JPH1184319A

JPH1184319A - Projection display device and optical system to be used for the display device

Info

Publication number: JPH1184319A
Application number: JP9256040A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Kusano; 正明草野; Tetsuo Hattori; 徹夫服部; Mikio Okamoto; 幹夫岡本
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1997-09-04
Filing date: 1997-09-04
Publication date: 1999-03-26

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To simultaneously achieve the securing of the picture quality of a projected image and the making of device constitution compact in size. SOLUTION: Mirrors 4B, 4G, 4R immersed in a liquid 8 having a prescribed a refractive index color-resolve a light source light beam into B, G, R light beams and also polarize and separate respective color light beams to respectively emit the S-polarized light beams of the respective color light beams in the different directions. A reflection type light valve 5 respectively modulates the S-polarized light beams of the respective color light beams. The modulated light beams of the respective light beams are made incident on the mirrors 4B, 4G, 4R again to be analyzed. The analyzed light beams are projected on a screen 7 with a projection lens 6.

Description

DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、１枚の液晶ライト
バルブを使用する、いわゆる単板式カラー投射型表示装
置に関するものであり、特に、当該１枚の液晶ライトバ
ルブに異なる方位からＲ光、Ｇ光及びＢ光のそれぞれの
光束が当該液晶ライトバルブに照射され、当該ライトバ
ルブを射出した各色光の変調光をフルカラー投射光とし
て投射する装置に関するものである。また、本発明は、
このような投射型表示装置に用いることができる光学系
に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a so-called single-panel type color projection type display device using one liquid crystal light valve. The present invention relates to a device that irradiates each light beam of G light and B light to the liquid crystal light valve and projects modulated light of each color light emitted from the light valve as full-color projection light. Also, the present invention
The present invention relates to an optical system that can be used for such a projection display device.

【０００２】[0002]

【従来の技術】Ｒ光、Ｇ光及びＢ光をそれぞれ異なる方
位から１枚の液晶ライトバルブに入射させ、当該ライト
バルブを射出した各色光の変調光を合成して投射する装
置として、特開平４−６０５３８号公報において提案さ
れた投射型表示装置が知られている。2. Description of the Related Art Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. HEI 9-204566 discloses a device in which R light, G light and B light are made to enter one liquid crystal light valve from different directions, and modulated light of each color light emitted from the light valve is synthesized and projected. A projection display device proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-60538 is known.

【０００３】この従来の投射型表示装置について、図１
０及び図１１を参照して説明する。図１０は、この従来
の投射型表示装置を示す概略構成図である。図１１は、
図１０に示す投射型表示装置のライトバルブを示す概略
断面図である。FIG. 1 shows a conventional projection display apparatus.
This will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a schematic configuration diagram showing this conventional projection display device. FIG.
It is a schematic sectional drawing which shows the light valve of the projection type display apparatus shown in FIG.

【０００４】この従来の投射型表示装置では、ランプ１
０１と当該ランプ１０１の背面に配置された球面鏡１０
２とから構成された光源から射出された光源光は、整形
レンズ１０３によって略平行な光束に整形される。この
平行光束は、光軸上に配置されたＲ光反射ダイクロイッ
クミラー１０４Ｒ、Ｇ光反射ダイクロイックミラー１０
４Ｇ及びＢ光反射ダイクロイックミラー１０４Ｂからな
る色分解光学系に、ダイクロイックミラー１０４Ｒに対
する入射角が４５度前後となるように入射される。ダイ
クロイックミラー１０４Ｒ，１０４Ｇ，１０４Ｂは、紙
面に垂直をなすとともに相互に数度の所定の角度をなす
ように空気中に配置されている。Ｒ光反射ダイクロイッ
クミラー１０４Ｒによって反射されたＲ光、Ｇ光反射ダ
イクロイックミラー１０４Ｇによって反射されたＧ光、
及びＢ光反射ダイクロイックミラー１０４Ｂにて反射さ
れたＢ光は、それぞれ異なる角度でもって、液晶表示パ
ネル１２０及びそれに付設されているマイクロレンズア
レイ１１０からなるライトバルブに入射される。なお、
ダイクロイックミラー１０４Ｒ，１０４Ｇ，１０４Ｂ
は、単にダイクロイック特性を有しているのみであり、
偏光分離特性は有していない。In this conventional projection type display device, a lamp 1
01 and the spherical mirror 10 arranged on the back of the lamp 101
The light source light emitted from the light source composed of the light source 2 and the light source 2 is shaped by the shaping lens 103 into a substantially parallel light flux. This parallel light beam is applied to an R light reflecting dichroic mirror 104R and a G light reflecting dichroic mirror 10 arranged on the optical axis.
The light enters the color separation optical system including the 4G and B light reflecting dichroic mirrors 104B so that the incident angle with respect to the dichroic mirror 104R is about 45 degrees. The dichroic mirrors 104R, 104G, 104B are arranged in the air so as to be perpendicular to the plane of the paper and at a predetermined angle of several degrees to each other. R light reflected by the R light reflecting dichroic mirror 104R, G light reflected by the G light reflecting dichroic mirror 104G,
And the B light reflected by the B light reflecting dichroic mirror 104B is incident on the light valve including the liquid crystal display panel 120 and the micro lens array 110 attached thereto at different angles. In addition,
Dichroic mirrors 104R, 104G, 104B
Has only dichroic properties,
It does not have polarization separation characteristics.

【０００５】図１１に示すように、液晶表示パネル１２
０は、２枚の透明ガラス基板１２４，１２５間に液晶１
２３が封入され、当該液晶１２３をデューティー駆動す
るためのマトリックス電極構造を構成するＩＴＯ膜から
構成された信号電極１２１Ｒ，１２１Ｇ，１２１Ｂと、
同じくＩＴＯ膜から構成された走査電極１２２が、前記
ガラス基板１２４，１２５のそれぞれの内面に配列され
た構造を有している。なお、図１１においては、液晶表
示パネル１２０の構成要素である偏光板、配向膜等は省
略されている。[0005] As shown in FIG.
0 denotes the liquid crystal 1 between the two transparent glass substrates 124 and 125.
23 are sealed, and signal electrodes 121R, 121G, 121B composed of an ITO film forming a matrix electrode structure for duty-driving the liquid crystal 123;
Scan electrodes 122 also made of an ITO film are arranged on the inner surfaces of the glass substrates 124 and 125, respectively. Note that, in FIG. 11, a polarizing plate, an alignment film, and the like, which are components of the liquid crystal display panel 120, are omitted.

【０００６】前述したようにそれぞれ異なる所定の角度
を有して図１０及び図１１に示すようにマイクロレンズ
アレイ１１０のマイクロレンズに入射したＲ光、Ｇ光及
びＢ光は、それぞれ各色画素に集光して入射される。各
色画素に入射した各色光は、各画素において、各画素信
号によって変調されて、そのまま透過し射出され、フィ
ールドレンズ１０５を経て、投射レンズ１０６にてスク
リーン１０７上にフルカラー投射像として投射される。
なお、液晶ライトバルブの画素毎にＴＦＴやＭＩＭ等の
非線形スイッチング素子を配置し、これを選択スイッチ
ングさせることにより前記信号による変調を行う。As described above, the R light, G light and B light having different predetermined angles and incident on the microlenses of the microlens array 110 as shown in FIGS. Light is incident. Each color light incident on each color pixel is modulated by each pixel signal at each pixel, transmitted and emitted as it is, and is projected as a full-color projection image on a screen 107 by a projection lens 106 via a field lens 105.
Note that a non-linear switching element such as a TFT or MIM is arranged for each pixel of the liquid crystal light valve, and modulation by the signal is performed by selectively switching the non-linear switching element.

【０００７】この従来の投射型表示装置で用いられてい
たライトバルブは透過型ライトバルブであったのに対
し、反射型液晶ライトバルブが知られている。これは、
液晶層を透過した光が反射層によって反射して、入射し
た面から変調光として射出する構成となっているライト
バルブであって、変調させるための信号供給として、電
気信号による電気書き込み式反射型液晶ライトバルブ
と、書き込み光によって半導体層に書き込むことにより
液晶層を透過する光を変調させる光書き込み式反射型ラ
イトバルブとに分類することができる。The light valve used in this conventional projection type display device is a transmission type light valve, whereas a reflection type liquid crystal light valve is known. this is,
A light valve in which light transmitted through a liquid crystal layer is reflected by a reflective layer and emitted as modulated light from a surface on which the light enters, and an electric writing type reflective type using an electric signal as a signal supply for modulation. The liquid crystal light valve can be classified into a liquid crystal light valve and an optical writing type reflective light valve that modulates light transmitted through the liquid crystal layer by writing the semiconductor layer with writing light.

【０００８】図１０に示す投射型表示装置において、透
過型ライトバルブに代えて反射型ライトバルブを用い、
ダイクロイックミラー１０４Ｒ，１０４Ｇ，１０４Ｂか
らなる光学系と前記反射型ライトバルブとの間に、偏光
ビームスプリッタを配置した投射型表示装置が、特開平
８−２３４２０２号公報において提案されている。この
投射型表示装置は、１枚の反射型ライトバルブを使用す
る単板式カラー投射型表示装置である。In the projection type display device shown in FIG. 10, a reflection type light valve is used instead of the transmission type light valve.
Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 8-234202 proposes a projection display device in which a polarizing beam splitter is disposed between an optical system including dichroic mirrors 104R, 104G, and 104B and the reflective light valve. This projection type display device is a single-panel type color projection type display device using one reflection type light valve.

【０００９】さらに、特開平８−２３４２０２号公報に
おいては、ダイクロイックミラー１０４Ｒ，１０４Ｇ，
１０４Ｂにダイクロイック特性のみならず偏光分離特性
を持たせることにより、空気中に配置されたダイクロイ
ックミラー１０４Ｒ，１０４Ｇ，１０４Ｂからなる光学
系に前記偏光ビームスプリッタとしての機能（すなわ
ち、色分解機能と偏光分離機能）を持たせ、前記偏光ビ
ームスプリッタを除去した投射型表示装置も、提案され
ている。Further, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-234202, dichroic mirrors 104R, 104G,
By imparting not only dichroic characteristics but also polarization separation characteristics to 104B, the optical system composed of dichroic mirrors 104R, 104G, and 104B disposed in the air can function as the polarization beam splitter (that is, the color separation function and the polarization separation function). Projection type display device having the above-mentioned function and removing the polarizing beam splitter.

【００１０】この投射型表示装置によれば、ミラー１０
４Ｒ，１０４Ｇ，１０４Ｂからなる光学系が偏光ビーム
スプリッタの機能を兼ねることから、偏光ビームスプリ
ッタを除去することができ、投射型表示装置をコンパク
トに構成することができる。According to this projection type display device, the mirror 10
Since the optical system composed of 4R, 104G, and 104B also functions as a polarizing beam splitter, the polarizing beam splitter can be eliminated, and the projection display device can be made compact.

【００１１】[0011]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
８−２３４２０２号公報においては、前述したような投
射型表示装置において用いる、ダイクロイック特性及び
偏光分離特性の両方を有する３枚のミラーの具体的な構
成については、全く開示されていない。However, in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 8-234202, the specifics of three mirrors having both dichroic characteristics and polarization separation characteristics used in the above-mentioned projection display device are described. The configuration is not disclosed at all.

