JPH11316356A - Projection type display device - Google Patents

Projection type display device

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Publication number
JPH11316356A
JPH11316356A JP11000827A JP82799A JPH11316356A JP H11316356 A JPH11316356 A JP H11316356A JP 11000827 A JP11000827 A JP 11000827A JP 82799 A JP82799 A JP 82799A JP H11316356 A JPH11316356 A JP H11316356A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
optical system
color
prism
polarization
Prior art date
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Pending
Application number
JP11000827A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kiyoshi Numazaki
潔 沼崎
Yuji Mabe
雄二 間辺
Mikio Okamoto
幹夫 岡本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
Priority to JP11000827A priority Critical patent/JPH11316356A/en
Publication of JPH11316356A publication Critical patent/JPH11316356A/en
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  • Liquid Crystal (AREA)
  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
  • Projection Apparatus (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a projection type display device capable of projecting a projection image excellent in color-reproducibility. SOLUTION: Relating to this projection type display device, a polarized light beam splitter 3 is used in both a polarized light separating optical system and a analyzing optical system, in both a color separating optical system and a color synthesizing optical system a Phillips type prism 4 consisting of a 1st prism 4A, and 2nd prism 4B, and a 3rd prism 4c is used, and the light source light made incident on the 1st prism 4A of the Phillips type prism 4 is color- separated into light blue light, green light, and red light by a blue-light reflective dichroic film, and further, said green light and red light are color-separated by a green light reflective dichroic film.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶ライトバルブ
上に形成される画像をスクリーン上に投射する投射型表
示装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a projection type display device for projecting an image formed on a liquid crystal light valve onto a screen.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、反射型ライトバルブを使用し
たフルカラー投射型表示装置として、特開昭63−39
294号公報に記載された装置が知られている。図3
に、この従来の投射型表示装置の構成図を示し、本図を
参照して、この投射型表示装置について説明する。
2. Description of the Related Art Conventionally, a full-color projection type display device using a reflection type light valve has been disclosed in JP-A-63-3963.
An apparatus described in Japanese Patent Publication No. 294 is known. FIG.
FIG. 1 shows a configuration diagram of this conventional projection type display device, and the projection type display device will be described with reference to FIG.

【0003】すなわち、図3において、符号211は色
分解光学系であり、当該色分解光学系(フィリップス型
プリズム)211は本図に示すように配置された第1プ
リズム211A、第2プリズム211B及び第3プリズ
ム211Cを備えている。その第1プリズム211Aの
面211eには、青色光を反射し、それより長波長域の
光を透過させるダイクロイック膜が蒸着等の方法によっ
て形成されている。また、その第1プリズム211Aと
第2プリズム211Bとの間には空隙が形成されてい
る。さらに、第2プリズム211Bと第3プリズム21
1Cとの間の面211fには、赤色光を反射し緑色光を
透過させるダイクロイック膜が同様に形成されている。
That is, in FIG. 3, reference numeral 211 denotes a color separation optical system, and the color separation optical system (Philips prism) 211 includes a first prism 211A, a second prism 211B, and a second prism 211B arranged as shown in FIG. The third prism 211C is provided. On the surface 211e of the first prism 211A, a dichroic film that reflects blue light and transmits light in a longer wavelength range than that is formed by a method such as vapor deposition. A gap is formed between the first prism 211A and the second prism 211B. Further, the second prism 211B and the third prism 21
A dichroic film that reflects red light and transmits green light is similarly formed on the surface 211f between the first and second surfaces.

【0004】したがって、面211aから白色光が入射
すると、面211eにて青色光は反射され、この反射さ
れた青色光は進行して射出面211bに向かう。また、
面211eを透過した光のうちの緑色光は、面211f
を透過し、射出面211dに向かう。さらに、面211
fにて反射された赤色光は射出面211cに向かう。
Accordingly, when white light is incident on the surface 211a, blue light is reflected on the surface 211e, and the reflected blue light travels toward the emission surface 211b. Also,
The green light of the light transmitted through the surface 211e is the surface 211f
To the emission surface 211d. In addition, surface 211
The red light reflected at f goes to the emission surface 211c.

【0005】また、本図において、符号212、21
3、214は、透過型ライトバルブの裏面にそれぞれ誘
電体による反射層215、216、217がそれぞれ形
成された構成となっており、反射型ライトバルブとして
構成されている。
In the figure, reference numerals 212, 21
Reference numerals 3 and 214 each have a structure in which a reflective layer 215, 216, or 217 made of a dielectric is formed on the back surface of the transmission light valve, respectively, and is configured as a reflection light valve.

【0006】さらに、本図において、符号221は偏光
ビームスプリッタであり、色分解光学系211の設定光
軸O上に配置されている。符号222はコリメーション
レンズであり、このコリメーションレンズ222のほぼ
焦点位置にはハロゲンランブ等の白色光源223が配置
されている。
Further, in this figure, reference numeral 221 denotes a polarization beam splitter, which is arranged on the set optical axis O of the color separation optical system 211. Reference numeral 222 denotes a collimation lens, and a white light source 223 such as a halogen lamp is arranged at a substantially focal position of the collimation lens 222.

