す構成
とそこを伝搬するB光の光路を模式的に示す説明図であ
る。
FIG. 14 is an explanatory diagram schematically showing a configuration of a part of a conventional projection display and an optical path of B light propagating therethrough.

【図15】ダイクロイックプリズムの誘電体多層膜ミラ
ーのR光に対する透過率Arと信号対雑音比S/Nとの関係
を示す説明図である。
FIG. 15 is an explanatory diagram showing the relationship between the transmittance Ar for R light of the dielectric multilayer mirror of the dichroic prism and the signal-to-noise ratio S / N.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:本発明の投写型ディスプレイ、2:スクリーン、
7:光源部、8:白色光分配光学系、9R:R光用偏光
ビームスプリッタ、9G:G光用偏光ビームスプリッ
タ、9B:B光用偏光ビームスプリッタ、10:光源、
11:レンズ、12:赤外光カットフィルタ、13:紫
外光カットフィルタ、14:RGB光を反射するミラ
ー、15:R光を透過しGB光を反射するダイクロイッ
クミラー、16:G光を反射しB光を透過するダイクロ
イックミラー、17:R光を反射するミラー、18R:
R光用1/4波長板、18G:G光用1/4波長板、1
8B:B光用1/4波長板、22R:P成分だけもしく
はS成分だけを持つ赤色の直線偏波光を変調する赤色光
用反射型空間光変調素子、22G:P成分だけもしくは
S成分だけを持つ緑色の直線偏波光を変調する緑色光用
反射型空間光変調素子、22B:P成分だけもしくはS
成分だけを持つ青色の直線偏波光を変調する青色光用反
射型空間光変調素子、22−1,22−2,22−3,
22−4,22−5:反射型空間光変調素子、23:ダ
イクロイックプリズム、24:投射レンズ、25:シリ
コンあるいはガラス等からなる基板、25a:シリコン
基板、25b:ガラス基板、25c:ガラス基板、25
d:基板、25f:光吸収板、26:2次元アレー状電
極、27:平板状透明電極、28:光変調層、29:反
射防止膜、30:透明基板、31:反射防止膜、32:
スイッチ、33:画像電気信号供給線、34:走査信号
供給線、35:直線偏波光、40:MOSトランジスタ、
41:ソース電極線、42:ドレイン電極線、43:ゲ
ート電極線、44,45:絶縁層、46:コンデンサ、
47:遮光層、48:絶縁層、49:誘電体多層膜ミラ
ー、50:ゲート電極、51:SiNx絶縁層、52:(a-S
i)チャンネル層、53:SiNx絶縁層、54:ソース電
極、55:n+a-Si膜、56:SiNx絶縁層、57:ドレイ
ン電極、58:遮光層、60:絶縁膜、61:Ta膜電
極、62,63,64:絶縁膜、69:電極、80:DA
Pモード液晶分子、81:DAPモード液晶分子の長軸と平
行な方向を含む平面、82:平面81と直交し、直線偏
波光の進行方向を含む平面、83:直線偏波光の電気ベ
クトル、IR:赤色光用画像電気信号、IG:緑色光用画像
電気信号、IB:青色光用画像電気信号。
1: projection display of the present invention, 2: screen,
7: light source unit, 8: white light distribution optical system, 9R: polarization beam splitter for R light, 9G: polarization beam splitter for G light, 9B: polarization beam splitter for B light, 10: light source,
11: lens, 12: infrared light cut filter, 13: ultraviolet light cut filter, 14: mirror that reflects RGB light, 15: dichroic mirror that transmits R light and reflects GB light, 16: reflects G light Dichroic mirror transmitting B light, 17: mirror reflecting R light, 18R:
1/4 wavelength plate for R light, 18G: 1/4 wavelength plate for G light, 1
8B: quarter-wave plate for B light, 22R: reflective spatial light modulator for red light that modulates red linearly polarized light having only P component or only S component, 22G: only P component or only S component Green light reflective spatial light modulator for modulating green linearly polarized light, 22B: only P component or S
, 22-2, 22-3, a reflective spatial light modulator for blue light that modulates blue linearly polarized light having only components.
