JP2001154152A - Optical engine, and video displaying device using the same - Google Patents
Optical engine, and video displaying device using the sameInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶パネルあるい
は反射式液晶表示素子などのライトバルブ素子を使用し
スクリーン上に映像を投影する表示装置、例えば、液晶
プロジェクタ装置や、反射式映像表示プロジェクタ装
置、液晶テレビジョン、投写型ディスプレイ装置等の映
像表示装置に関するものである。The present invention relates to a display device for projecting an image on a screen using a light valve element such as a liquid crystal panel or a reflection type liquid crystal display device, for example, a liquid crystal projector device and a reflection type image display projector device. , A liquid crystal television, and a video display device such as a projection display device.
【0002】[0002]
【従来の技術】液晶パネル等のライトバルブ素子に、電
球などの光源からの光を当てて、ライトバルブ素子上の
画像を拡大投射する液晶プロジェクタ等の投写型映像表
示装置が知られている。2. Description of the Related Art There is known a projection type image display apparatus such as a liquid crystal projector which irradiates a light valve element such as a liquid crystal panel with light from a light source such as a light bulb to enlarge and project an image on the light valve element.
【0003】この種の映像表示装置は、光源からの光を
ライトバルブ素子で画素毎の濃淡に変えて調節し、スク
リーンなどに投射するものである。例えば、液晶表示素
子の代表例であるツイステッド・ネマティック(TN)型液
晶表示素子は、透明な電極被膜をもつ一対の透明基板間
に液晶を注入して成る液晶セルの前後に、各々の偏光方
向が互いに90°異なるように2枚の偏光板を配置したも
のであり、液晶の電気光学効果により偏光面を回転させ
る作用と、偏光板の偏光成分の選択作用とを組み合わせ
ることにより、入射光の透過光量を制御して画像情報を
表示するようになっている。近年、こうした透過型ある
いは反射型の映像表示素子では、素子自体の小型化が進
むとともに、解像度等の性能も急速に向上している。[0003] This type of video display device is a device in which light from a light source is changed into light and shade for each pixel by a light valve element, adjusted, and projected onto a screen or the like. For example, a twisted nematic (TN) type liquid crystal display element, which is a typical example of a liquid crystal display element, has a polarization direction before and after a liquid crystal cell formed by injecting liquid crystal between a pair of transparent substrates having a transparent electrode coating. Are arranged 90 degrees apart from each other by combining the action of rotating the plane of polarization by the electro-optic effect of the liquid crystal and the action of selecting the polarization component of the polarizing plate, thereby reducing the incident light. Image information is displayed by controlling the amount of transmitted light. In recent years, in such a transmission type or reflection type image display device, the size of the device itself has been reduced, and the performance such as resolution has been rapidly improved.
【0004】このため、この映像表示素子等のライトバ
ルブ素子を用いた表示装置の小型高性能化も進み、単に
従来のようにビデオ信号等による映像表示を行うだけで
なく、パーソナルコンピュータの画像出力装置としての
投射型映像表示装置も新たに提案されている。この種の
投射型映像表示装置には、特に、小型であることと、画
面の隅々まで明るい画像が得られることが要求される。
しかし、従来の投射型映像表示装置は、大型であった
り、また最終的に得られた画像の明るさ、画質等の性能
が不十分であるといった問題があった。[0004] For this reason, a display device using a light valve element such as an image display element has been miniaturized and improved in its performance. A projection type video display device as a device has also been newly proposed. In particular, this type of projection type video display device is required to be small in size and to obtain a bright image to every corner of the screen.
However, the conventional projection-type image display device has a problem that it is large in size, and the performance such as brightness and image quality of a finally obtained image is insufficient.