【0007】以上の構成を有している従来の投射型表示
装置では、白色光源223を発した光束はコリメーショ
ンレンズ222へ入射して平行光束となり、偏光ビーム
スプリッタ221の偏光分離部によって反射されたS偏
光が色分解光学系211に入射される。
In the conventional projection display apparatus having the above configuration, the light beam emitted from the white light source 223 enters the collimation lens 222 to become a parallel light beam, and is reflected by the polarization splitting unit of the polarization beam splitter 221. S-polarized light enters the color separation optical system 211.

【0008】この色分解光学系211に入射した直線偏
光光(S偏光光)は、各色光に色分解されて各色光用ラ
イトバルブ212,213,214にそれぞれ入射さ
れ、各色光の映像信号によって空間変調され、偏光方向
を90度変換させて反射され、光路を逆行して色分解光
学系211に入射し、当該光学系211は色合成光学系
として作用し、当該光学系211にて合成された合成光
は、前記面211aから射出し、前記ライトバルブ21
2,213,214にて変換された成分(P偏光成分)
が偏光ビームスプリッタ221に入射され、偏光分離部
によって検光されて、これを透過し、投射レンズ224
にてスクリーン225上に投射される。
The linearly polarized light (S-polarized light) incident on the color separation optical system 211 is color-separated into each color light, and is incident on each of the light valves 212, 213, 214 for each color light. The light is spatially modulated, is reflected by changing the polarization direction by 90 degrees, is incident on the color separation optical system 211 in the reverse direction of the optical path, and the optical system 211 acts as a color combining optical system and is combined by the optical system 211. The synthesized light exits from the surface 211a and is
Component converted at 2,213,214 (P-polarized component)
Is incident on the polarization beam splitter 221, is analyzed by the polarization splitting unit, passes therethrough, and passes through the projection lens 224.
Is projected on the screen 225.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の投射型表示装置においては投射像の色バラン
スが悪いという問題を有すると共に、投射像がひずむと
いう問題をも有していた。
However, such a conventional projection display apparatus has a problem that the color balance of the projected image is poor and a problem that the projected image is distorted.

【0010】本発明者らは、上記投射型表示装置を研究
し、前記問題点が投射型表示装置の基本構成に存在する
ことを見い出した。つまり、色分解ならびに色合成に使
用するダイクロイックミラーの構成ならびにその配置等
を変えることにより、これら問題点を解決できることを
見い出したのである。
The present inventors have studied the above-mentioned projection type display device and found that the above-mentioned problem exists in the basic structure of the projection type display device. In other words, it has been found that these problems can be solved by changing the configuration and arrangement of the dichroic mirror used for color separation and color synthesis.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め、請求項1に記載された発明は、光源と、前記光源を
射出した光源光を互いに異なる振動方向を有する直線偏
光に分離する偏光分離光学系と、前記偏光分離光学系に
て分離された一方の偏光をB光、G光ならびにR光に色
分解させる色分解光学系と、前記色分解光学系にて分解
された各色光を各色信号に基づいて変調させて射出する
各色光毎に配置された反射型ライトバルブと、前記各色
光ライトバルブを射出した光を色合成して射出する色合
成光学系と、前記色合成光学系による合成光から変調光
を取り出す検光光学系と、前記検光光学系による検光光
を投射する投射光学系と、を有する投射型表示装置にお
いて、前記偏光分離光学系と検光光学系は兼用の偏光ビ
ームスプリッタであり、前記色分解光学系と前記色合成
光学系は兼用の第1プリズム、第2プリズムならびに第
3プリズムから構成されるフィリップス型プリズムであ
り、当該フィリップス型プリズムの第1プリズムに入射
する光源光は、B光反射ダイクロイック膜によってB光
と、G光ならびにR光混合光とに色分解され、さらに、
前記G光とR光はG光反射ダイクロイック膜によって色
分解される投射型表示装置としたことを特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the invention described in claim 1 provides a light source and a polarization separator for separating the light source light emitted from the light source into linearly polarized light having different vibration directions. An optical system, a color separation optical system that separates one polarized light separated by the polarization separation optical system into B light, G light, and R light, and converts each color light separated by the color separation optical system into each color. A reflection type light valve arranged for each color light that is modulated and emitted based on a signal; a color synthesis optical system that performs color synthesis of light emitted from each color light valve and emits the light; and a color synthesis optical system. In a projection display apparatus having an analysis optical system that extracts modulated light from the combined light, and a projection optical system that projects the analysis light by the analysis optical system, the polarization separation optical system and the analysis optical system are shared. Polarization beam splitter In addition, the color separation optical system and the color synthesis optical system are a Phillips prism composed of a first prism, a second prism, and a third prism that are shared, and the light source light incident on the first prism of the Phillips prism. Is color-separated into B light, G light and R light mixed light by the B light reflecting dichroic film.
The G light and the R light are color-separated by a G light reflecting dichroic film to form a projection display device.