【００１２】本件発明者が、前述したような投射型表示
装置において用いる、空気中に配置されたダイクロイッ
ク特性及び偏光分離特性の両方を有する３枚のミラーの
具体的な構成について研究したところ、当該ミラーを構
成する誘電体多層膜の構成を種々に変えてみても、ダイ
クロイック特性及び偏光分離特性の両方を実用上満足し
得る程度に具備した３枚のミラー（互いに所定の角度を
なすように配置される３枚のミラー）を得ることができ
ないことが判明した。したがって、特開平８−２３４２
０２号公報において提案された偏光ビームスプリッタを
除去した投射型表示装置を実際に作製するとすれば、装
置構成がコンパクトになるものの、十分なダイクロイッ
ク特性を得られないことから投射像の明るさを損なった
り、十分な偏光分離特性を得られないことから投射像の
コントラストを損なったりすることになり、本来的に要
求される投射像の画質を損なってしまうこととなる。The present inventor studied the specific configuration of three mirrors having both a dichroic characteristic and a polarization splitting characteristic arranged in the air and used in the above-mentioned projection type display device. Even if the configuration of the dielectric multilayer film constituting the mirrors is variously changed, three mirrors (arranged so as to form a predetermined angle with each other) having both dichroic characteristics and polarization separation characteristics to a degree that can be practically satisfied. Three mirrors). Therefore, Japanese Patent Application Laid-Open No. H8-2342
If the projection type display device from which the polarization beam splitter proposed in Japanese Patent Publication No. 02-203 was removed is actually manufactured, the brightness of the projected image is impaired since the device configuration becomes compact, but sufficient dichroic characteristics cannot be obtained. In addition, since sufficient polarization separation characteristics cannot be obtained, the contrast of the projected image is impaired, and the originally required image quality of the projected image is impaired.

【００１３】このように、特開平８−２３４２０２号公
報に開示された従来技術に鑑みると、結局、反射型ライ
トバルブを用いた単板式カラー投射型表示装置において
は、十分な投射像の画質を得ようとすれば偏光ビームス
プリッタが不可欠であって装置構成をコンパクトにする
ことはできない一方、装置構成をコンパクトにしようと
すれば本来的に要求される投射像の画質を損なってしま
う結果となる。すなわち、特開平８−２３４２０２号公
報に開示された従来技術の教示に従えば、投射像の画質
の確保と装置構成のコンパクト化を同時に達成すること
ができる反射型ライトバルブを用いた単板式投射型表示
装置を得ることはできない。As described above, in view of the prior art disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-234202, after all, in a single-panel color projection display device using a reflection type light valve, sufficient image quality of a projected image can be obtained. To achieve this, a polarizing beam splitter is indispensable and the device configuration cannot be made compact. On the other hand, if the device configuration is made compact, the image quality of the originally required projected image will be impaired. . That is, according to the teachings of the prior art disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-234202, a single-plate projection using a reflection type light valve can simultaneously secure the image quality of a projected image and achieve a compact apparatus configuration. A type display device cannot be obtained.

【００１４】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、投射像の画質の確保と装置構成のコンパクト
化を同時に達成することができる、反射型ライトバルブ
を用いたいわゆる単板式投射型表示装置を提供すること
を目的とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, and is a so-called single-panel type projection system using a reflection type light valve, which can simultaneously secure the image quality of a projection image and make the apparatus compact. It is an object to provide a type display device.

【００１５】また、本発明は、このような投射型表示装
置において用いることができる良好な色分解機能及び偏
光分離機能の両方を有する光学系を提供することを目的
とする。Another object of the present invention is to provide an optical system having both a good color separation function and a good polarization separation function that can be used in such a projection display device.

【００１６】[0016]

【課題を解決するための手段】前述したように、本発明
者の研究の結果、当該ミラーを構成する誘電体多層膜の
構成を種々に変えてみても、ダイクロイック特性及び偏
光分離特性の両方を実用上満足し得る程度に具備した互
いに所定の角度をなすように配置される３枚のミラーを
得ることができないことが判明した。ところが、本発明
者の更なる研究の結果、このような３枚のミラーを所定
の屈折率を有する液体中に浸漬すると、良好なダイクロ
イック特性及び良好な偏光分離特性を同時に得ることが
できる３枚のミラーを得ることが判明した。As described above, as a result of the research conducted by the present inventor, even if the configuration of the dielectric multilayer film constituting the mirror is changed in various ways, both the dichroic characteristics and the polarization separation characteristics are improved. It has been found that it is not possible to obtain three mirrors arranged at a predetermined angle with respect to each other, which are practically satisfactory. However, as a result of further research by the present inventors, when such three mirrors are immersed in a liquid having a predetermined refractive index, three mirrors capable of simultaneously obtaining good dichroic characteristics and good polarization separation characteristics can be obtained. It turned out to get a mirror.

【００１７】本発明は、前述した従来技術が全く教示し
ない本発明者によるこのような新たな知見に基づいてな
されたものである。The present invention has been made based on such new findings by the present inventor who does not teach at all the above-mentioned prior art.

【００１８】すなわち、前記課題を解決するため、本発
明の第１の態様による投射型表示装置は、光源からの光
を第１、第２及び第３の色の光束に色分解するとともに
前記第１乃至第３の色の光束をそれぞれ偏光分離して、
前記第１乃至第３の色の光束の一方の偏光光を互いに異
なる第１、第２及び第３の方向へそれぞれ射出する光学
系であって、所定の屈折率を有する液体中に浸漬された
光学系と、前記光学系から射出された前記第１乃至第３
の色の光束の一方の偏光光が前記第１、第２及び第３の
方向にそれぞれ対応する互いに異なる方向からそれぞれ
入射され、前記第１、第２及び第３の色の光束の一方の
偏光光をそれぞれ変調する反射型ライトバルブと、投射
光学系と、を備え、前記反射型ライトバルブにて変調さ
れた各色の変調光を前記光学系に入射させて検光し、当
該検光光を前記投射光学系にて投射するものである。That is, in order to solve the above-mentioned problems, a projection type display device according to a first aspect of the present invention separates light from a light source into luminous fluxes of first, second, and third colors while simultaneously separating the light from the light source. The light beams of the first to third colors are polarized and separated, respectively.
An optical system that emits one polarized light of the light beams of the first to third colors in first, second, and third directions different from each other, and is immersed in a liquid having a predetermined refractive index. An optical system; and the first to third light emitted from the optical system.
One of the light beams of the first, second, and third colors is incident from different directions respectively corresponding to the first, second, and third directions, and one of the light beams of the first, second, and third colors is polarized. A reflective light valve that modulates light, and a projection optical system, wherein the modulated light of each color modulated by the reflective light valve is incident on the optical system and analyzed, and the analyzed light is analyzed. The light is projected by the projection optical system.

【００１９】この第１の態様によれば、前述した新たな
知見に従って、前記光学系が所定の屈折率を有する液体
中に浸漬されたものであるので、当該光学系の色分解機
能及び偏光分離機能の両方が良好なものとなる。したが
って、投射像の画質を確保しつつ、偏光ビームスプリッ
タ等の個別の偏光分離光学系を要せずに装置構成のコン
パクト化を図ることができる。According to the first aspect, the optical system is immersed in a liquid having a predetermined refractive index according to the above-mentioned new knowledge, so that the optical system has a color separation function and a polarization separation function. Both functions are good. Therefore, it is possible to reduce the size of the device configuration without securing a separate polarization separation optical system such as a polarization beam splitter while securing the image quality of the projection image.

【００２０】本発明の第２の態様による投射型表示装置
は、前記第１の態様による投射型表示装置において、前
記光学系は、互いに所定の角度をなすように光入射側か
ら順に配置されるとともに所定の屈折率を有する前記液
体中に浸漬された第１、第２及び第３のミラーであっ
て、前記光源からの光のうち前記第１の色の光束のＳ偏
光光を反射させるとともにその他の光を透過させる特性
を有する第１のミラーと、前記第１のミラーを透過した
光のうち前記第２の色の光束のＳ偏光光を反射させると
ともにその他の光を透過させる特性を有する第２のミラ
ーと、前記第２のミラーを透過した光のうち前記第３の
色の光束のＳ偏光光を反射させるとともにその他の光を
透過させる特性を有する第３のミラーと、を有するもの
である。In a projection type display according to a second aspect of the present invention, in the projection type display according to the first aspect, the optical systems are arranged in order from the light incident side so as to form a predetermined angle with each other. A first mirror, a second mirror, and a third mirror immersed in the liquid having a predetermined refractive index, for reflecting S-polarized light of the light flux of the first color out of light from the light source; A first mirror having a property of transmitting other light, and a property of reflecting S-polarized light of the light beam of the second color among the light transmitted through the first mirror and transmitting other light; A mirror having a second mirror and a third mirror having a property of reflecting the S-polarized light of the light flux of the third color out of the light transmitted through the second mirror and transmitting other light; It is.

【００２１】この第２の態様は、前記光学系の具体例を
挙げたものである。The second embodiment is a specific example of the optical system.

【００２２】本発明の第３の態様による投射型表示装置
は、前記第１又は第２の態様による投射型表示装置にお
いて、前記反射型ライトバルブは、入射される前記第１
の色の光束の一方の偏光光を変調する第１の色画素と入
射される前記第２の色の光束の一方の偏光光を変調する
第２の色画素と入射される前記第３の色の光束の一方の
偏光光を変調する第３の色画素とからなる複数の単位画
素を有する液晶パネルと、入射された前記各色の光束の
一方の偏光光を対応する各色画素に選択的に集光させる
マイクロレンズアレイ部材と、を有するものである。The projection type display device according to a third aspect of the present invention is the projection type display device according to the first or second aspect, wherein the reflection type light valve is provided with the incident first light source.
A first color pixel that modulates one polarized light of the light beam of the second color and a second color pixel that modulates one polarized light of the light beam of the second color and the third color that is incident A liquid crystal panel having a plurality of unit pixels each including a third color pixel that modulates one polarized light of the luminous flux, and selectively collects one polarized light of the incident luminous flux of each color into a corresponding color pixel. A microlens array member for emitting light.

【００２３】この第３の態様は、反射型ライトバルブの
具体例を挙げたものである。The third embodiment is a specific example of a reflection type light valve.

【００２４】本発明の第４の態様による投射型表示装置
は、前記第３の態様による投射型表示装置において、前
記反射型ライトバルブに入射される前記第１、第２及び
第３の光束の一方の偏光光の、前記反射型ライトバルブ
の前記各画素に対応する各入射開口によって決定される
主光線が、当該反射型ライトバルブの変調層中において
テレセントリックな特性を有しているものである。The projection display apparatus according to a fourth aspect of the present invention is the projection display apparatus according to the third aspect, wherein the first, second and third light beams incident on the reflection type light valve are provided. A principal ray of one polarized light, which is determined by each entrance aperture corresponding to each pixel of the reflective light valve, has a telecentric characteristic in the modulation layer of the reflective light valve. .