【0005】例えば、液晶表示装置全体の小型化には、
ライトバルブ素子、すなわち液晶表示素子自体の小型化
が有効であるが、液晶表示素子を小型化すると液晶手段
による被照射面積が小さくなるため光源が放射する全て
の光束量に対する照明手段による被照射面積が小さくな
るため光源が放射する全ての光束量に対する液晶表示素
子上の光束量の比率(以下、これを光利用効率という)
が低くなり、また、画面周辺部が暗い等の問題が生じ
る。さらに、液晶表示素子は一方向の偏光光しか利用で
きないため、ランダムな偏光光を発する光源からの光の
約半分は利用されない。 光源からのランダムな偏光光
を一方向の偏光方向に揃えて液晶表示素子に照射する光
学系としては、特開平4−63318号公報に開示され
ているような偏光ビームスプリッターなどの偏光変換素
子を利用して、光源から出射するランダムな偏光光をP
偏光光とS偏光光に分離してプリズムを用いて合成する
ものがある。For example, to reduce the size of the entire liquid crystal display device,
It is effective to reduce the size of the light valve element, that is, the liquid crystal display element itself. However, when the size of the liquid crystal display element is reduced, the area illuminated by the liquid crystal means becomes smaller. Is smaller, the ratio of the amount of luminous flux on the liquid crystal display element to the total amount of luminous flux emitted by the light source (hereinafter referred to as light utilization efficiency)
And the peripheral portion of the screen is dark. Further, since the liquid crystal display device can use only one-way polarized light, about half of light from a light source that emits randomly polarized light is not used. As an optical system for irradiating a liquid crystal display element with random polarized light from a light source aligned in one direction of polarization, a polarization conversion element such as a polarization beam splitter as disclosed in JP-A-4-63318 is known. Utilizing random polarized light emitted from the light source as P
There is a type that separates polarized light and S-polarized light and combines them using a prism.
【0006】また、これを用いて、従来の光学系におい
ては、特に反射型液晶表示装置を用いた照明光学系で
は、上記偏光ビームスプリッタと反射型液晶表示素子を
組合せて、映像のON及びOFF及び階調表現に応じて
偏光方向を変換することで検光し、その後投射レンズに
より映像をスクリーン上に投射する構成となっている。
この場合、偏光ビームスプリッタに起因して、色むらや
コントラスト低下が問題となる。すなわち、光の入射角
度に対するP偏光光の透過率およびS偏光光の反射率の
特性が変化するため、照明光学系の所定角度の光に対し
て偏光ビームスプリッタの透過率および反射率ムラが生
じる。これにより、スクリーンに投影される画質の劣化
が発生する。Further, by using this, in a conventional optical system, particularly in an illumination optical system using a reflection type liquid crystal display device, the polarization beam splitter and the reflection type liquid crystal display element are combined to turn on and off an image. The light is analyzed by changing the polarization direction according to the gradation expression, and then the image is projected on the screen by the projection lens.
In this case, there is a problem of color unevenness and contrast reduction due to the polarization beam splitter. That is, since the characteristics of the transmittance of the P-polarized light and the reflectance of the S-polarized light with respect to the incident angle of the light change, the transmittance and the reflectance unevenness of the polarizing beam splitter occur for the light of a predetermined angle of the illumination optical system. . As a result, the image quality projected on the screen deteriorates.
【0007】特開平09−054213号公報に開示さ
れているようなPB膜を挟み込む透過性材料を光弾性係
数の絶対値を1.5×10-8cm2/N以下である硝材で構
成をした偏光ビームスプリッタを利用して、偏光ビーム
スプリッタ硝材内での複屈折を低下し、スクリーン上の
コントラストを向上するものがある。しかし、この発明
では、偏光ビームスプリッタ硝材自体の重量が重く(従
来比略2倍以上)、コストも高くなるので、利用個数を
低減したい。しかし、この発明の実施例以外で、一般的
な光学系はRGB3枚の反射型パネルに対し、各々3つ
の偏光ビームスプリッタを使用するため、光学系の大き
さ、重量及びコストをそれぞれ低減することについては
考慮されていない。A transparent material sandwiching a PB film as disclosed in JP-A-09-054213 is made of a glass material having an absolute value of a photoelastic coefficient of 1.5 × 10 −8 cm 2 / N or less. There is a method in which the use of a polarized light beam splitter reduces the birefringence in the polarizing beam splitter glass material and improves the contrast on the screen. However, in the present invention, the weight of the polarizing beam splitter glass material itself is heavy (about twice or more as compared with the related art), and the cost is also high. However, other than the embodiment of the present invention, a general optical system uses three polarizing beam splitters for each of three RGB reflective panels, so that the size, weight, and cost of the optical system must be reduced. Is not considered.