【0012】請求項2に記載された発明は、光源と、前
記光源を射出した光源光を互いに異なる振動方向を有す
る直線偏光に分離する偏光分離光学系と、前記偏光分離
光学系にて分離された一方の偏光をB光、G光ならびに
R光に色分解させる色分解光学系と、前記色分解光学系
にて分解された各色光を各色信号に基づいて変調させて
射出する各色光毎に配置された反射型ライトバルブと、
前記各色光ライトバルブを射出した光を色合成して射出
する色合成光学系と、前記色合成光学系による合成光か
ら変調光を取り出す検光光学系と、前記検光光学系によ
る検光光を投射する投射光学系と、を有する投射型表示
装置において、前記偏光分離光学系と検光光学系は兼用
の偏光ビームスプリッタであり、前記色分解光学系と前
記色合成光学系は兼用の第1プリズム、第2プリズムな
らびに第3プリズムから構成されるフィリップス型プリ
ズムであり、当該フィリップス型プリズムの第1プリズ
ムに入射する光源光は、B光反射ダイクロイック膜によ
ってB光と、G光ならびにR光混合光とに色分解され、
さらに、前記G光、R光混合光はG光反射ダイクロイッ
ク膜によってR光とG光とに色分解され、前記光源光で
あって前記偏光ビームスプリッタに入射して偏光分離さ
れた当該偏光ビームスプリッタを透過した偏光を前記色
分解光学系に入射させ、各色用ライトパルプを射出した
光であって前記合成光学系による合成光のうちの変調光
は前記偏光ビームスプリッタの偏光分離部を反射した光
によって得るように設定した投射型表示装置としたこと
を特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a light source, a polarization separation optical system that separates the light source light emitted from the light source into linearly polarized light having different vibration directions, and the polarization separation optical system. A color separation optical system that separates one polarized light into B light, G light, and R light; and each color light that is modulated by the color separation optical system based on each color signal and emitted. A reflective light valve arranged,
A color combining optical system that combines and emits light emitted from each of the color light valves, a light analyzing optical system that extracts modulated light from the combined light by the color combining optical system, and a light that is analyzed by the light analyzing optical system. And a projection optical system having a projection optical system, the polarization separation optical system and the analysis optical system are dual-purpose polarization beam splitters, and the color separation optical system and the color synthesis optical system are dual-purpose. A Philips prism composed of one prism, a second prism and a third prism, and the light source light incident on the first prism of the Philips prism is B light, G light and R light by the B light reflecting dichroic film. Color separation into mixed light,
Further, the G light and the R light mixed light are color-separated into R light and G light by a G light reflecting dichroic film, and the light beam is the light source light and is incident on the polarizing beam splitter and is polarized and separated. The polarized light that has passed through the color separation optical system is emitted from the light pulp for each color, and the modulated light of the combined light by the combining optical system is the light reflected by the polarization separation unit of the polarization beam splitter. And a projection type display device set so as to obtain the same.

【0013】請求項3に記載された発明は、請求項2に
記載の構成に加え、前記偏光ビームスプリッタに入射し
た合成光のうちの変調光は、当該偏光ビームスプリッタ
の偏光分離部において接着剤層を経由しないで反射させ
得るように設定したことを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in addition to the configuration of the second aspect, the modulated light of the combined light incident on the polarization beam splitter is bonded to the adhesive at the polarization separation section of the polarization beam splitter. It is characterized in that it is set so that it can be reflected without passing through a layer.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】図1に示す構成図は、本発明に係
る投射型表示装置を示している。
FIG. 1 is a block diagram showing a projection type display apparatus according to the present invention.

【0015】すなわち、楕円鏡からなる凹面鏡とランプ
とから構成される光源1から光源光が射出され、この光
源光はレンズ11ならびに12から構成される整形光学
系によって略平行光束に変換され、さらに両レンズ1
1,12間に配置された折曲げミラー2によって光軸の
方向を直角に変える構成となっている。
That is, light from a light source 1 composed of a concave mirror composed of an elliptical mirror and a lamp is emitted, and this light is converted into a substantially parallel light beam by a shaping optical system composed of lenses 11 and 12. Both lenses 1
The direction of the optical axis is changed to a right angle by the bending mirror 2 arranged between the first and second mirrors 12.

【0016】そして、前記整形光学系による略平行光束
は、「偏光分離光学系及び検光光学系」としての偏光ビ
ームスプリッタ3に入射され、そのまま透過して進行す
るP偏光と当該偏光ビームスプリッタ3の偏光分離部3
eによって反射されて廃棄されるS偏光とに偏光分離さ
れる。
The substantially parallel light beam from the shaping optical system is incident on a polarization beam splitter 3 as a "polarization separation optical system and an analysis optical system", and is transmitted through the polarization beam splitter 3 as it is. Polarization separation unit 3
e is polarized and separated into S-polarized light that is reflected and discarded.

【0017】この偏光ビームスプリッタ3を透過したP
偏光は、「色分解光学系及び合成光学系」としてのフィ
リップス型プリズム4を構成するプリズム群に入射され
る。
The P transmitted through the polarizing beam splitter 3
The polarized light is incident on a prism group constituting the Philips prism 4 as a “color separation optical system and a synthesis optical system”.