【００２５】この第４の態様のように、前記主光線が反
射型ライトバルブの変調層中においてテレセントリック
な特性を有していると、前記変調層が入射角によって変
調特性が変化する角度依存性を有していることに起因す
る各色光毎の変調の程度の相違によるコントラストの低
下が防止され、好ましい。When the chief ray has telecentric characteristics in the modulation layer of the reflection type light valve as in the fourth aspect, the modulation layer changes the angle dependence of the modulation characteristics depending on the incident angle. It is preferable to prevent a decrease in contrast due to a difference in the degree of modulation for each color light due to having the above.

【００２６】本発明の第５の態様による投射型表示装置
は、前記第３又は第４の態様による投射型表示装置にお
いて、前記マイクロレンズアレイ部材は、入射面側に配
列された第１のマイクロレンズアレイと射出面側に配置
された第２のマイクロレンズアレイとを有するものであ
る。The projection type display device according to a fifth aspect of the present invention is the projection type display device according to the third or fourth aspect, wherein the micro lens array member is provided with a first micro array arranged on the incident surface side. It has a lens array and a second microlens array arranged on the exit surface side.

【００２７】この第５の態様は、マイクロレンズアレイ
部材の具体例を挙げたものである。The fifth embodiment is a specific example of a microlens array member.

【００２８】本発明の第６の態様による投射型表示装置
は、前記第５の態様による投射型表示装置において、前
記第１のマイクロレンズアレイの各レンズの主平面と前
記第２のマイクロレンズアレイの各レンズの主平面との
間の距離が、前記第２のマイクロレンズアレイの各レン
ズの焦点距離と略等しいものである。The projection type display device according to a sixth aspect of the present invention is the projection type display device according to the fifth aspect, wherein the principal plane of each lens of the first micro lens array and the second micro lens array are provided. Is substantially equal to the focal length of each lens of the second microlens array.

【００２９】この第６の態様は、前記第４の態様の具体
例を挙げたものである。The sixth embodiment is a specific example of the fourth embodiment.

【００３０】本発明の第７の態様による光学系は、光源
からの光を第１、第２及び第３の色の光束に色分解する
とともに前記第１乃至第３の色の光束をそれぞれ偏光分
離して、前記第１乃至第３の色の光束の一方の偏光光を
互いに異なる第１、第２及び第３の方向へそれぞれ射出
する光学系であって、所定の屈折率を有する液体中に浸
漬されたものである。The optical system according to the seventh aspect of the present invention separates the light from the light source into light beams of first, second and third colors and polarizes the light beams of the first to third colors, respectively. An optical system that separates and emits one polarized light of the light beams of the first to third colors in different first, second, and third directions, respectively, in a liquid having a predetermined refractive index. It is immersed in.

【００３１】この第７の態様による光学系は、前記第１
乃至第６の態様による投射型表示装置において用い得る
光学系であり、前述した新たな知見に従って、前記光学
系が所定の屈折率を有する液体中に浸漬されたものであ
るので、当該光学系の色分解機能及び偏光分離機能の両
方が良好なものとなる。The optical system according to the seventh aspect includes the first optical system.
To an optical system that can be used in the projection type display device according to the sixth aspect, and according to the above-described new finding, the optical system is immersed in a liquid having a predetermined refractive index. Both the color separation function and the polarization separation function are good.

【００３２】本発明の第８の態様による光学系は、前記
第７の態様による光学系において、互いに所定の角度を
なすように光入射側から順に配置されるとともに所定の
屈折率を有する前記液体中に浸漬された第１、第２及び
第３のミラーであって、前記光源からの光のうち前記第
１の色の光束のＳ偏光光を反射させるとともにその他の
光を透過させる特性を有する第１のミラーと、前記第１
のミラーを透過した光のうち前記第２の色の光束のＳ偏
光光を反射させるとともにその他の光を透過させる特性
を有する第２のミラーと、前記第２のミラーを透過した
光のうち前記第３の色の光束のＳ偏光光を反射させると
ともにその他の光を透過させる特性を有する第３のミラ
ーと、を備えたものである。The optical system according to an eighth aspect of the present invention is the optical system according to the seventh aspect, wherein the liquid having a predetermined refractive index and arranged in order from the light incident side so as to form a predetermined angle with each other. A first mirror, a second mirror, and a third mirror immersed therein, having a characteristic of reflecting S-polarized light of the light flux of the first color among light from the light source and transmitting other light; A first mirror and the first mirror;
A second mirror having the property of reflecting the S-polarized light of the light beam of the second color among the light transmitted through the second mirror and transmitting other light, and the light transmitted through the second mirror. And a third mirror having a property of reflecting the S-polarized light of the light flux of the third color and transmitting other light.

【００３３】この第８の態様は、前記第７の態様の具体
例である。The eighth embodiment is a specific example of the seventh embodiment.

【００３４】なお、前記第７及び第８の態様による光学
系は、第１乃至第６の態様のような投射型表示装置以外
の装置において用いることもできる。The optical systems according to the seventh and eighth aspects can be used in devices other than the projection display devices as in the first to sixth aspects.

【００３５】[0035]

【発明の実施の形態】本発明の一実施の形態による投射
型表示装置について、図１乃至図９を参照して説明す
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A projection type display according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

【００３６】図１は、本実施の形態による投射型表示装
置を示す概略斜視図であり、光線の様子も示している。FIG. 1 is a schematic perspective view showing the projection type display device according to the present embodiment, and also shows the state of light rays.

【００３７】図１は、本実施の形態による投射型表示装
置の模式図及びに光学図であり、ライトバルブ５として
反射型ライトバルブを使用した構成である。FIG. 1 is a schematic diagram and an optical diagram of a projection type display device according to the present embodiment, and has a configuration in which a reflection type light valve is used as the light valve 5.

【００３８】本実施の形態による投射型表示装置では、
光源は、ランプ１と、該ランプ１の背部に配置した凹面
鏡としての楕円鏡２とから構成されている。ランプ１は
楕円鏡２の近接焦点の位置に配置されている。したがっ
て、当該光源から射出された光源光は、楕円鏡２の遠方
焦点の位置に集光した後、集光角と同じ拡がり角にて拡
散し、整形レンズ３にて略平行光束に変換されて整形さ
れる。In the projection type display device according to the present embodiment,
The light source includes a lamp 1 and an elliptical mirror 2 as a concave mirror disposed on the back of the lamp 1. The lamp 1 is arranged at the position of the close focus of the elliptical mirror 2. Therefore, the light source light emitted from the light source is condensed at the far focal position of the elliptical mirror 2, then diffused at the same divergence angle as the converging angle, and converted into a substantially parallel light beam by the shaping lens 3. Be shaped.

【００３９】この略平行光束となった光源光は、３枚の
ミラー４Ｂ，４Ｇ，４Ｒからなる光学系が所定屈折率を
有する液体８中に浸漬された状態において、ミラー４
Ｂ，４Ｇ，４Ｒ及び液体８を収容した容器９中に、入射
される。容器９は、光源光入射面の部分９ａ及び光源光
入射面と略々直交し互いに相対する２つの面（ミラー４
Ｂ，４Ｇ，４Ｒで反射された光が反射型ライトバルブ５
へ向けて射出されるとともに反射型ライトバルブ５から
の変調光が入射される面と、ミラー４Ｂ，４Ｇ，４Ｒを
透過した検光光が射出される面）の部分９ｂ，９ｃが透
明な部材から構成された密封容器となっている。本実施
の形態では、前記液体８として、屈折率１．５１５に調
整されたフタレートエステル溶液が容器９内に封入され
ており、ミラー４Ｂ，４Ｇ，４Ｒからなる光学系が当該
溶液中に浸漬されている。もっとも、本実施の形態で
は、液体８の屈折率はこの値に限定されるものではな
い。The light source light, which has become a substantially parallel light beam, is immersed in a liquid 8 having a predetermined refractive index in an optical system including three mirrors 4B, 4G, and 4R.
B, 4G, 4R and the liquid 8 are incident on the container 9. The container 9 has two surfaces (mirror 4) that are substantially perpendicular to the light source light incident surface portion 9 a and the light source light incident surface and are opposed to each other.
Light reflected by B, 4G, and 4R is a reflection type light valve 5
The surfaces 9b and 9c of the surfaces 9b and 9c which are projected toward the mirror and receive the modulated light from the reflective light valve 5 and the surfaces from which the analysis light transmitted through the mirrors 4B, 4G and 4R are emitted are transparent members. It is a sealed container composed of: In the present embodiment, a phthalate ester solution adjusted to a refractive index of 1.515 is sealed in the container 9 as the liquid 8, and an optical system including the mirrors 4B, 4G, and 4R is immersed in the solution. ing. However, in the present embodiment, the refractive index of the liquid 8 is not limited to this value.

【００４０】本実施の形態では、ミラー４Ｂ，４Ｇ，４
Ｒは、光入射側からこの順に図１の紙面と垂直をなすよ
うに配置されている。また、ミラー４Ｂ，４Ｇ，４Ｒ
は、光軸上でミラー４Ｇへの入射角が略５４度となるよ
うにかつそれぞれ互いに平行な状態から図１の紙面に垂
直な方向を回転軸として順次所定角度（２．５度）ずつ
傾けて配置されている。したがって、本実施の形態で
は、光軸上において、ミラー４Ｂへの入射角は５６．５
度、ミラー４Ｇへの入射角は５４度、ミラー４Ｒへの入
射角は５１．５度となる。もっとも、本発明では、これ
らの角度に限定されるものではない。なお、各ミラー４
Ｂ，４Ｇ，４Ｒのそれぞれの傾き角度は、後述する反射
型ライトバルブ５の各画素の大きさ等によって決定され
たものである。In this embodiment, the mirrors 4B, 4G, 4
R is arranged in this order from the light incident side so as to be perpendicular to the paper surface of FIG. Also, mirrors 4B, 4G, 4R
Is tilted so that the angle of incidence on the mirror 4G is approximately 54 degrees on the optical axis, and from a state parallel to each other, a predetermined angle (2.5 degrees) is sequentially used as a rotation axis in a direction perpendicular to the plane of FIG. It is arranged. Therefore, in the present embodiment, the angle of incidence on the mirror 4B is 56.5 on the optical axis.
The angle of incidence on the mirror 4G is 54 degrees, and the angle of incidence on the mirror 4R is 51.5 degrees. However, the present invention is not limited to these angles. Each mirror 4
The inclination angles of B, 4G, and 4R are determined based on the size of each pixel of the reflective light valve 5 described later.

【００４１】前記ミラー４Ｂ，４Ｇ，４Ｒは、通常のダ
イクロイック特性のみを有しているのではなく、それぞ
れ各波長領域の光を偏光分離する偏光分離特性を有して
いる。すなわち、本実施の形態では、前記ミラー４Ｂ
は、光源からの光のうちＢ光の光束のＳ偏光光を反射さ
せるとともにその他の光を透過させる特性を有してい
る。前記ミラー４Ｇは、ミラー４Ｂを透過した光のうち
Ｇ光のＳ偏光光を反射させるとともにその他の光を透過
させる特性を有している。前記ミラー４Ｒは、ミラー４
Ｇを透過した光のうちＲ光のＳ偏光光を反射させるとと
もにその他の光を透過させる特性を有している。The mirrors 4B, 4G, and 4R do not only have ordinary dichroic characteristics, but also have polarization splitting characteristics for splitting light of each wavelength region. That is, in the present embodiment, the mirror 4B
Has the property of reflecting the S-polarized light of the B light beam among the light from the light source and transmitting other light. The mirror 4G has a property of reflecting the G-polarized S-polarized light of the light transmitted through the mirror 4B and transmitting other light. The mirror 4R is a mirror 4
It has the property of reflecting the S-polarized light of the R light among the light transmitted through the G and transmitting other light.