22-4, 22-5: reflective spatial light modulator, 23: dichroic prism, 24: projection lens, 25: substrate made of silicon or glass, 25a: silicon substrate, 25b: glass substrate, 25c: glass substrate, 25
d: substrate, 25f: light absorbing plate, 26: two-dimensional array electrode, 27: flat transparent electrode, 28: light modulation layer, 29: antireflection film, 30: transparent substrate, 31: antireflection film, 32:
Switch, 33: image electric signal supply line, 34: scanning signal supply line, 35: linearly polarized light, 40: MOS transistor,
41: source electrode line, 42: drain electrode line, 43: gate electrode line, 44, 45: insulating layer, 46: capacitor,
47: light shielding layer, 48: insulating layer, 49: dielectric multilayer mirror, 50: gate electrode, 51: SiNx insulating layer, 52: (aS
i) channel layer, 53: SiNx insulating layer, 54: source electrode, 55: n + a-Si film, 56: SiNx insulating layer, 57: drain electrode, 58: light shielding layer, 60: insulating film, 61: Ta film Electrodes, 62, 63, 64: insulating film, 69: electrode, 80: DA
P-mode liquid crystal molecules, 81: a plane including a direction parallel to the long axis of the DAP mode liquid crystal molecules, 82: a plane orthogonal to the plane 81 and including a traveling direction of linearly polarized light, 83: an electric vector of linearly polarized light, IR : Image electric signal for red light, IG: Image electric signal for green light, IB: Image electric signal for blue light.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 白色光を発生する光源と、 白色光を赤色光、緑色光、青色光の3原色光に分解して
別々の光路に振り分ける機能を持つダイクロイックミラ
ーを含む白色光分配光学系と、 赤色光を互いに直交するP成分だけを持つ直線偏波光と
S成分だけを持つ直線偏波光に分離する赤色光用偏光ビ
ームスプリッタと、 緑色光を互いに直交するP成分だけを持つ直線偏波光と
S成分だけを持つ直線偏波光に分離する緑色光用偏光ビ
ームスプリッタと、 青色光を互いに直交するP成分だけを持つ直線偏波光と
S成分だけを持つ直線偏波光に分離する青色光用偏光ビ
ームスプリッタと、 赤色のP成分だけを持つ直線偏波光あるいはS成分だけ
を持つ直線偏波光を任意の偏光状態の光に変える赤色光
用反射型空間光変調素子と、 緑色のP成分だけを持つ直線偏波光あるいはS成分だけ
を持つ直線偏波光を任意の偏光状態の光に変える緑色光
用反射型空間光変調素子と、 青色のP成分だけを持つ直線偏波光あるいはS成分だけ
を持つ直線偏波光を任意の偏光状態の光に変える青色光
用反射型空間光変調素子と、 赤色光用偏光ビームスプリッタから出射した赤色の直線
偏波光を円偏波光あるいは円偏光に近い偏光状態を持つ
赤色の楕円偏波光に変換する赤色光用1/4波長板と、 緑色光用偏光ビームスプリッタから出射した緑色の直線
偏波光を円偏波光あるいは円偏光に近い偏光状態を持つ
緑色の楕円偏波光に変換する緑色光用1/4波長板と、 青色光用偏光ビームスプリッタから出射した青色の直線
偏波光を円偏波光あるいは円偏光に近い偏光状態を持つ
青色の楕円偏波光に変換する緑色光用1/4波長板と、 別々の光路から入射する3原色光を合成して1つの光路
から出射する機能を持つダイクロイックプリズムと、 上記合成された光を投射する投射レンズと、 を少なくとも有することを特徴とする投写型ディスプレ
イ。
1. A light source for generating white light, and a white light distribution optical system including a dichroic mirror having a function of decomposing white light into three primary colors of red light, green light and blue light and distributing the light into separate optical paths. A polarizing beam splitter for red light that separates red light into linearly polarized light having only a P component and a linearly polarized light having only an S component, and a linearly polarized light having green light having only a P component that is orthogonal to each other. A polarization beam splitter for green light that separates into linearly polarized light having only S component, and a polarized light beam for blue light that separates blue light into linearly polarized light having only P component and linearly polarized light having only S component A splitter, a red spatial light modulator that converts linearly polarized light having only a red P component or linearly polarized light having only an S component into light of an arbitrary polarization state, and a green P component alone. A reflective spatial light modulator for green light that converts linearly polarized light having only S component or linearly polarized light having only S component into light of an arbitrary polarization state, and a linearly polarized light having only blue P component or only S component A reflective spatial light modulator for blue light that converts polarized light into light of an arbitrary polarization state, and a red linear polarized light emitted from a polarizing beam splitter for red light that is circularly polarized light or red that has a polarization state close to circularly polarized light And a 波長 wavelength plate for red light that converts to elliptically polarized light, and a green linearly polarized light emitted from a polarization beam splitter for green light to circularly polarized light or green elliptically polarized light having a polarization state close to circularly polarized light. A 1/4 wavelength plate for green light to be converted, and a green color for converting blue linearly polarized light emitted from a blue light polarizing beam splitter into circularly polarized light or blue elliptically polarized light having a polarization state close to circularly polarized light. A 1 / wavelength plate for light, a dichroic prism having a function of combining three primary color lights incident from different optical paths and emitting the light from one optical path, and a projection lens for projecting the combined light. A projection display characterized by the above-mentioned.