【0018】ここでは、第1プリズム4Aに入射面4a
から入射した光は、そのまま進行して、面4cに設けら
れたB光反射ダイクロイック膜によって反射されるB光
(青色光)と、当該膜を透過して第1プリズム4Aの面
4cから射出するG光(緑色光),R光(赤色光)の混
合光とに色分解される。
Here, the first prism 4A is provided with an incident surface 4a.
Incident on the first prism 4A travels as it is, passes through the B light (blue light) reflected by the B light reflecting dichroic film provided on the surface 4c, and exits from the surface 4c of the first prism 4A. It is color-separated into mixed light of G light (green light) and R light (red light).

【0019】前記面4cに設けられたB光反射ダイクロ
イック膜によって反射されたB光は、進行して第1プリ
ズム4Aの面4aにて全反射作用を受けて進行し、射出
面4bから射出し、当該射出面4b近傍に配置したB光
用の反射型ライトバルブ5Bに入射される。
The B light reflected by the B light reflecting dichroic film provided on the surface 4c travels, undergoes total reflection at the surface 4a of the first prism 4A, travels, and emerges from the exit surface 4b. Then, the light enters the reflective light valve 5B for B light disposed near the emission surface 4b.

【0020】前記第1プリズム4Aの面4cから射出さ
れたG,R混合光は、当該第1プリズム4Aの面4aと
空隙を介して、面4dを有する第2プリズム4Bに入射
されて、そのまま進行する。この第2プリズム4Bと第
3プリズム4Cとの間の面4eにはG光反射ダイクロイ
ック膜が設けられ、当該膜によって反射されるG光と透
過して進行するR光とに色分解される。
The G, R mixed light emitted from the surface 4c of the first prism 4A is incident on the second prism 4B having the surface 4d through the gap between the surface 4a of the first prism 4A and the air. proceed. A G light reflecting dichroic film is provided on the surface 4e between the second prism 4B and the third prism 4C, and is color-separated into G light reflected by the film and R light transmitted and traveling.

【0021】このダイクロイック膜4eにて反射された
G光は、第2プリズム4Bを進行し、前記空隙を構成し
ている面4dにて全反射されて進行し、射出面4fから
射出され、当該射出面4f近傍に配置されたG光用反射
型ライトバルブ5Gに入射される。
The G light reflected by the dichroic film 4e travels through the second prism 4B, is totally reflected by the surface 4d constituting the gap, travels, and emerges from the exit surface 4f. The light enters the reflection light valve 5G for G light disposed near the emission surface 4f.

【0022】また、前記のように第2プリズム4Bと第
3プリズム4Cの間の面4eに設けたG光反射ダイクロ
イック膜を透過したR光は、第3プリズム4Cに入射さ
れて進行し、射出面4gから射出される。そして、当該
射出面4g近傍に配置されたR光用反射型ライトバルブ
5Rに当該射出R光が入射される。
Further, as described above, the R light transmitted through the G light reflecting dichroic film provided on the surface 4e between the second prism 4B and the third prism 4C enters the third prism 4C, travels, and exits. It is emitted from the surface 4g. Then, the emitted R light is incident on the R light reflective light valve 5R disposed near the emission surface 4g.

【0023】ここで、反射型ライトバルブ5B、5G、
5Rについて説明する。
Here, the reflection type light valves 5B, 5G,
5R will be described.

【0024】反射型ライトバルブとしては、光書き込み
式反射型ライトバルブと電気書き込み式反射型ライトバ
ルブが知られているが、本実施の形態においては電気書
き込み式を使用した。当該ライトバルブは、所有する各
画素ごとに各画素入射面側に配置された液晶層の液晶分
子の配列を、液晶層間に電圧を当該画素毎に配置したT
FT等のスイッチング素子を各色信号に応じてスイッチ
ングすることにより選択印加させることにより変化さ
せ、変調素子として使用するものである。
As the reflection type light valve, an optical writing type reflection type light valve and an electric writing type reflection type light valve are known. In this embodiment, an electric writing type is used. The light valve is arranged such that the arrangement of liquid crystal molecules of the liquid crystal layer arranged on the incident surface side of each pixel for each of the pixels owned by the light valve and the voltage applied between the liquid crystal layers for each pixel
A switching element such as an FT is switched in accordance with each color signal to be selectively applied and changed to be used as a modulation element.

【0025】このことより、選択した画素に入射した入
射光は、液晶変調層を経由して反射層によって反射さ
れ、再度変調層を経由して射出されることにより入射し
た偏光(P偏光)と振動方向の方向が90度異なる偏光
(S偏光)に変換して射出する。
From the above, the incident light that has entered the selected pixel is reflected by the reflective layer via the liquid crystal modulation layer, and is again emitted through the modulation layer, and becomes the polarized light (P-polarized light) incident. The light is converted into polarized light (S-polarized light) having a vibration direction different by 90 degrees and emitted.

【0026】一方、スイッチング選択されない画素部分
に入射した液晶層部に入射した偏光は、液晶分子の捻れ
構造に従って旋光し、反射層に反射されて前記液晶分子
を逆行して進行し、入射光と同じ偏光にて反射射出され
ることとなる。
On the other hand, the polarized light that has entered the liquid crystal layer portion that has entered the pixel portion where switching has not been selected rotates in accordance with the twisted structure of the liquid crystal molecules, is reflected by the reflective layer, travels backward through the liquid crystal molecules, and travels with the incident light. The light is reflected and emitted with the same polarization.