【００４２】ここで、前記ミラー４Ｂ，４Ｇ，４Ｒの具
体的な構造の一例とその特性について、図２乃至図７を
参照して説明する。Here, an example of a specific structure of the mirrors 4B, 4G, and 4R and their characteristics will be described with reference to FIGS.

【００４３】図２は、前記ミラー４Ｂの断面構造の一例
を模式的に示す図である。本例では、図２に示すよう
に、厚さ２ｍｍのＢＫ７と称するガラス基板（屈折率ｎ
は１．５１７）と、該ガラス基板の片面（入射面）に積
層された誘電体多層膜とから構成されている。この誘電
体多層膜は、図２に示すように、高屈折率物質としての
二酸化チタン（ＴｉＯ₂：屈折率ｎ＝２．２）からなる
層と、低屈折率物質としての二酸化珪素（ＳｉＯ₂：屈
折率ｎ＝１．４７）からなる層とを、それぞれ図２に示
す膜厚で交互に計１９層積層して形成したものである。FIG. 2 is a view schematically showing an example of the sectional structure of the mirror 4B. In this example, as shown in FIG. 2, a glass substrate called BK7 having a thickness of 2 mm (refractive index n
Is 1.517) and a dielectric multilayer film laminated on one surface (incident surface) of the glass substrate. As shown in FIG. 2, this dielectric multilayer film includes a layer made of titanium dioxide (TiO ₂ : refractive index n = 2.2) as a high refractive index material and silicon dioxide (SiO ₂₎ as a low refractive index material. : Refractive index n = 1.47) and a total of 19 layers each having a film thickness shown in FIG.

【００４４】図３は、図２に示す構造を有するミラー４
Ｂを屈折率１．５１５の液体８に浸漬した場合におけ
る、当該ミラー４Ｂの入射角度５６．５度の場合の透過
特性を示す図である。図３において、実線はＰ偏光光の
透過率を示し、破線はＳ偏光光の透過率を示している
（後述する図５、図７、図８も同様）。図３からわかる
ように、図２に示す構造を有するミラー４Ｂでは、入射
角度５６．５度で入射する光に関して、Ｐ偏光光の透過
率は、Ｒ光、Ｇ光及びＢ光の全波長域に渡って略１００
％であるのに対し、Ｓ偏光光の透過率は、Ｂ光の波長域
の略全体に渡って略０％であるとともにＧ光及びＲ光の
波長域の略全体に渡って略１００％となっており、Ｂ光
のＳ偏光光のみを選択的に反射させる理想的な、ダイク
ロイック特性及び偏光分離特性の両方を具備した特性が
得られていることが理解できる。FIG. 3 shows a mirror 4 having the structure shown in FIG.
FIG. 13 is a diagram illustrating transmission characteristics when B is immersed in a liquid 8 having a refractive index of 1.515 when the incident angle of the mirror 4B is 56.5 degrees. In FIG. 3, the solid line indicates the transmittance of P-polarized light, and the broken line indicates the transmittance of S-polarized light (the same applies to FIGS. 5, 7, and 8 described later). As can be seen from FIG. 3, in the mirror 4B having the structure shown in FIG. 2, with respect to light incident at an incident angle of 56.5 degrees, the transmittance of P-polarized light is within the entire wavelength range of R light, G light and B light. About 100 over
%, The transmittance of the S-polarized light is approximately 0% over substantially the entire wavelength range of the B light, and approximately 100% over substantially the entire wavelength range of the G light and the R light. It can be understood that an ideal property of selectively reflecting only the S-polarized light of the B light, which has both the dichroic property and the polarization separation property, is obtained.

【００４５】図４は、前記ミラー４Ｇの断面構造の一例
を模式的に示す図である。本例では、図４に示すよう
に、厚さ２ｍｍのＢＫ７と称するガラス基板（屈折率ｎ
は１．５１７）と、該ガラス基板の片面（入射面）に積
層された誘電体多層膜とから構成されている。この誘電
体多層膜は、図４に示すように、高屈折率物質としての
二酸化チタン（ＴｉＯ₂：屈折率ｎ＝２．２）からなる
層と、低屈折率物質としての二酸化珪素（ＳｉＯ₂：屈
折率ｎ＝１．４７）からなる層とを、それぞれ図４に示
す膜厚で交互に計１９層積層して形成したものである。FIG. 4 is a diagram schematically showing an example of the sectional structure of the mirror 4G. In this example, as shown in FIG. 4, a glass substrate called BK7 having a thickness of 2 mm (refractive index n
Is 1.517) and a dielectric multilayer film laminated on one surface (incident surface) of the glass substrate. As shown in FIG. 4, the dielectric multilayer film includes a layer made of titanium dioxide (TiO ₂ : refractive index n = 2.2) as a high refractive index material and silicon dioxide (SiO ₂₎ as a low refractive index material. : Refractive index n = 1.47) and a total of 19 layers each having a film thickness shown in FIG.

【００４６】図５は、図４に示す構造を有するミラー４
Ｇを屈折率１．５１５の液体８に浸漬した場合におけ
る、当該ミラー４Ｇの入射角度５４度の場合の透過特性
を示す図である。図５からわかるように、図４に示す構
造を有するミラー４Ｇでは、入射角度５４度で入射する
光に関して、Ｐ偏光光の透過率は、Ｒ光、Ｇ光及びＢ光
の全波長域に渡って略１００％であるのに対し、Ｓ偏光
光の透過率は、Ｂ光及びＧ光の波長域の略全体に渡って
略０％であるとともにＲ光の波長域の略全体に渡って略
１００％となっており、ミラー４Ｂを透過した光のうち
Ｂ光のＳ偏光光のみを選択的に反射させる理想的な、ダ
イクロイック特性及び偏光分離特性の両方を具備した特
性が得られていることがわかる。FIG. 5 shows a mirror 4 having the structure shown in FIG.
FIG. 13 is a diagram illustrating transmission characteristics when G is immersed in a liquid 8 having a refractive index of 1.515 when the incident angle of the mirror 4G is 54 degrees. As can be seen from FIG. 5, in the mirror 4G having the structure shown in FIG. 4, the transmittance of the P-polarized light with respect to the light incident at an incident angle of 54 degrees extends over the entire wavelength range of the R light, the G light, and the B light. While the transmittance of the S-polarized light is approximately 0% over substantially the entire wavelength range of the B light and the G light, and substantially substantially over the entire wavelength range of the R light. 100%, which is an ideal property of selectively reflecting only the S-polarized light of B light out of the light transmitted through the mirror 4B and having both dichroic characteristics and polarization separation characteristics. I understand.

【００４７】図６は、前記ミラー４Ｒの断面構造の一例
を模式的に示す図である。本例では、図６に示すよう
に、厚さ２ｍｍのＢＫ７と称するガラス基板（屈折率ｎ
は１．５１７）と、該ガラス基板の片面（入射面）に積
層された誘電体多層膜とから構成されている。この誘電
体多層膜は、図６に示すように、高屈折率物質としての
二酸化チタン（ＴｉＯ₂：屈折率ｎ＝２．２）からなる
層と、低屈折率物質としての二酸化珪素（ＳｉＯ₂：屈
折率ｎ＝１．４７）からなる層とを、それぞれ図６に示
す膜厚で交互に計１９層積層して形成したものである。FIG. 6 is a diagram schematically showing an example of a sectional structure of the mirror 4R. In this example, as shown in FIG. 6, a glass substrate called BK7 having a thickness of 2 mm (refractive index n
Is 1.517) and a dielectric multilayer film laminated on one surface (incident surface) of the glass substrate. As shown in FIG. 6, the dielectric multilayer film includes a layer made of titanium dioxide (TiO ₂ : refractive index n = 2.2) as a high refractive index material and silicon dioxide (SiO ₂₎ as a low refractive index material. : Refractive index n = 1.47) and a total of 19 layers each having a film thickness shown in FIG.

【００４８】図７は、図６に示す構造を有するミラー４
Ｒを屈折率１．５１５の液体８に浸漬した場合におけ
る、当該ミラー４Ｒの入射角度５１．５度の場合の透過
特性を示す図である。図７からわかるように、図４に示
す構造を有するミラー４Ｇでは、入射角度５１．５度で
入射する光に関して、Ｐ偏光光の透過率は、Ｒ光、Ｇ光
及びＢ光の全波長域に渡って略１００％であるのに対
し、Ｓ偏光光の透過率は、Ｒ光波長域の略全体に渡って
略０％となっており、ミラー４Ｇを透過した光（すなわ
ち、ミラー４Ｂ，４Ｇを透過した光）のうちＲ光のＳ偏
光光のみを選択的に反射させる理想的な、ダイクロイッ
ク特性及び偏光分離特性の両方を具備した特性が得られ
ていることがわかる。なお、図７に示すように、Ｂ光及
びＧ光の波長領域においてＳ偏光光の透過率は大きく乱
れているが、Ｂ光のＳ偏光光及びＧ光のＳ偏光光は、既
にミラー４Ｂ，４Ｇによりそれぞれ反射されていて、そ
もそもミラー４Ｒには入射しないので、全く問題となら
ない。FIG. 7 shows a mirror 4 having the structure shown in FIG.
FIG. 7 is a diagram illustrating transmission characteristics when R is immersed in a liquid 8 having a refractive index of 1.515 when the incident angle of the mirror 4R is 51.5 degrees. As can be seen from FIG. 7, in the mirror 4G having the structure shown in FIG. 4, with respect to light incident at an incident angle of 51.5 degrees, the transmittance of P-polarized light is within the entire wavelength range of R light, G light and B light. , The transmittance of the S-polarized light is substantially 0% over substantially the entire R light wavelength range, and the light transmitted through the mirror 4G (ie, the mirrors 4B and 4B). It can be seen that the characteristic having both the dichroic characteristic and the polarization splitting characteristic, which selectively reflects only the S-polarized light of the R light out of the light transmitted through 4G), is obtained. As shown in FIG. 7, the transmittance of the S-polarized light is largely disturbed in the wavelength region of the B light and the G light, but the S-polarized light of the B light and the S-polarized light of the G light are already in the mirrors 4B and 4B. There is no problem at all because they are reflected by 4G and do not enter mirror 4R in the first place.

【００４９】このように、本実施の形態では、液体８に
ミラー４Ｂ，４Ｇ，４Ｒを所定の屈折率を有する液体８
に浸漬し、各ミラー４Ｂ，４Ｇ，４Ｒの誘電体多層膜の
膜厚、層数及び各層の物質（すなわち、各層の屈折率）
を適宜設計することにより、理想的なダイクロイック特
性及び偏光分離特性の両方を具備した特性が得られてい
る。As described above, in the present embodiment, the mirrors 4B, 4G, and 4R are provided on the liquid 8 with a predetermined refractive index.
And the thickness of the dielectric multilayer film of each mirror 4B, 4G, 4R, the number of layers, and the material of each layer (that is, the refractive index of each layer)
Is appropriately designed, characteristics having both ideal dichroic characteristics and polarization separation characteristics are obtained.