【0008】また、反射式液晶表示素子等を用いる光学
系においては、色分離・合成系にダイクロイックコート
を施したダイクロイックプリズムもしくはダイクロイッ
クミラーを用い、色分離・合成系に入射及び出射する時
の偏光方向により光りの方向を変えている。ダイクロイ
ックコートは入射する光の偏光方向により特性が変化す
ることが知られている。すなわち、P偏光光とS偏光光
とでは、分離する波長帯域に違いが生じる。具体的に説
明すると、ダイクロイック青反射面では、S偏光入射光
に比べP偏光入射光の半値波長が低くなる。この場合、
S偏光で入射した光は、青反射コーテイング面のS偏光
半値波長λsに従い反射光と透過光に分離される。画像
情報が白の時、光は青用反射型液晶表示素子にてP偏光
光に偏光変換され、青反射コーテイング面に再入射され
る。今度は、P偏光半値波長λpに従い反射光と透過光
に分離される。この際、半値波長が低くなっている分、
反射せずに、透過してしまう波長帯域がある。この透過
した波長帯域の光は、映像表示装置で活用することがで
きないために、上記半値波長差分の光は失われ、明るさ
の減少及び色性能の劣化が起こる。同様のことが赤反射
面でも起る。従って、この波長帯域のずれの分の光を利
用できないということになる。これにより映像表示装置
として、光利用効率の低下及び、色度性能の低下の問題
が発生する。In an optical system using a reflection type liquid crystal display device or the like, a dichroic prism or a dichroic mirror having a dichroic coating applied to a color separation / combination system is used, and polarization when entering and exiting the color separation / combination system is used. The direction of light changes depending on the direction. It is known that the characteristics of a dichroic coat change depending on the polarization direction of incident light. That is, a difference occurs in the wavelength band to be separated between the P-polarized light and the S-polarized light. More specifically, on the dichroic blue reflecting surface, the half-value wavelength of the P-polarized light becomes lower than that of the S-polarized light. in this case,
The light incident as S-polarized light is separated into reflected light and transmitted light according to the half-wavelength λs of S-polarized light on the blue reflection coating surface. When the image information is white, the light is polarization-converted to P-polarized light by the blue reflective liquid crystal display element and re-enters the blue reflective coating surface. This time, the light is separated into reflected light and transmitted light according to the P-polarized light half-value wavelength λp. At this time, the half-value wavelength is lower,
There is a wavelength band that is transmitted without being reflected. Since the transmitted light in the wavelength band cannot be used in an image display device, the light having the half-value wavelength difference is lost, and the brightness decreases and the color performance deteriorates. The same happens with the red reflective surface. Therefore, the light corresponding to the shift of the wavelength band cannot be used. As a result, there arises a problem that the light use efficiency and the chromaticity performance of the video display device are reduced.
【0009】また、映像表示装置はコントラストが重要
な性能の一つであるが、コントラスト向上のために、照
明系と偏光ビームスプリッタの間と、偏光ビームスプリ
ッタと投射レンズの間の両方あるいは何れか一方に、偏
光板を挿入するのが効果的であるが、従来の構成では、
赤色、緑色、青色の全ての光が、偏光板を通過するた
め、偏光板の温度上昇が発生し、コントラストの低下、
偏光板のヤケ等の問題が発生していた。[0009] Further, the contrast of the image display device is one of the important performances. In order to improve the contrast, in order to improve the contrast, between the illumination system and the polarizing beam splitter and / or between the polarizing beam splitter and the projection lens. On the other hand, it is effective to insert a polarizing plate, but in the conventional configuration,
Since all the red, green and blue lights pass through the polarizing plate, the temperature of the polarizing plate rises, the contrast decreases,
Problems such as burning of the polarizing plate have occurred.