【0027】そして、かかる反射型ライトバルブによる
機能によって、変調された画素部分に対応する箇所の射
出光として入射偏光(P偏光)と異なるS偏光としての
変調光を含む光を反射した各色光ライトバルブからの反
射光は、前述の説明とそれぞれ逆方向に進行することに
より、各色合成光としてプリズム群4を射出することと
なる。すなわち、プリズム群4は、色分解光学系として
機能すると同時に色合成光学系として機能するのであ
る。
By the function of the reflection type light valve, each color light which reflects the modulated light as the S-polarized light different from the incident polarized light (P-polarized light) as the emitted light at the portion corresponding to the modulated pixel portion. The reflected light from the bulb travels in the opposite direction to that described above, and exits the prism group 4 as the combined light of each color. That is, the prism group 4 functions not only as a color separation optical system but also as a color synthesis optical system.

【0028】かかる射出合成光は、再度、偏光ビームス
プリッタ3に入射され、当該偏光ビームスプリッタ3の
偏光分離部3eによって反射される変調光(S偏光)と
透過して廃棄される非変調光とに分離され、検光作用を
受けることとなる。
The emitted combined light enters the polarization beam splitter 3 again, and is modulated light (S-polarized light) reflected by the polarization splitter 3e of the polarization beam splitter 3 and unmodulated light transmitted and discarded. And undergoes an analysis.

【0029】そして、検光されて反射されたS偏光は、
投射レンズ13に入射してスクリーン6上にフルカラー
投射像を投射することとなる。
The S-polarized light that has been analyzed and reflected is
The light enters the projection lens 13 and projects a full-color projection image on the screen 6.

【0030】次に、本発明の実施の形態に係る投射型表
示装置に採用したダイクロイック膜について、従来の投
射型表示装置のそれと比較して検討する。
Next, the dichroic film employed in the projection type display device according to the embodiment of the present invention will be examined in comparison with that of the conventional projection type display device.

【0031】本発明に係る投射型表示装置において、面
4cに設けたB光反射ダイクロイック膜と従来例におけ
るB光反射ダイクロイック膜は同じであって比較する必
要はない。
In the projection type display device according to the present invention, the B light reflecting dichroic film provided on the surface 4c is the same as the B light reflecting dichroic film in the conventional example, and it is not necessary to compare.

【0032】本発明に係る投射型表示装置において面4
eに設けられたG光反射ダイクロイック膜の特性は、こ
のダイクロイック膜に入射される光がすでにB光波長領
域の光を有していないことから、R光波長域を透過、B
光ならびにG光波長領域を反射させる特性を有する特性
のダイクロイック膜を使用すればよい。
In the projection type display device according to the present invention, the surface 4
The characteristic of the G-light reflecting dichroic film provided in e is that the light incident on this dichroic film does not already have light in the B light wavelength region,
A dichroic film having a characteristic of reflecting the light and the G light wavelength region may be used.

【0033】従来例における面211fに配置するR光
反射ダイクロイック膜は、当該膜に入射する光は、前記
と同様にB光波長領域の光を含まない光であるために、
B光ならびにG光波長領域の光を透過させ、R光波長領
域の光を反射させる特性を有したダイクロイック膜の構
成とする必要があった。
In the R light reflecting dichroic film disposed on the surface 211f in the conventional example, the light incident on the film does not include the light in the B light wavelength region as described above.
It is necessary to form a dichroic film having a property of transmitting light in the B light and G light wavelength regions and reflecting light in the R light wavelength region.

【0034】そして、図2には、本発明の実施の形態に
係るG光反射ダイクロイック膜の特性を、図4には、従
来例に係るR光反射ダイクロイック膜の特性を示す。
FIG. 2 shows the characteristics of the G light reflecting dichroic film according to the embodiment of the present invention, and FIG. 4 shows the characteristics of the R light reflecting dichroic film according to the conventional example.

【0035】なお、本発明の実施の形態に係るダイクロ
イック膜の膜構成は、 ガラス部材/(H/2・L・H/2)n の構成を有しており、HとLは、それぞれ高屈折率膜
(TiO2:屈折率n=2.20)と低屈折率膜(Si
O2:屈折率n=1.47)のλ/4膜を示している。
Incidentally, the film configuration of the dichroic film according to the embodiment of the present invention has a configuration of glass member / (H / 2 · L · H / 2) n, where H and L are high, respectively. A refractive index film (TiO2: refractive index n = 2.20) and a low refractive index film (Si
O2: a λ / 4 film having a refractive index of n = 1.47).

【0036】本実施の形態では、nとして10の値を、
ガラスとして屈折率1.57のBAC4ガラスを使用し
たときの特性とした。このときの高屈折率膜の総厚は5
75nm、低屈折率膜の総厚は874nm、合計総厚は
1449nmとなる。
In the present embodiment, a value of 10 is set as n,
The characteristics were obtained when BAC4 glass having a refractive index of 1.57 was used as the glass. At this time, the total thickness of the high refractive index film is 5
75 nm, the total thickness of the low refractive index film is 874 nm, and the total total thickness is 1449 nm.