【００５０】本発明者の研究の結果、ミラー４Ｂ，４
Ｇ，４Ｒを液体８に浸漬せずに空気中に配置した場合に
は、その誘電体多層膜の膜厚、層数及び各層の物質を種
々変えてみても、図３、図５及び図７に示すような理想
的な特性を得ることができないことが判明した。As a result of the research by the present inventors, mirrors 4B and 4
When G and 4R are arranged in the air without being immersed in the liquid 8, even if the thickness of the dielectric multilayer film, the number of layers, and the material of each layer are variously changed, FIGS. It has been found that ideal characteristics as shown in FIG.

【００５１】この点について、図８を参照して説明す
る。図８は、比較例として、図４に示す構造を有するミ
ラー４Ｇを空気中に配置した場合における、当該ミラー
４Ｇの入射角度５４度の場合の透過特性を示す図であ
る。図８と図５との比較からわかるように、図４に示す
構造を有するミラー４Ｇを空気中に配置した場合には、
図４に示す構造を有するミラー４Ｇを液体８中に浸漬し
た場合に比べて、入射角度５４度で入射する光に関し
て、Ｓ偏光光の反射帯域が狭くなっているのみならず、
Ｐ偏光光の透過率がＧ光波長領域で大きく低下してしま
っている。勿論、ミラー４Ｇの誘電体多層膜の膜厚、層
数及び各層の物質を変えれば、得られる特性はそれに応
じて変わるが、当該ミラー４Ｇを空気中に配置する限
り、そのような膜厚、層数及び各層の物質の変更では、
理想的な特性に十分に近づけることは不可能であり、入
射媒質の屈折率を高くせざるを得ないことが判明したの
である。すなわち、図４に示す構造を有するミラー４Ｇ
を屈折率１．５１５の前記液体８に浸漬した場合、入射
媒質の屈折率と入射角の正弦の値との乗算値は、１．５
１５×sin５４゜＝１．２２６となる。換言すれば、入
射媒質の屈折率と入射角の正弦の値との乗算値が１．２
２６となれば、スネルの法則に従い、図５に示すような
理想的な特性が得られるわけである。したがって、入射
媒質が空気（屈折率は１）である場合、入射角の正弦の
値が１．２２６となれば、図５に示すような理想的な特
性が得られるはずである。ところが、入射角の正弦の値
の最大値は当然ながら１であるので、入射媒質が空気
（屈折率は１）である場合、図５に示すような理想的な
特性を得ることは不可能である。入射媒質が１．２２６
以上の屈折率を持たないと、実数としての入射角が存在
せず、図５に示すような理想的な特性を得ることは不可
能であるのである。This will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a diagram showing, as a comparative example, transmission characteristics when the mirror 4G having the structure shown in FIG. 4 is arranged in the air and the incident angle of the mirror 4G is 54 degrees. As can be seen from a comparison between FIG. 8 and FIG. 5, when the mirror 4G having the structure shown in FIG.
As compared with the case where the mirror 4G having the structure shown in FIG. 4 is immersed in the liquid 8, not only the reflection band of the S-polarized light is narrower for the light incident at an incident angle of 54 degrees,
The transmittance of the P-polarized light is greatly reduced in the G light wavelength region. Of course, if the thickness of the dielectric multilayer film of the mirror 4G, the number of layers, and the material of each layer are changed, the obtained characteristics will change accordingly, but as long as the mirror 4G is arranged in the air, such a film thickness, In changing the number of layers and the material of each layer,
It has been found that it is impossible to sufficiently approach the ideal characteristics, and that the refractive index of the incident medium must be increased. That is, the mirror 4G having the structure shown in FIG.
Is immersed in the liquid 8 having a refractive index of 1.515, the product of the refractive index of the incident medium and the sine value of the incident angle is 1.5
15 × sin54 ゜ = 1.226. In other words, the product of the refractive index of the incident medium and the sine value of the incident angle is 1.2.
If it is 26, an ideal characteristic as shown in FIG. 5 can be obtained according to Snell's law. Therefore, when the incident medium is air (having a refractive index of 1), if the sine value of the incident angle is 1.226, ideal characteristics as shown in FIG. 5 should be obtained. However, since the maximum value of the sine of the incident angle is naturally 1, when the incident medium is air (having a refractive index of 1), it is impossible to obtain ideal characteristics as shown in FIG. is there. The incident medium is 1.226
Without the above refractive index, there is no real angle of incidence, and it is impossible to obtain ideal characteristics as shown in FIG.

【００５２】以上の説明からわかるように、前記ミラー
４Ｂ，４Ｇ，４Ｒが、光源からの光をＢ光、Ｇ光及びＲ
光の色の光束に色分解するとともに前記Ｂ光、Ｇ光及び
Ｒ光の色の光束をそれぞれ偏光分離して、前記Ｂ光、Ｇ
光及びＲ光の色の光束の一方の偏光光（本実施の形態で
は、各色の光束ともＳ偏光光）を前記２．５度ずつの傾
きに応じた互いに異なる第１、第２及び第３の方向へそ
れぞれ射出する光学系を構成している。As can be understood from the above description, the mirrors 4B, 4G and 4R convert the light from the light source into B light, G light and R light.
The B light, the G light, and the R light are separated into polarized light beams, respectively.
The first polarized light, the second polarized light, and the third polarized light, each of which is one of the polarized light beams of the light and the R light (in the present embodiment, the luminous flux of each color is also the S-polarized light) according to the inclination of 2.5 degrees. Optical systems for emitting light in the directions of.

【００５３】再び図１を参照すると、図３に示すミラー
４Ｂの特性によって、容器９中に入射した白色光源光の
うちのＢ光のＳ偏光光のみが、ミラー４Ｂにて反射され
て反射の法則に従って進行し、容器９の透明部材からな
る部分９ｂから射出され、反射型ライトバルブ５に入射
される。光源光のうちの残りの光は、ミラー４Ｂを透過
してミラー４Ｇに入射される。Referring again to FIG. 1, due to the characteristics of the mirror 4B shown in FIG. 3, only the S-polarized light of the B light out of the white light source light incident on the container 9 is reflected by the mirror 4B. The light travels according to the law, is emitted from the transparent member 9 b of the container 9, and enters the reflective light valve 5. The remaining light of the light from the light source passes through the mirror 4B and enters the mirror 4G.

【００５４】ミラー４Ｂを透過した光のうちのＧ光のＳ
偏光光は、図５に示すミラー４Ｇの特性によって、ミラ
ー４Ｇによって反射されて反射の法則に従って進行し、
ミラー４Ｂを透過して容器９の透明部材からなる部分９
ｂから射出され、反射型ライトバルブ５に入射される。
ミラー４Ｂを透過した光のうちの残りの光は、ミラー４
Ｇを透過してミラー４Ｒに入射される。S of G light of light transmitted through mirror 4B
The polarized light is reflected by the mirror 4G due to the characteristics of the mirror 4G shown in FIG.
Portion 9 of transparent member 9 of container 9 that passes through mirror 4B
b, and enters the reflective light valve 5.
The remaining light transmitted through the mirror 4B is reflected by the mirror 4B.
G is transmitted through the mirror 4R.

【００５５】ミラー４Ｇを透過した光のうちのＲ光のＳ
偏光光は、図７に示すミラー４Ｒの特性によって、ミラ
ー４Ｒによって反射されて反射の法則に従って進行し、
ミラー４Ｇ，４Ｂを透過して容器９の透明部材からなる
部分９ｂから射出され、反射型ライトバルブ５に入射す
る。ミラー４Ｇを透過した光のうちの残りの光、すなわ
ち、Ｂ光、Ｇ光及びＲ光のＰ偏光光は、ミラー４Ｒを透
過して廃棄される。S of the R light of the light transmitted through the mirror 4G
The polarized light is reflected by the mirror 4R according to the characteristics of the mirror 4R shown in FIG.
The light passes through the mirrors 4G and 4B, is emitted from the transparent member 9b of the container 9, and enters the reflective light valve 5. The remaining light of the light transmitted through the mirror 4G, that is, the P-polarized light of B light, G light and R light is transmitted through the mirror 4R and discarded.

【００５６】容器９を部分９ｂから射出したＢ光、Ｇ光
及びＲ光のＳ偏光光の光束は反射型ライトバルブ５に入
射されるが、各色光毎に反射型ライトバルブ５への入射
角度は異なっている。ダイクロイックミラー４Ｂ，４
Ｇ，４Ｒは２．５度ずつ角度を有して配置されているか
らである。The luminous flux of S-polarized light of B light, G light and R light emitted from the portion 9b of the container 9 is incident on the reflective light valve 5, but the incident angle to the reflective light valve 5 for each color light. Are different. Dichroic mirror 4B, 4
This is because G and 4R are arranged at an angle of 2.5 degrees.

【００５７】反射型ライトバルブ５は、Ｇ光の入射光を
光軸と平行として、当該光軸に垂直に入射面を構成する
ように配置されている。The reflection type light valve 5 is arranged so that the incident light of the G light is parallel to the optical axis and forms an incident surface perpendicular to the optical axis.

【００５８】ここで、本実施の形態による投射型表示装
置に使用されている反射型ライトバルブ５の一例につい
て、図９を参照して説明する。図９は、反射型ライトバ
ルブ５を図１中の紙面と平行な面にて切断した当該ライ
トバルブ５の概略断面図である。Here, an example of the reflection type light valve 5 used in the projection type display device according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of the light valve 5 taken along a plane parallel to the plane of FIG. 1.

【００５９】反射型ライトバルブ５は、図９に示すよう
に、マイクロレンズアレイ部材１０と反射型液晶パネル
２０とから構成されている。マイクロレンズアレイ部材
１０は、液晶パネル２０の入射光側に接合されている。As shown in FIG. 9, the reflection type light valve 5 includes a micro lens array member 10 and a reflection type liquid crystal panel 20. The micro lens array member 10 is joined to the liquid crystal panel 20 on the incident light side.

【００６０】前記マイクロレンズアレイ部１０は、当該
入射面側に配列された第１のマイクロレンズアレイ１２
と、該マイクロレンズアレイ１２の個々のマイクロレン
ズに相対する射出面側の位置にそれぞれ形成された複数
のマイクロレンズからなる第２のマイクロレンズアレイ
１３とを有している。The microlens array section 10 includes a first microlens array 12 arranged on the incident surface side.
And a second microlens array 13 composed of a plurality of microlenses formed at a position on the exit surface side of the microlens array 12 opposite to the individual microlenses.