【0010】以上より、映像表示装置の明るさ及び画質
を維持しながらの光学系および投射型映像表示装置自体
の大きさ低減および重量低減およびコスト低減という観
点からの対応が必要となっている。[0010] As described above, it is necessary to take measures from the viewpoints of reducing the size, weight, and cost of the optical system and the projection type video display device itself while maintaining the brightness and image quality of the video display device.
【0011】[0011]
【発明が解決しようとする課題】以上の従来技術では、
映像表示装置の明るさ及び画質上の性能を確保しつつ、
装置自体の大きさ低減、重量低減及びコスト低減を実現
する方法が課題となっている。すなわち、明るさ確保、
コントラスト向上、装置自体の大きさ低減、重量低減、
コスト低減のために、偏光ビームスプリッタと色分離合
成手段であるダイクロイックプリズムの光効率向上と、
反射型パネルに入出射するための方式の工夫と、それぞ
れの効率的な配置の工夫が必要となっている。In the above prior art,
While ensuring the brightness and image quality performance of the video display device,
There is a need for a method of reducing the size, weight, and cost of the device itself. That is, brightness securing,
Contrast improvement, size reduction of device itself, weight reduction,
In order to reduce the cost, the light efficiency of the dichroic prism, which is a polarizing beam splitter and color separation / synthesis means, has been improved.
It is necessary to devise a scheme for entering and exiting the reflective panel and a scheme for efficient arrangement of each.
【0012】本発明では、上記した従来技術での課題事
項に関して、小型・低コスト下で、明るさや高画質性能
を確保できる映像表示技術の提供が目的である。An object of the present invention is to provide a video display technique capable of securing brightness and high image quality performance at a small size and at low cost with respect to the above-mentioned problems in the prior art.
【0013】[0013]
【課題を解決するための手段】光源ユニットの出射光か
ら映像信号に応じた光学像を形成する反射型映像表示素
子と、該反射型映像表示素子に光を照射する照明光学系
と、該反射型映像表示素子から出射した光を投射する投
射手段とを備える映像表示装置用の光学エンジンにおい
て、前記反射型映像表示素子の光軸上に、光の偏光方向
を変換する偏光変換素子2個と特定波長域のみの光を反
射または透過する色分離合成手段2個との組合せ構成、
または、該偏光変換素子3個と該色分離合成手段1個と
の組合せ構成を設ける。かかる構成により、従来2〜3
個色分離合成手段と3個以上の偏光ビームスプリッタを
組み合わせて、RGB各色の反射式映像表示素子に光を
入出射させる方式が一般的であり、合計5〜6個の偏光
ビームスプリッタと色分離合成手段を必要としていた。
これを合計4個に低減できるので、小型化と軽量化及び
大幅低コスト化も可能となる。A reflection type image display element for forming an optical image corresponding to an image signal from light emitted from a light source unit, an illumination optical system for irradiating the reflection type image display element with light, and a reflection optical system. An optical engine for an image display device, comprising: projection means for projecting light emitted from the type image display element; and two polarization conversion elements for changing the polarization direction of light on the optical axis of the reflection type image display element. Combination configuration with two color separation / combination means for reflecting or transmitting light only in a specific wavelength range,
Alternatively, a combination configuration of three polarization conversion elements and one color separation / combination unit is provided. With such a configuration, conventionally,
It is common to combine individual color separation / synthesis means with three or more polarization beam splitters to input / output light to the reflection type image display device of each color of RGB. A total of 5 to 6 polarization beam splitters and color separation are used. It needed a means of synthesis.
Since this can be reduced to a total of four, downsizing, weight reduction, and significant cost reduction are also possible.