【0037】従来例のダイクロイック膜も上記構成の膜
であって、nとして10を採用し、同ガラス基板を採用
した時の特性を示している。このダイクロイック膜の高
屈折率の膜厚は771nm、低屈折率の膜厚は1171
nm、合計膜厚は1942nmとなる。
The dichroic film of the prior art is also a film having the above-mentioned structure, and shows the characteristics when the glass substrate is adopted by adopting 10 as n. The high refractive index film thickness of this dichroic film is 771 nm, and the low refractive index film thickness is 1171.
nm, and the total film thickness is 1942 nm.

【0038】この両特性から理解できるように、従来例
に係るR光反射ダイクロイック膜においては、図4に示
すように、G光波長領域において透過特性の劣化を示す
リップルが存在する。このリップルは、一部が反射され
ることを意味し、その反射されたG光部分がR光と混合
されてR光用ライトバルブ213ヘ入射されてしまう。
これにより、投射像の色バランスが劣化してしまう。
As can be understood from these two characteristics, in the R light reflecting dichroic film according to the conventional example, as shown in FIG. 4, there is a ripple indicating deterioration of the transmission characteristic in the G light wavelength region. This ripple means that a part is reflected, and the reflected G light part is mixed with the R light and is incident on the R light light valve 213.
As a result, the color balance of the projected image deteriorates.

【0039】一方、本発明の実施の形態に係るG光反射
ダイクロイック膜においては、図2に示すように、R光
波長領域における透過特性のリップルは大きく存在せ
ず、G光用ライトバルブ5GにR光が混合されることも
なく、良好な色バランスの投射像を投射させることが可
能となる。
On the other hand, in the G light reflecting dichroic film according to the embodiment of the present invention, as shown in FIG. 2, there is no large ripple in transmission characteristics in the R light wavelength region, and the G light light valve 5G It is possible to project a projection image with good color balance without mixing the R light.

【0040】なお、上記従来例のダイクロイック膜にお
いて、G光波長領域に存在するリップルを除去すること
は可能であるが、そのためにはダイクロイック膜を構成
する高屈折率ならびに低屈折率膜の膜数を多くする必要
があり、コストアップにつながることになる。
In the above-described conventional dichroic film, it is possible to remove a ripple existing in the wavelength region of G light. To this end, the number of high refractive index and low refractive index films constituting the dichroic film is required. Must be increased, which leads to an increase in cost.

【0041】さらに、本実施の形態に係る投射型表示装
置においては、光源光を偏光分離ならびに検光光学系を
兼ねて使用される偏光ビームスプリッタ3において、光
源光を当該偏光ビームスプリッタ3に入射させて、透過
するP偏光を各色用ライトバルブ5B,5G,5Rに照
明光として入射させ、S偏光は廃棄する構成を採用し
た。
Further, in the projection type display device according to the present embodiment, in the polarization beam splitter 3 used also as a polarization separating and analyzing optical system for the light source light, the light source light is incident on the polarizing beam splitter 3. Then, the transmitted P-polarized light is made incident on the light valves 5B, 5G, and 5R for each color as illumination light, and the S-polarized light is discarded.

【0042】本実施に形態に係る投射型表示装置の場
合、各色光用ライトバルブ5B,5G,5Rからの変調
光はS偏光として射出されることとなる構成から、偏光
ビームスプリッタ3の偏光分離部3eにて反射されるS
偏光が投射光として投射レンズ13系に導かれることと
なる。
In the case of the projection type display apparatus according to the present embodiment, the modulated light from the light valves 5B, 5G, 5R for each color light is emitted as S-polarized light. S reflected by the part 3e
The polarized light is guided to the projection lens system 13 as projection light.

【0043】当該偏光ビームスプリッタ3は、色合成光
の入射面側から直角三角柱形状のガラスプリズム3a、
当該プリズム3aの斜面に直接形成された誘電体多層膜
から構成された偏光分離膜、接着剤層、前記と同形状の
ガラスプリズム3bとから構成されている。前記偏光分
離部3eは、偏光分離膜及び接着剤層にて形成されてい
る。
The polarizing beam splitter 3 has a right-angled triangular prism-shaped glass prism 3a,
The prism 3a is composed of a polarization splitting film, an adhesive layer, and a glass prism 3b having the same shape as described above, which are formed of a dielectric multilayer film formed directly on the slope of the prism 3a. The polarization separation section 3e is formed of a polarization separation film and an adhesive layer.

【0044】従って、本実施の形態においては、前記合
成光は一方のガラスプリズム3aに入射、進行し、偏光
分離膜によって反射、検光される構成となっているため
に、接着剤層を経由する構成となっていない。このため
に、この接着剤層の膜厚ムラの影響を全く受けることな
く、投射レンズ13に検光光を導き入れることができ
る。
Therefore, in the present embodiment, the combined light enters the one glass prism 3a, travels, and is reflected and analyzed by the polarization separation film, so that it passes through the adhesive layer. Is not configured. Therefore, the analysis light can be introduced into the projection lens 13 without being affected by the thickness unevenness of the adhesive layer at all.