【請求項2】 請求項1に記載の投写型ディスプレイに
おいて、 前記赤色光用反射型空間光変調素子は、赤色光用画像電
気信号で駆動し、 前記緑色光用反射型空間光変調素子は、緑色光用画像電
気信号で駆動し、 前記青色光用反射型空間光変調素子は、青色光用画像電
気信号で駆動し、 前記赤色光用反射型空間光変調素子で変調された赤色光
を再び前記赤色光用偏光ビームスプリッタに導き、赤色
のS成分もしくはP成分だけを持つ直線偏波光を選択し
て前記赤色光用1/4波長板に導き、 前記緑色光用反射型空間光変調素子で変調された緑色光
を再び前記緑色光用偏光ビームスプリッタに導き、緑色
のS成分もしくはP成分だけを持つ直線偏波光を選択し
て前記緑色光用1/4波長板に導き、 前記青色光用反射型空間光変調素子で変調された青色光
を再び前記青色光用偏光ビームスプリッタに導き、青色
のS成分もしくはP成分だけを持つ直線偏波光を選択し
て前記青色光用1/4波長板に導き、 前記赤色用1/4波長板を透過させて円偏波光もしくは
円偏光に近い偏光状態を持つ赤色の楕円偏波光を前記ダ
イクロイックミラーに導き、 前記緑色用1/4波長板を透過させて円偏波光もしくは
円偏光に近い偏光状態を持つ緑色の楕円偏波光を前記ダ
イクロイックミラーに導き、 前記青色用1/4波長板を透過させて円偏波光もしくは
円偏光に近い偏光状態を持つ青色の楕円偏波光を前記ダ
イクロイックミラーに導き、 前記ダイクロイックプリズムで3原色光を合成して前記
投射レンズを経由してスクリーンに導き、フルカラーも
しくはマルチカラー画像を表示する、 ことを特徴とする投写型ディスプレイ。
2. The projection display according to claim 1, wherein the red spatial light modulating element is driven by a red light image electric signal, and the green spatial light modulating element is: Driving with the green light image electric signal, the blue light reflective spatial light modulator is driven with the blue light image electric signal, and again modulates the red light modulated by the red light reflective spatial light modulator. The linearly polarized light having only the red S component or the P component is guided to the red light polarizing beam splitter, and guided to the red light quarter-wave plate. The modulated green light is guided again to the green light polarizing beam splitter, and linearly polarized light having only green S component or P component is selected and guided to the green light quarter-wave plate. Modulated by reflective spatial light modulator The blue light is guided again to the blue light polarizing beam splitter, and linearly polarized light having only the blue S component or P component is selected and guided to the blue light quarter-wave plate. A circularly polarized light or a red elliptically polarized light having a polarization state close to circularly polarized light is transmitted to the dichroic mirror by passing through the four-wavelength plate, and is transmitted to the green quarter-wave plate to be circularly polarized light or circularly polarized light. Guides green elliptically polarized light having a near polarization state to the dichroic mirror, transmits the 1 / wavelength plate for blue light, and converts circularly polarized light or blue elliptically polarized light having a polarization state close to circular polarization to the dichroic mirror Combining the three primary color lights with the dichroic prism, guiding the synthesized light to the screen via the projection lens, and displaying a full-color or multi-color image. Projection-type display that you want as the butterflies.