【0014】また、色合成手段を偏光変換素子の後の光
路上で、かつ投射レンズ直前の光軸上に配置した構成と
する。これにより、色合成手段のみでRGB各色の光を
合成でき、光学素子の部品点数が低減できる。また、色
合成の波長帯域を制御でき、かつ、傾斜膜等の色合成の
誘電体多層膜を配置可能とできるので、色の均一性及び
純度を高めることが可能である。また光学性能の向上と
ともに、小型化、軽量化、大幅低コスト化できるように
なる。The color synthesizing means is arranged on the optical path after the polarization conversion element and on the optical axis immediately before the projection lens. This makes it possible to combine light of each color of RGB only by the color combining means, and reduce the number of components of the optical element. In addition, since the wavelength band of color synthesis can be controlled and a dielectric multilayer film for color synthesis such as an inclined film can be arranged, it is possible to improve color uniformity and purity. In addition, the optical performance is improved, and the size, weight, and cost can be significantly reduced.
【0015】また、反射型映像表示素子のRGB各3枚
に光を入出射する略直前位置に2個の偏光変換素子を用
い、2個の偏光変換素子に光を入射させる略直前部位に
別の偏光変換素子または色分離手段を1個組合わせ、か
つ反射型映像表示素子のRGB3枚の各々を反射した映
像である出射光は、2個の偏光変換素子により検光さ
れ、この出射光が通過する部位に色合成手段を1個配置
し、かつ色合成手段からの出射光を投射手段によりスク
リーン面等に投射する構成とする。[0015] Further, two polarization conversion elements are used at positions immediately before light enters and exits each of the three R, G, and B components of the reflection-type image display element. Outgoing light, which is an image obtained by combining one of the polarization conversion elements or the color separation means, and reflecting each of the three RGB of the reflection-type image display elements, is analyzed by the two polarization conversion elements. One color synthesizing unit is arranged at a portion where the light passes, and the light emitted from the color synthesizing unit is projected onto a screen surface or the like by the projection unit.
【0016】かかる構成では、色分離手段のみでRGB
各色の光を分離でき、光学素子の部品点数が低減でき
る。また、各色パネルに入射する光の色に対し、色分離
の波長帯域を制御でき、かつ、傾斜膜等の色分離の誘電
体多層膜を配置可能とできるので、色の均一性および色
純度を高めることが可能である。この構成により、さら
なる光学性能の向上と、さらにこの構成により、小型化
と軽量化および部材と装置が小型軽量化する効果と、こ
れにより、コストも大幅に低減できる効果がある。In such a configuration, only the color separation means is used for RGB.
Light of each color can be separated, and the number of components of the optical element can be reduced. In addition, since the wavelength band of color separation can be controlled for the color of light incident on each color panel, and a dielectric multilayer film for color separation such as an inclined film can be arranged, color uniformity and color purity can be improved. It is possible to increase. With this configuration, the optical performance is further improved, and further with this configuration, there is an effect that the size and weight are reduced, and the members and devices are reduced in size and weight, and thereby the cost can be significantly reduced.
【0017】さらには、反射型映像表示素子に入出射す
る光軸上に前記偏光変換素子2個と前記色分離合成手段
2個、または前記偏光変換素子3個と前記色分離合成手
段1個の組合せ構成と、特定波長帯域の光の偏光を所定
角度の偏光方向に変換する特定波選択波長板と、を有す
る光学系構成とする。これにより構成のどの位置でも、
何枚でも挿入でき、RGB等の各色の波長帯域の光の偏
光方向を自由に変換できるので、 色分離合成手段を通
過するP偏光光とS偏光光によるダイクロイック膜の特
性変化の影響を低減でき、かつ偏光ビームスプリッタで
の色分離あるいは色合成の効率が向上し、本発明の構成
が容易に実現できるようになる。Further, the two polarization conversion elements and the two color separation / synthesis means, or the three polarization conversion elements and the one color separation / synthesis means are arranged on the optical axis of the reflection type image display element. An optical system configuration including a combination configuration and a specific wave selection wavelength plate that converts the polarization of light in a specific wavelength band into a polarization direction at a predetermined angle. This allows any position in the configuration
Any number of sheets can be inserted, and the polarization direction of light in the wavelength band of each color such as RGB can be freely changed, so that the influence of the change in the characteristics of the dichroic film due to the P-polarized light and S-polarized light passing through the color separation / combination means can be reduced In addition, the efficiency of color separation or color synthesis by the polarization beam splitter is improved, and the configuration of the present invention can be easily realized.