【００６１】本実施の形態では、第１及び第２のマイク
ロレンズアレイ１２，１３を有するマイクロレンズアレ
イ部材１０を、その入射面及び射出面にはレンズの凹凸
が露出しない構成としたために、マイクロレンズアレイ
部１０の作製方法として、選択的イオン拡散法による屈
折率分布を有するレンズを作製する方法を採用すること
ができる。すなわち、ガラス基体１１を溶融塩に浸漬
し、当該ガラス基体１１上に設けたマスクを通して、非
マスク部分からの当該ガラス及び溶融塩との異種アルカ
リイオンの交換よって、前記マスクパターンに応じた屈
折率分布を形成することによって、マイクロレンズアレ
イ部材１０を作製することができる。この場合、図９か
ら理解できるように、ガラス基体１１の両側に、第１の
マイクロレンズアレイ１２及び第２のマイクロレンズア
レイ１３をそれぞれ形成する。In the present embodiment, the microlens array member 10 having the first and second microlens arrays 12 and 13 has a structure in which the concave and convex portions of the lens are not exposed on the entrance surface and the exit surface. As a method for manufacturing the lens array unit 10, a method for manufacturing a lens having a refractive index distribution by a selective ion diffusion method can be adopted. That is, the glass substrate 11 is immersed in a molten salt, and through a mask provided on the glass substrate 11, exchange of different alkali ions with the glass and the molten salt from a non-mask portion to obtain a refractive index according to the mask pattern. By forming the distribution, the microlens array member 10 can be manufactured. In this case, as can be understood from FIG. 9, the first microlens array 12 and the second microlens array 13 are formed on both sides of the glass substrate 11, respectively.

【００６２】本実施の形態では、第１及び第２のマイク
ロレンズアレイ１２，１３の作製に際し、第１のマイク
ロレンズアレイ１２の入射面（各色光の光束の入射開口
を形成する面）から第２のマイクロレンズアレイ１３の
先端部（すなわち主点）までの光路長が、第２のマイク
ロレンズアレイ１３の各マイクロレンズの焦点距離と等
しくなるように設定されている。すなわち、第１のマイ
クロレンズアレイ１２の各レンズの主平面と第２のマイ
クロレンズアレイ１３の各レンズの主平面との間の距離
が、第２のマイクロレンズアレイ１３の各レンズの焦点
距離と等しくされている。これは、第１のマイクロレン
ズアレイ１２の各レンズの形状、ガラス基体１１の厚
み、第２のマイクロレンズアレイ１３の各レンズの形状
及びこれらの屈折率を適宜定めることにより、実現され
る。In the present embodiment, when the first and second microlens arrays 12 and 13 are manufactured, the first microlens array 12 is formed from the entrance surface (the surface forming the entrance aperture of the light beam of each color light). The optical path length up to the tip (that is, the principal point) of the second microlens array 13 is set to be equal to the focal length of each microlens of the second microlens array 13. That is, the distance between the principal plane of each lens of the first microlens array 12 and the principal plane of each lens of the second microlens array 13 is equal to the focal length of each lens of the second microlens array 13. Have been equal. This is realized by appropriately determining the shape of each lens of the first microlens array 12, the thickness of the glass substrate 11, the shape of each lens of the second microlens array 13, and the refractive index thereof.

【００６３】本実施の形態では、前記反射型液晶パネル
２０として、単板反射型液晶パネルとして最も基本的な
構造を有するものが用いられている。この反射型液晶パ
ネル２０は、ガラス基板２１、走査電極２２、変調層と
しての液晶層（ＴＮ型液晶層）２３、Ｂ光用信号電極２
４Ｂ、Ｇ光用信号電極２４Ｇ、Ｒ光用信号電極２４Ｒ、
反射層２５及びガラス基板２６から構成されている。な
お、前述した従来の投射型表示装置において採用されて
いた透過型ライトバルブの液晶パネルにおいては、両側
から挟み込んで形成されるクロスニコルの偏光板が使用
されているが、前記反射型液晶パネル２０においてはそ
のような偏光板は用いられない。なお、図９において
は、液晶パネル２０の構成要素であるＴＮ型液晶のねじ
れ構造を決定する配向層は省略されている。走査電極２
２と各色用信号電極２４Ｂ，２４Ｇ，２４Ｒとは互いに
液晶層２３を挟んで直交しており、液晶層２３における
走査電極２２とＢ光用信号電極２４Ｂとが交差する各長
方形状部分がＢ光用色画素を構成し、液晶層２３におけ
る走査電極２２とＧ光用信号電極２４Ｇとが交差する各
長方形部分がＧ光用色画素を構成し、液晶層２３におけ
る走査電極２２とＲ光用信号電極２４Ｒとが交差する各
長方形部分がＲ光用色画素を構成し、Ｂ，Ｇ，Ｒ光用色
画素各１個ずつで単位画素が構成され、液晶パネル２０
は当該単位画素を複数有していることになる。In the present embodiment, as the reflection type liquid crystal panel 20, one having the most basic structure as a single-plate reflection type liquid crystal panel is used. The reflective liquid crystal panel 20 includes a glass substrate 21, a scanning electrode 22, a liquid crystal layer (TN type liquid crystal layer) 23 as a modulation layer, and a signal electrode 2 for B light.
4B, G light signal electrode 24G, R light signal electrode 24R,
It is composed of a reflective layer 25 and a glass substrate 26. In the liquid crystal panel of the transmission type light valve used in the above-mentioned conventional projection type display device, a crossed Nicol polarizing plate sandwiched from both sides is used. Does not use such a polarizing plate. Note that, in FIG. 9, the alignment layer that determines the twisted structure of the TN type liquid crystal, which is a component of the liquid crystal panel 20, is omitted. Scan electrode 2
2 and the signal electrodes 24B, 24G, and 24R for each color are orthogonal to each other with the liquid crystal layer 23 interposed therebetween. Each rectangular portion of the liquid crystal layer 23 where the scanning electrode 22 intersects with the B light signal electrode 24B is a B light. Each rectangular portion of the liquid crystal layer 23 where the scanning electrode 22 and the G light signal electrode 24G intersect constitutes a G light color pixel, and the scanning electrode 22 and the R light signal Each rectangular portion that intersects with the electrode 24R constitutes a color pixel for R light, and a unit pixel is composed of one color pixel for B, G, and R light.
Has a plurality of the unit pixels.

【００６４】走査電極２２と各色用信号電極２４Ｂ、２
４Ｇ、２４Ｒとを選択して、当該電極間に電圧を印加さ
せることにより、両電極間の液晶層２３（すなわち、色
画素）の液晶の配列が、前記配向層によるねじれ配列か
ら、液晶分子が互いに平行に配列した状態になる。この
選択された色画素に入射されたＳ偏光光は、液晶分子が
このように配列することより、液晶層２３の当該色画素
の部分が１／４波長板として機能し、これにより円偏光
として前記反射層２５に入射し、当該反射層２５にて反
射されて、再び液晶層２３の当該色画素の部分を逆行し
て進行し、入射光と９０度位相が変換されたＰ偏光光と
して当該液晶パネル２０から射出されてマイクロレンズ
アレイ部材１０に再び入射される。The scanning electrode 22 and the signal electrodes 24B for each color, 2
4G and 24R, and by applying a voltage between the electrodes, the alignment of the liquid crystal in the liquid crystal layer 23 (that is, the color pixel) between the electrodes is changed from the twisted alignment by the alignment layer to the alignment of the liquid crystal molecules. They are arranged in parallel with each other. With the S-polarized light incident on the selected color pixel, the liquid crystal molecules are arranged in this manner, so that the portion of the liquid crystal layer 23 corresponding to the color pixel functions as a quarter-wave plate, thereby forming circularly polarized light. The light enters the reflection layer 25, is reflected by the reflection layer 25, travels backward in the color pixel portion of the liquid crystal layer 23 again, and is converted into P-polarized light having a 90-degree phase converted from the incident light. The light is emitted from the liquid crystal panel 20 and is again incident on the microlens array member 10.

【００６５】一方、選択されなかった色画素に入射され
たＳ偏光光は、前記配向層によって決定される液晶分子
の捻れ構造によって旋光されて進行して前記反射層２５
に入射され、当該反射層２５にて反射され、再び液晶層
２３における当該色画素の液晶分子の捻れ構造に従って
旋光されて逆行して進行し、入射光と同じＳ偏光光とし
て当該液晶パネル２０から射出される。On the other hand, the S-polarized light that has entered the unselected color pixels is rotated by the twisted structure of the liquid crystal molecules determined by the alignment layer and travels to the reflection layer 25.
, Is reflected by the reflective layer 25, is rotated again according to the twisted structure of the liquid crystal molecules of the color pixel in the liquid crystal layer 23, travels backward, and travels from the liquid crystal panel 20 as the same S-polarized light as the incident light. Be injected.

【００６６】このように、液晶パネル２０は、選択され
た箇所の色画素に入射したＳ偏光光をＰ偏光光に変換し
て反射させて射出させ、選択されない色画素に入射した
Ｓ偏光光をＳ偏光光のまま反射して射出させ、これら両
偏光光の混合光を変調光として射出させてマイクロレン
ズアレイ部材２０に再び入射させる。As described above, the liquid crystal panel 20 converts the S-polarized light that has entered the color pixel at the selected location into P-polarized light, reflects and emits it, and converts the S-polarized light that has entered the unselected color pixel. The S-polarized light is reflected and emitted as it is, and a mixed light of these two polarized lights is emitted as modulated light, and is incident on the microlens array member 20 again.

【００６７】なお、液晶パネル２０の構造は前述した構
造に限定されるものではない。前述した例では、液晶パ
ネル２０の各色画素は互いに直交するように配置された
走査電極２２と各色光用信号電極２４Ｂ，２４Ｇ，２４
Ｒとの交差部分として形成され、色画素の選択は当該電
極２２と電極２４Ｂ，２４Ｇ，２４Ｒとの間に電圧を印
加するよって行うものであったが、ライン状に形成され
た走査電極２２に代えて当該部分に全面電極を形成し、
各色画素ごとに設けたＴＦＴ等の非線形スイッチング素
子にて色画素を選択する構成とすることも可能である。
その場合には、ガラス基板２６上に前記ＴＦＴ等の素子
を各画素毎に構成し、当該ＴＦＴ等の素子の上に画素兼
反射層を構成する電極層（反射電極）を構成し、当該Ｔ
ＦＴ等の素子のスイッチングにより、当該反射電極と前
記全面電極との間に電圧を印加させることにより、両電
極間に存在する液晶層、すなわち、各色画素を選択する
ように構成する。The structure of the liquid crystal panel 20 is not limited to the structure described above. In the above-described example, each color pixel of the liquid crystal panel 20 is composed of the scanning electrode 22 and the color light signal electrodes 24B, 24G, and 24 arranged orthogonally to each other.
The color pixel is formed as an intersection with R, and the selection of a color pixel is performed by applying a voltage between the electrode 22 and the electrodes 24B, 24G, and 24R. Instead, an entire surface electrode is formed on the portion,
It is also possible to adopt a configuration in which a color pixel is selected by a non-linear switching element such as a TFT provided for each color pixel.
In this case, an element such as the TFT is formed for each pixel on the glass substrate 26, and an electrode layer (reflection electrode) forming a pixel / reflection layer is formed on the element such as the TFT.
By applying a voltage between the reflective electrode and the entire surface electrode by switching an element such as an FT, a liquid crystal layer existing between the electrodes, that is, each color pixel is selected.