【請求項3】 請求項1または2に記載の投写型ディス
プレイにおいて、 前記各反射型空間光変調素子は、 透明電極を積層した透明基板と、 印加電圧が小さいかゼロで液晶分子が動かないオフ状態
のとき液晶分子の長軸と平行な方向が前記透明基板の表
面に対して垂直に配列する、もしくは垂直から数度以内
のずれになるよう配列する負の誘電率異方性を持つネマ
チック液晶を備えた光変調層と、 この光変調層に接する2次元アレー状電極と、 この2次元アレー状電極に電圧を加え、前記ネマチック
液晶の配列を1画素ごとに制御するマトリックス状に配
列した電子回路を持つ基板と、 を少なくとも有することを特徴とする投写型ディスプレ
イ。
3. The projection display according to claim 1, wherein each of the reflective spatial light modulators comprises: a transparent substrate on which a transparent electrode is laminated; and a liquid crystal molecule which does not move when an applied voltage is small or zero. A nematic liquid crystal having a negative dielectric anisotropy in which the direction parallel to the major axis of the liquid crystal molecules is aligned perpendicular to the surface of the transparent substrate in the state or is shifted within several degrees from the vertical. A two-dimensional array electrode in contact with the light modulation layer; and electrodes arranged in a matrix for controlling the arrangement of the nematic liquid crystal for each pixel by applying a voltage to the two-dimensional array electrode. A projection type display comprising at least: a substrate having a circuit;
【請求項4】 請求項1または2に記載の投写型ディス
プレイにおいて、 前記各反射型空間光変調素子は、 透明電極を積層した透明基板と、 印加電圧が小さいかゼロのオフ状態のとき前記透明基板
の表面と平行に配列し、かつ前記透明基板に最も近いネ
マチック液晶分子の長軸に平行な方向と透明基板に最も
離れたネマチック液晶分子の長軸に平行な方向が、45
度の角度をなすように配列した正の誘電率異方性を持つ
45度捻れネマチック液晶を備えた光変調層と、 この光変調層に接する2次元アレー状電極と、 この2次元アレー状電極に電圧を加え、前記45度捻れ
ネマチック液晶の配列を1画素ごとに制御するマトリッ
クス状に配列した電子回路を持つ基板と、 を少なくとも有することを特徴とする投写型ディスプレ
イ。
4. The projection display according to claim 1, wherein each of the reflective spatial light modulators includes: a transparent substrate on which a transparent electrode is stacked; and a transparent substrate when an applied voltage is in a small or zero off state. The direction parallel to the long axis of the nematic liquid crystal molecules closest to the transparent substrate and the direction parallel to the long axis of the nematic liquid crystal molecules farthest to the transparent substrate are 45 °.
A light modulating layer provided with a 45 degree twisted nematic liquid crystal having a positive dielectric anisotropy arranged at an angle of degree, a two-dimensional array electrode in contact with the light modulating layer, and the two-dimensional array electrode A substrate having electronic circuits arranged in a matrix for controlling the arrangement of the 45-degree twisted nematic liquid crystal on a pixel-by-pixel basis.
【請求項5】 請求項1または2に記載の投写型ディス
プレイにおいて、 前記赤色光用、緑色光用および青色光用1/4波長板が
1軸性単結晶もしくは1軸性有機化合物である、 ことを特徴とする投写型ディスプレイ。
5. The projection display according to claim 1, wherein the red, green and blue quarter-wave plates are a uniaxial single crystal or a uniaxial organic compound. A projection display characterized by the above-mentioned.
【請求項6】 請求項1、2または5に記載の投写型デ
ィスプレイにおいて、 前記赤色光用1/4波長板を前記赤色光用偏光ビームス
プリッタあるいはダイクロイックプリズムに密着させ、
かつ前記緑色光用1/4波長板を前記緑色光用偏光ビー
ムスプリッタあるいはダイクロイックプリズムに密着さ
せ、かつ前記青色光用1/4波長板を前記青色光用偏光
ビームスプリッタあるいはダイクロイックプリズムに密
着させた、 ことを特徴とする投写型ディスプレイ。
6. The projection display according to claim 1, wherein the 光 wavelength plate for red light is brought into close contact with the polarizing beam splitter or dichroic prism for red light,
The た wavelength plate for green light was adhered to the polarizing beam splitter or dichroic prism for green light, and the 波長 wavelength plate for blue light was adhered to the polarizing beam splitter or dichroic prism for blue light. A projection display characterized by the following.
JP10079775A 1998-03-26 1998-03-26 Projection display Pending JPH11282379A (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011092595A (en) * 2009-10-30 2011-05-12 Canon Inc Optical imaging device and method for imaging optical image

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JP2011092595A (en) * 2009-10-30 2011-05-12 Canon Inc Optical imaging device and method for imaging optical image

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