【0045】従来例においては、各色ライトバルブ21
2,213,214を射出した光のうちの変調光は、偏
光ビームスプリッタ221を透過させて検光させる構成
となっているために、偏光ビームスプリッタ221の偏
光分離部を構成する接着剤層を直接経由するために、そ
の接着剤層の膜厚ムラならびに屈折率ムラによって投射
像のひずみを形成する問題を有していたが、本課題も本
実施の形態にかかる投射型表示装置の構成とすることに
より解決する事ができる。
In the conventional example, each color light valve 21
2, 213, 214, the modulated light is transmitted through the polarization beam splitter 221 and is analyzed, so that the adhesive layer forming the polarization splitting portion of the polarization beam splitter 221 is removed. Because of the direct passage, there was a problem that distortion of the projected image was formed due to unevenness in the thickness of the adhesive layer and unevenness in the refractive index, but this problem was also solved by the configuration of the projection display device according to the present embodiment. Can solve the problem.

【0046】また、偏光ビームスプリッタは、2つのプ
リズムで構成されており、同一ロットでもわずかながら
2つのプリズム間には屈折率差がある。従来のS偏光を
偏光ビームスプリッタへの入射光として用いる投射型表
示装置の構成では、色分解光学系を射出した光がP偏光
であり、投射像が2つのプリズムを透過する。この構成
であると、上記のようにプリズム間の屈折率差がある場
合には、コマ収差や非点収差が発生し、結像性能が低下
するという問題が生じる。
The polarizing beam splitter is composed of two prisms. Even in the same lot, there is a slight difference in the refractive index between the two prisms. In a conventional configuration of a projection display apparatus using S-polarized light as incident light on a polarization beam splitter, light emitted from a color separation optical system is P-polarized light, and a projected image passes through two prisms. With this configuration, if there is a difference in the refractive index between the prisms as described above, coma and astigmatism are generated, and there is a problem that the imaging performance is reduced.

【0047】しかしながら、本発明の構成のように、P
偏光を偏光ビームスプリッタへの入射光として用いる場
合には、色分解光学系を射出する光がS偏光であり、投
射像が1つのプリズムしか透過しない。そのため投射像
には、屈折率差の影響が出ず、結像性能が低下しないと
いう効果がある。
However, as in the configuration of the present invention, P
When polarized light is used as light incident on a polarizing beam splitter, the light exiting the color separation optical system is S-polarized light, and the projected image transmits only one prism. Therefore, there is an effect that the projected image is not affected by the difference in the refractive index and the imaging performance is not reduced.

【0048】[0048]

【発明の効果】以上説明してきたように、各請求項に記
載された発明の投射型表示装置によれば、色再現性に良
好な投射像を投射できる投射型表示装置を提供できる効
果を奏することができる。
As described above, according to the projection type display device of the invention described in each claim, there is an effect that a projection type display device capable of projecting a projected image with good color reproducibility can be provided. be able to.

【0049】また、請求項3に記載された発明によれ
ば、上記の効果の他に、ひずみの無い投射像を投射でき
るという、効果を奏する。
According to the third aspect of the present invention, in addition to the above-described effects, there is an effect that a projection image without distortion can be projected.

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

【図1】本発明の実施の形態に係る投射型表示装置の構
成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of a projection display device according to an embodiment of the present invention.

【図2】同実施の形態に係る投射型表示装置に使用する
ダイクロイック膜の透過特性図である。
FIG. 2 is a transmission characteristic diagram of a dichroic film used in the projection display according to the embodiment.

【図3】従来の投射型表示装置の構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram of a conventional projection display device.

【図4】従来の投射型表示装置に使用するダイクロイッ
ク膜の透過特性図である。
FIG. 4 is a transmission characteristic diagram of a dichroic film used in a conventional projection display device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 光源 2 折曲げミラー 3 偏光ビームスプリッタ(偏光分離光学系,検光光学
系) 3e 偏光分離部 4 フィリップス型プリズム(色分解光学系,合成光学
系) 4A,4B,4C フィリップス型プリズムを構成する
プリズム 5B,5G,5R 反射型ライトバルブ 11,12 整形レンズ 13 投射レンズ(投射光学系)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light source 2 Folding mirror 3 Polarization beam splitter (polarization separation optical system, analysis optical system) 3e Polarization separation part 4 Phillips prism (color separation optical system, synthesis optical system) 4A, 4B, 4C Construct a Phillips prism Prism 5B, 5G, 5R Reflective light valve 11, 12 Shaping lens 13 Projection lens (projection optical system)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI G03B 33/12 G03B 33/12 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI G03B 33/12 G03B 33/12