【００６８】ところで、ミラー４Ｂ，４Ｇ，４Ｒが前述
したように互いに所定の角度を有するように配置されて
いるので、図９に示すように、反射型ライトバルブ５の
マイクロレンズアレイ部材１０の第１のマイクロレンズ
アレイ１２の形成面の各入射開口（マイクロレンズアレ
イ１２を構成する各マイクロレンズの入射面）に、Ｂ
光、Ｇ光及びＲ光のＳ偏光光の光束は、それぞれミラー
４Ｂ，４Ｇ，４Ｒの傾きによって決定される傾きを持っ
て入射されることになる。図９には、第１のマイクロレ
ンズアレイ１２の１つのマイクロレンズの入射面（前記
入射開口）に入射する各色光のＳ偏光光の光束の様子も
示している。Since the mirrors 4B, 4G, and 4R are arranged so as to have a predetermined angle as described above, as shown in FIG. In each of the entrance apertures on the formation surface of the microlens array 12 (the entrance surfaces of the microlenses constituting the microlens array 12), B
The luminous flux of the S-polarized light of the light, the G light, and the R light is incident with an inclination determined by the inclination of the mirrors 4B, 4G, and 4R, respectively. FIG. 9 also shows the state of the luminous flux of the S-polarized light of each color light incident on the entrance surface (the entrance aperture) of one microlens of the first microlens array 12.

【００６９】マイクロレンズアレイ部材１０に斜めに入
射するＢ光のＳ偏光光の光束は、第１のマイクロレンズ
アレイ１２のマイクロレンズによって屈折されて集光し
ていき、当該マイクロレンズに相対した位置に形成され
た第２のマイクロレンズアレイ１３のマイクロレンズに
よって更に集光され絞られて、液晶パネル２０に形成さ
れたＢ光用画素に（したがって、Ｂ光用信号電極２４Ｂ
に）集光される。この際、前述したように、第１のマイ
クロレンズアレイ１２の各レンズの主平面と第２のマイ
クロレンズアレイ１３の各レンズの主平面との間の距離
が、第２のマイクロレンズアレイ１３の各レンズの焦点
距離と等しいので、Ｂ光のＳ偏光光の光束の中心光線す
なわち前記入射開口にて決定される光束の主光線は、第
２のマイクロレンズアレイ１３のマイクロレンズを射出
してから液晶層２３を経由して当該Ｂ光用信号電極２４
Ｂまで、光軸に対して平行となる。さらに、この主光線
は、この平行状態を維持して画素裏面に構成された反射
層２５に入射し、当該平行状態を維持したまま反射の法
則に従って反射層２５にて反射され液晶層２３を逆行
し、前述した液晶パネル２０の機能に従って変調光とな
って、マイクロレンズアレイ部材１０を入射時と逆方向
に進行して当該部材１０を射出し、入射光方向と逆方向
に進行する。The luminous flux of S-polarized light of B light obliquely incident on the microlens array member 10 is refracted by the microlens of the first microlens array 12 and condensed, and the position corresponding to the microlens is changed. Further, the light is further condensed and converged by the microlenses of the second microlens array 13 formed on the liquid crystal panel 20 to the B light pixels (therefore, the B light signal electrodes 24B).
). At this time, as described above, the distance between the principal plane of each lens of the first microlens array 12 and the principal plane of each lens of the second microlens array 13 is equal to the distance of the second microlens array 13. Since the focal length is equal to the focal length of each lens, the central ray of the luminous flux of the S-polarized light of B light, that is, the principal ray of the luminous flux determined at the entrance aperture is emitted from the microlens of the second microlens array 13 The B light signal electrode 24 via the liquid crystal layer 23
Up to B, it is parallel to the optical axis. Further, the principal ray enters the reflective layer 25 formed on the back surface of the pixel while maintaining the parallel state, and is reflected by the reflective layer 25 according to the law of reflection while maintaining the parallel state, and travels backward through the liquid crystal layer 23. Then, the light becomes modulated light according to the function of the liquid crystal panel 20 described above, and travels through the microlens array member 10 in the direction opposite to that at the time of incidence, exits the member 10, and travels in the direction opposite to the direction of incident light.

【００７０】同様に、マイクロレンズアレイ部材１０に
斜めに入射するＲ光のＳ偏光光の光束は、第１のマイク
ロレンズアレイ１２のマイクロレンズによって屈折され
て集光していき、当該マイクロレンズに相対した位置に
形成された第２のマイクロレンズアレイ１３のマイクロ
レンズによって更に集光され絞られて、液晶パネル２０
に形成されたＲ光用画素に（したがって、Ｒ光用信号電
極２４Ｒに）集光される。この際、前述したように、第
１のマイクロレンズアレイ１２の各レンズの主平面と第
２のマイクロレンズアレイ１３の各レンズの主平面との
間の距離が、第２のマイクロレンズアレイ１３の各レン
ズの焦点距離と等しいので、Ｒ光のＳ偏光光の光束の中
心光線すなわち前記入射開口にて決定される光束の主光
線は、第２のマイクロレンズアレイ１３のマイクロレン
ズを射出してから液晶層２３を経由して当該Ｒ光用信号
電極２４Ｒまで、光軸に対して平行となる。さらに、こ
の主光線は、この平行状態を維持して画素裏面に構成さ
れた反射層２５に入射し、当該平行状態を維持したまま
反射の法則に従って反射層２５にて反射され液晶層２３
を逆行し、前述した液晶パネル２０の機能に従って変調
光となって、マイクロレンズアレイ部材１０を入射時と
逆方向に進行して当該部材１０を射出し、入射光方向と
逆方向に進行する。Similarly, the luminous flux of the R light and the S-polarized light obliquely incident on the microlens array member 10 is refracted by the microlenses of the first microlens array 12 and condensed. The liquid crystal panel 20 is further condensed and converged by the microlenses of the second microlens array 13 formed at opposing positions.
The light is condensed on the R-light pixel formed at (i.e., on the R-light signal electrode 24R). At this time, as described above, the distance between the principal plane of each lens of the first microlens array 12 and the principal plane of each lens of the second microlens array 13 is equal to the distance of the second microlens array 13. Since the focal length is equal to the focal length of each lens, the central ray of the luminous flux of the S-polarized light of the R light, that is, the principal ray of the luminous flux determined at the entrance aperture, exits the microlens of the second microlens array 13 The liquid crystal layer 23 is parallel to the optical axis up to the R light signal electrode 24R. Further, the principal ray enters the reflection layer 25 formed on the back surface of the pixel while maintaining the parallel state, and is reflected by the reflection layer 25 according to the law of reflection while maintaining the parallel state, and is reflected by the liquid crystal layer 23.
The modulated light is modulated according to the function of the liquid crystal panel 20 described above, and travels in the direction opposite to the direction when the microlens array member 10 is incident, exits the member 10, and travels in the direction opposite to the direction of the incident light.

【００７１】同様に、マイクロレンズアレイ部材１０に
垂直に入射するＧ光のＳ偏光光の光束は、第１のマイク
ロレンズアレイ１２のマイクロレンズによって屈折され
て集光していき、当該マイクロレンズに相対した位置に
形成された第２のマイクロレンズアレイ１３のマイクロ
レンズによって更に集光され絞られて、液晶パネル２０
に形成されたＧ光用画素に（したがって、Ｇ光用信号電
極２４Ｇに）集光される。この際、前述したように、第
１のマイクロレンズアレイ１２の各レンズの主平面と第
２のマイクロレンズアレイ１３の各レンズの主平面との
間の距離が、第２のマイクロレンズアレイ１３の各レン
ズの焦点距離と等しいので、Ｇ光のＳ偏光光の光束の中
心光線すなわち前記入射開口にて決定される光束の主光
線は、第２のマイクロレンズアレイ１３のマイクロレン
ズを射出してから液晶層２３を経由して当該Ｇ光用信号
電極２４Ｇまで、光軸に対して平行となる。さらに、こ
の主光線は、この平行状態を維持して画素裏面に構成さ
れた反射層２５に入射し、当該平行状態を維持したまま
反射の法則に従って反射層２５にて反射され液晶層２３
を逆行し、前述した液晶パネル２０の機能に従って変調
光となって、マイクロレンズアレイ部材１０を入射時と
逆方向に進行して当該部材１０を射出し、入射光方向と
逆方向に進行する。Similarly, the luminous flux of the S-polarized light of the G light which is perpendicularly incident on the microlens array member 10 is refracted by the microlenses of the first microlens array 12 and condensed. The liquid crystal panel 20 is further condensed and converged by the microlenses of the second microlens array 13 formed at opposing positions.
The light is condensed on the G light pixel formed on the G light signal (therefore, on the G light signal electrode 24G). At this time, as described above, the distance between the principal plane of each lens of the first microlens array 12 and the principal plane of each lens of the second microlens array 13 is equal to the distance of the second microlens array 13. Since the focal length is equal to the focal length of each lens, the central ray of the luminous flux of the S-polarized light of the G light, that is, the principal ray of the luminous flux determined at the entrance aperture is emitted from the microlens of the second microlens array 13 The liquid crystal layer 23 is parallel to the optical axis up to the G light signal electrode 24G. Further, the principal ray enters the reflection layer 25 formed on the back surface of the pixel while maintaining the parallel state, and is reflected by the reflection layer 25 according to the law of reflection while maintaining the parallel state, and is reflected by the liquid crystal layer 23.
The modulated light is modulated according to the function of the liquid crystal panel 20 described above, and travels in the direction opposite to the direction when the microlens array member 10 is incident, exits the member 10, and travels in the direction opposite to the direction of the incident light.

【００７２】以上の説明からわかるように、反射型ライ
トバルブ５に入射する各色のＳ偏光光の光束は、何れの
色光についても、前記各入射開口によって決定される主
光線が、反射型ライトバルブ５の変調層である液晶層２
３中において光軸に対して平行となり、当該液晶層２３
中においてテレセントリックな特性を有している。した
がって、本実施の形態によれば、液晶層２３が入射角に
よって変調特性が変化する角度依存性を有していること
に起因する各色光毎の変調の程度の相違によるコントラ
ストの低下を防止することができる。As can be understood from the above description, the luminous flux of the S-polarized light of each color entering the reflection type light valve 5 is such that, for any color light, the principal ray determined by the above-mentioned respective entrance apertures is the reflection type light valve. Liquid crystal layer 2 which is a modulation layer of No. 5
3, the liquid crystal layer 23 becomes parallel to the optical axis.
It has telecentric characteristics. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to prevent a decrease in contrast due to a difference in the degree of modulation for each color light, which is caused by the fact that the liquid crystal layer 23 has an angle dependence in which the modulation characteristic changes depending on the incident angle. be able to.

【００７３】再び図１を参照すると、反射型ライトバル
ブ５を射出した各色光の変調光（当該変調光には、選択
した箇所のＰ偏光光（信号光）と選択されていない箇所
のＳ偏光光とが混ざっている。）は、前記ミラー４Ｒ、
４Ｇ、４Ｂを液体２中に浸漬した容器９の前記部分９ｂ
から、当該部分９ｂを射出した時と逆の方向に進行し
て、再度容器９内に入射される。Referring again to FIG. 1, the modulated light of each color light emitted from the reflection type light valve 5 (the modulated light includes P-polarized light (signal light) at a selected location and S-polarized light at a non-selected location). Is mixed with light.) Is the mirror 4R,
The portion 9b of the container 9 in which 4G and 4B are immersed in the liquid 2.
Then, the light travels in the direction opposite to the direction in which the part 9b is emitted, and is incident on the container 9 again.