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光源と、 前記光源を射出した光源光を互いに異なる振動方向を有
する直線偏光に分離する偏光分離光学系と、 前記偏光分離光学系にて分離された一方の偏光をB光、
G光ならびにR光に色分解させる色分解光学系と、 前記色分解光学系にて分解された各色光を各色信号に基
づいて変調させて射出する各色光毎に配置された反射型
ライトバルブと、 前記各色光ライトバルブを射出した光を色合成して射出
する色合成光学系と、 前記色合成光学系による合成光から変調光を取り出す検
光光学系と、 前記検光光学系による検光光を投射する投射光学系と、
を有する投射型表示装置において、 前記偏光分離光学系と検光光学系は兼用の偏光ビームス
プリッタであり、 前記色分解光学系と前記色合成光学系は兼用の第1プリ
ズム、第2プリズムならびに第3プリズムから構成され
るフィリップス型プリズムであり、 当該フィリップス型プリズムの第1プリズムに入射する
光源光は、B光反射ダイクロイック膜によってB光と、
G光ならびにR光混合光とに色分解され、 さらに、前記G光とR光はG光反射ダイクロイック膜に
よって色分解されることを特徴とする投射型表示装置。
1. A light source, a polarization separation optical system that separates light source light emitted from the light source into linearly polarized light having different vibration directions, and one of the polarized lights separated by the polarization separation optical system is B light;
A color separation optical system for color separation into G light and R light, and a reflection type light valve arranged for each color light to be emitted by modulating each color light separated by the color separation optical system based on each color signal and emitting the light. A color combining optical system that combines and emits light emitted from each of the color light valves, a light analyzing optical system that extracts modulated light from the combined light by the color combining optical system, and a light analyzing by the light analyzing optical system A projection optical system for projecting light,
In the projection type display device, the polarization separation optical system and the analysis optical system are dual-purpose polarization beam splitters, and the color separation optical system and the color synthesis optical system are also a first prism, a second prism, and a second prism. A Philips prism composed of three prisms, wherein light source light incident on the first prism of the Philips prism is B light reflected by a B light reflecting dichroic film;
A projection display device, wherein the G light and the R light are color-separated into mixed light, and the G light and the R light are color-separated by a G light reflecting dichroic film.
【請求項2】 光源と、 前記光源を射出した光源光を互いに異なる振動方向を有
する直線偏光に分離する偏光分離光学系と、 前記偏光分離光学系にて分離された一方の偏光をB光、
G光ならびにR光に色分解させる色分解光学系と、 前記色分解光学系にて分解された各色光を各色信号に基
づいて変調させて射出する各色光毎に配置された反射型
ライトバルブと、 前記各色光ライトバルブを射出した光を色合成して射出
する色合成光学系と、 前記色合成光学系による合成光から変調光を取り出す検
光光学系と、 前記検光光学系による検光光を投射する投射光学系と、
を有する投射型表示装置において、 前記偏光分離光学系と検光光学系は兼用の偏光ビームス
プリッタであり、 前記色分解光学系と前記色合成光学系は兼用の第1プリ
ズム、第2プリズムならびに第3プリズムから構成され
るフィリップス型プリズムであり、 当該フィリップス型プリズムの第1プリズムに入射する
光源光は、B光反射ダイクロイック膜によってB光と、
G光ならびにR光混合光とに色分解され、 さらに、前記G光、R光混合光はG光反射ダイクロイッ
ク膜によってR光とG光とに色分解され、 前記光源光であって前記偏光ビームスプリッタに入射し
て偏光分離された当該偏光ビームスプリッタを透過した
偏光を前記色分解光学系に入射させ、各色用ライトパル
プを射出した光であって前記合成光学系による合成光の
うちの変調光は前記偏光ビームスプリッタの偏光分離部
を反射した光によって得るように設定したことを特徴と
する投射型表示装置。
2. A light source, a polarization separation optical system that separates the light source light emitted from the light source into linearly polarized lights having different vibration directions, and one of the polarized lights separated by the polarization separation optical system is B light;
A color separation optical system for color separation into G light and R light, and a reflection type light valve arranged for each color light to be emitted by modulating each color light separated by the color separation optical system based on each color signal and emitting the light. A color combining optical system that combines and emits light emitted from each of the color light valves, a light analyzing optical system that extracts modulated light from the combined light by the color combining optical system, and a light analyzing by the light analyzing optical system A projection optical system for projecting light,
In the projection type display device, the polarization separation optical system and the analysis optical system are dual-purpose polarization beam splitters, and the color separation optical system and the color synthesis optical system are also a first prism, a second prism, and a second prism. A Philips prism composed of three prisms, wherein light source light incident on the first prism of the Philips prism is B light reflected by a B light reflecting dichroic film;
The G light and the R light mixed light are color-separated into G light and R light mixed light. Further, the G light and the R light mixed light are color-separated into R light and G light by a G light reflecting dichroic film. The polarized light transmitted through the polarization beam splitter, which is incident on the splitter and polarized and separated, is incident on the color separation optical system, and is the light emitted from the light pulp for each color, which is the modulated light of the combined light by the combining optical system. Is a projection type display device which is set so as to be obtained by reflected light from a polarization splitting section of the polarization beam splitter.
【請求項3】 前記偏光ビームスプリッタに入射した合
成光のうちの変調光は、当該偏光ビームスプリッタの偏
光分離部において接着剤層を経由しないで反射させ得る
ように設定したことを特徴とする請求項2記載の投射型
表示装置。
3. The polarization beam splitter according to claim 2, wherein the modulated light of the combined light incident on the polarization beam splitter is set to be reflected by the polarization beam splitter of the polarization beam splitter without passing through an adhesive layer. Item 3. The projection display device according to Item 2.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US10015455B2 (en) 2014-11-26 2018-07-03 Canon Kabushiki Kaisha Optical apparatus and image projection apparatus having multiple reflective light modulators and multiple dichroic surface that separate light into multiple color lights and combines them

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