【００７４】容器９に入射した各色光の変調光は、ダイ
クロイックミラー４Ｂ，４Ｇ，４Ｒにそれぞれ各色毎に
異なる方向から入射され、ダイクロイックミラー４Ｂ，
４Ｇ，４Ｒによって検光される。すなわち、各色光の変
調光のうちのＰ偏光光（信号光）のみが、前述した図
３、図５及び図７に示すミラー４Ｂ，４Ｇ，４Ｒの特性
に従って、ミラー４Ｂ，４Ｇ，４Ｒを透過し（つまり、
検光され）、容器９の部分９ｃから射出され、投射レン
ズ６にてスクリーン７上に投射される。なお、前記各色
光の変調光のうちのＳ偏光光（非信号光）は、ミラー４
Ｂ，４Ｇ，４Ｒによって光源方向に反射されて廃棄され
る。The modulated light of each color light incident on the container 9 is incident on the dichroic mirrors 4B, 4G, 4R from different directions for each color, and the dichroic mirrors 4B,
The light is analyzed by 4G and 4R. That is, only the P-polarized light (signal light) of the modulated light of each color light passes through the mirrors 4B, 4G, and 4R according to the characteristics of the mirrors 4B, 4G, and 4R shown in FIGS. (That is,
The light is emitted from the portion 9 c of the container 9 and projected on the screen 7 by the projection lens 6. The S-polarized light (non-signal light) of the modulated light of each color light is reflected by the mirror 4.
B, 4G, and 4R reflect the light toward the light source and are discarded.

【００７５】本実施の形態によれば、液体８中に浸漬さ
れたミラー４Ｂ，４Ｇ，４Ｒからなる光学系が、光源光
をＲ光、Ｇ光及びＢ光に色分解して各色光を互いに異な
る方向に射出する色分解機能のみならず、偏光ビームス
プリッタの機能（偏光分離機能）を兼ねているので、偏
光ビームスプリッタを用いる必要がなくなり、装置構成
のコンパクト化を図ることができる。According to the present embodiment, the optical system composed of the mirrors 4B, 4G, and 4R immersed in the liquid 8 separates the light source light into R light, G light, and B light, and separates each color light from each other. Since it has not only the color separation function of emitting light in different directions but also the function of a polarization beam splitter (polarization separation function), it is not necessary to use a polarization beam splitter, and the apparatus configuration can be made compact.

【００７６】また、本実施の形態によれば、ミラー４
Ｂ，４Ｇ，４Ｒからなる光学系が所定の屈折率を有する
液体８中に浸漬されたものであるので、当該光学系の色
分解機能及び偏光分離機能の両方が良好なものとなる。
したがって、前述した従来の投射型表示装置のように投
射像の明るさが低下したり投射像のコントラストが低下
したりするようなことがなく、十分な投射像の画質を確
保することができる。According to the present embodiment, the mirror 4
Since the optical system composed of B, 4G, and 4R is immersed in the liquid 8 having a predetermined refractive index, both the color separation function and the polarization separation function of the optical system are improved.
Therefore, unlike the above-mentioned conventional projection display device, the brightness of the projected image does not decrease and the contrast of the projected image does not decrease, and a sufficient image quality of the projected image can be secured.

【００７７】このように、本実施の形態によれば、投射
像の画質の確保と装置構成のコンパクト化を同時に達成
することができる。As described above, according to the present embodiment, it is possible to simultaneously secure the image quality of the projection image and make the apparatus compact.

【００７８】以上、本発明の一実施の形態について説明
したが、本発明はこの実施の形態に限定されるものでは
ない。As described above, one embodiment of the present invention has been described, but the present invention is not limited to this embodiment.

【００７９】例えば、前記実施の形態においては、反射
型ライトバルブ５を構成するマイクロレンズアレイ部材
１０の第１及び第２のマイクロレンズアレイ１２，１３
は選択的イオン拡散法を用いて作製したものであった
が、当該作製法に限定されることはないことは言うまで
もない。さらに、当該マイクロレンズアレイ１２，１３
のマイクロレンズの形状も内側に形成した凹凸のない構
成に限定する必要もなく、例えば、外側に凸のマイクロ
レンズとしてもよい。For example, in the above embodiment, the first and second micro lens arrays 12 and 13 of the micro lens array member 10 constituting the reflection type light valve 5 are described.
Was prepared by using the selective ion diffusion method, but it is needless to say that the method is not limited to this method. Further, the micro lens arrays 12, 13
The shape of the microlens need not be limited to a configuration having no irregularities formed on the inside, and may be, for example, a microlens convex on the outside.

【００８０】さらに、前記実施の形態においては、マイ
クロレンズアレイ部材１０が第１及び第２のマイクロレ
ンズアレイ１２，１３を有していたが、本発明では、例
えば、第２のマイクロレンズアレイ１３を取り除いて、
第１のマイクロレンズアレイ１２のみによって各色画素
に集光されるように構成してもよい。Further, in the above-described embodiment, the microlens array member 10 has the first and second microlens arrays 12 and 13, but in the present invention, for example, the second microlens array 13 is used. And remove
It may be configured such that light is condensed on each color pixel only by the first microlens array 12.

【００８１】[0081]

【発明の効果】以上説明したように、本発明による投射
型表示装置によれば、投射像の画質の確保と装置構成の
コンパクト化を同時に達成することができる。As described above, according to the projection type display device of the present invention, it is possible to simultaneously secure the image quality of the projected image and to make the device configuration compact.

【００８２】また、本発明による光学系によれば、色分
解機能及び偏光分離機能の両方が良好となる。Further, according to the optical system of the present invention, both the color separation function and the polarization separation function are improved.

[Brief description of the drawings]

【図１】本発明の一実施の形態による投射型表示装置を
示す概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a projection display device according to an embodiment of the present invention.

【図２】Ｂ光用ミラーの断面構造を模式的に示す図であ
る。FIG. 2 is a diagram schematically illustrating a cross-sectional structure of a mirror for B light.

【図３】図２に示すＢ光用ミラーの液浸状態の分光特性
を示す図である。3 is a diagram illustrating spectral characteristics of the mirror for B light illustrated in FIG. 2 in a liquid immersion state.

【図４】Ｇ光用ミラーの断面構造を模式的に示す図であ
る。FIG. 4 is a diagram schematically showing a cross-sectional structure of a mirror for G light.

【図５】図４に示すＧ光用ミラーの液浸状態の分光特性
を示す図である。5 is a diagram showing spectral characteristics of the mirror for G light shown in FIG. 4 in a liquid immersion state.

【図６】Ｒ光用ミラーの断面構造を模式的に示す図であ
る。FIG. 6 is a diagram schematically showing a cross-sectional structure of an R light mirror.

【図７】図６に示すＲ光用ミラーの液浸状態の分光特性
を示す図である。7 is a diagram illustrating spectral characteristics of the R light mirror illustrated in FIG. 6 in a liquid immersion state.

【図８】図４に示すＧ光用ミラーの空気中に配置した状
態の分光特性を示す図である。8 is a diagram showing spectral characteristics of the G light mirror shown in FIG. 4 in a state where the mirror is arranged in the air.

【図９】図１中の反射型ライトバルブの概略断面図であ
る。FIG. 9 is a schematic sectional view of the reflection type light valve in FIG. 1;

【図１０】従来の投射型表示装置を示す概略構成図であ
る。FIG. 10 is a schematic configuration diagram showing a conventional projection display device.

【図１１】図１１に示す従来の投射型表示装置のライト
バルブを示す概略断面図である。11 is a schematic sectional view showing a light valve of the conventional projection display device shown in FIG.

[Explanation of symbols]

１ランプ２楕円鏡３整形レンズ４ＲＲ光用ミラー４ＧＧ光用ミラー４ＢＢ光用ミラー５反射型ライトバルブ６投射レンズ７スクリーン８液体９容器１０マイクロレンズアレイ部材１２第１のマイクロレンズアレイ１３第２のマイクロレンズアレイ２０液晶パネル Reference Signs List 1 lamp 2 elliptical mirror 3 shaping lens 4R mirror for R light 4G mirror for G light 4B mirror for B light 5 reflection type light valve 6 projection lens 7 screen 8 liquid 9 container 10 micro lens array member 12 first micro lens array 13 Second micro lens array 20 Liquid crystal panel

Claims

[Claims]

1. A light source for light-separating light beams of first, second, and third colors into light beams of first, second, and third colors. An optical system that emits one polarized light of a light beam of the color in first, second, and third directions different from each other, wherein the optical system is immersed in a liquid having a predetermined refractive index; One of the light beams of the first to third colors emitted from the system is incident from different directions respectively corresponding to the first, second, and third directions;
A reflective light valve that modulates one of the first, second, and third color light beams, and a projection optical system, wherein modulated light of each color modulated by the reflective light valve is provided. Is incident on the optical system and is analyzed, and the analyzed light is projected by the projection optical system.

2. The optical system according to claim 1, wherein the first, second, and third optical systems are arranged in order from a light incident side so as to form a predetermined angle with each other and immersed in the liquid having a predetermined refractive index.
A first mirror having a property of reflecting the S-polarized light of the light beam of the first color out of the light from the light source and transmitting other light, and transmitting the first mirror A second mirror having a property of reflecting the S-polarized light of the light flux of the second color among the light emitted and transmitting the other light; and a third color of the light transmitted through the second mirror. The projection display device according to claim 1, further comprising: a third mirror having a characteristic of reflecting S-polarized light of the light flux and transmitting other light.

3. The reflection type light valve includes: a first color pixel for modulating one polarized light of the first color light beam incident thereon; and one polarization of the second light beam incident thereon. A liquid crystal panel having a plurality of unit pixels each including a second color pixel that modulates light and a third color pixel that modulates one polarized light beam of the third color light beam incident thereon; 3. The projection display device according to claim 1, further comprising: a microlens array member for selectively converging one polarized light of each color light beam to a corresponding color pixel.

4. The reflection light valve, wherein one of the first, second, and third light beams incident on the reflection light valve is determined by each entrance aperture corresponding to each pixel of the reflection light valve. 4. The projection display device according to claim 3, wherein the principal light beam has telecentric characteristics in the modulation layer of the reflection type light valve.

5. The micro-lens array member includes a first micro-lens array arranged on an incident surface side and a second micro-lens array arranged on an exit surface side. 5. The projection display device according to 3 or 4.

6. The distance between the principal plane of each lens of the first microlens array and the principal plane of each lens of the second microlens array, wherein the distance between the principal plane of each lens of the second microlens array is 6. The projection type display device according to claim 5, wherein the projection type display device has substantially the same focal length.

7. The light from the light source is color-separated into light beams of first, second and third colors, and the light beams of the first to third colors are polarized and separated, respectively. An optical system that emits one polarized light of a light beam of a color in first, second, and third directions different from each other, wherein the optical system is immersed in a liquid having a predetermined refractive index. system.

8. The first, second and third mirrors arranged in order from the light incident side so as to form a predetermined angle with each other and immersed in the liquid having a predetermined refractive index, A first mirror having a property of reflecting the S-polarized light of the light beam of the first color among the light from the light source and transmitting other light; and a second mirror of the light transmitted through the first mirror. A second mirror having a property of reflecting the S-polarized light of the light beam of the color and transmitting other light, and converting the S-polarized light of the light beam of the third color from the light transmitted through the second mirror. The optical system according to claim 7, further comprising: a third mirror having a characteristic of reflecting and transmitting other light.