【0018】光源と、特定波長域の偏光方向を変換させ
る光学素子の間に、G光のみを透過または反射させるこ
とにより分離する緑色光分離手段、例えばダイクロイッ
クミラーまたはダイクロイックプリズム等を配し、G光
をあらかじめ分離せしめる。分離されたG光は専用の偏
光ビームスプリッタと映像表示素子を用いて映像を得
る。かかる構成により、エネルギーをG光と、赤、青色
光とに分離でき、各光路における熱量を分散させ、偏光
板等の耐熱性の低い光学部品の使用が可能となる。A green light separating means, such as a dichroic mirror or a dichroic prism, for separating only the G light by transmitting or reflecting the light, is disposed between the light source and the optical element for changing the polarization direction of the specific wavelength band. Separate the light in advance. The separated G light is used to obtain an image using a dedicated polarization beam splitter and an image display element. With this configuration, energy can be separated into G light, red light, and blue light, the amount of heat in each optical path is dispersed, and an optical component having low heat resistance such as a polarizing plate can be used.
【0019】緑色光分離手段により、分離されたR光、
青色光は、特定波長域の偏光方向を変換させる光学素子
により、何れか一方の光のみ偏光方向を変換され偏光ビ
ームスプリッタに入射する。この時特定波長域はG光の
領域、即ち、略510〜580nmの帯域を境に特性が
変化するようにする。偏光ビームスプリッタにより偏光
方向の異なるR光、青色光は分離され、それぞれの映像
表示素子により偏光変換され、反射し、偏光ビームスプ
リッタにより、映像を得る。ここで、さらに再び特定波
長域の偏光方向を変換させる光学素子を用いて、偏光方
向をそろえてもよい。かかる構成により、一つの偏光ビ
ームスプリッタにより、同時に二色の画像を得ることが
でき、ダイクロコート等による色分離を行い、それぞれ
の光路に偏光ビームスプリッタを配置する場合に比べ、
小型かつ軽量な光学エンジンの設計が可能となる。緑、
赤及び青色光の映像は色合成手段、例えば、ダイクロイ
ックミラーないしはダイクロイックプリズムにより合成
され、一つのカラー映像として投射レンズによりスクリ
ーンに投影される。R light separated by green light separating means,
For blue light, only one of the blue light has its polarization direction changed by an optical element that changes the polarization direction in a specific wavelength range, and then enters the polarization beam splitter. At this time, the characteristics are changed in the specific wavelength region at the boundary of the G light region, that is, the band of approximately 510 to 580 nm. The R light and the blue light having different polarization directions are separated by the polarization beam splitter, and are polarization-converted and reflected by the respective image display elements, and an image is obtained by the polarization beam splitter. Here, the polarization directions may be aligned using an optical element that converts the polarization direction in the specific wavelength range again. With such a configuration, two polarization images can be obtained simultaneously by one polarization beam splitter, color separation is performed by dichroic coating or the like, and compared with a case where a polarization beam splitter is arranged in each optical path.
A small and lightweight optical engine can be designed. Green,
The red and blue light images are synthesized by a color synthesizing means, for example, a dichroic mirror or a dichroic prism, and are projected as one color image on a screen by a projection lens.
【0020】かかる構成により、色分離・合成手段を分
離し、通過する光の偏光をS偏光もしくはP偏光に限定
できるため、光利用効率の低下、色度性能の低下を防ぐ
ことができる。また、G光を、映像表示素子の直前に配
される偏光ビームスプリッター入射前に分離するため、
光エネルギーが分散される。これにより、緑色光分離手
段と映像表示素子の直前に配される偏光ビームスプリッ
ターの間に偏光板等を挿入することが可能になり、投影
画像のコントラストの向上が可能となる。偏光ビームス
プリッタと投射レンズとの間も同様に、緑色のみ分離さ
れているため、光エネルギーが分散され、偏光板の挿入
が可能となる。With this configuration, the color separation / synthesis means can be separated and the polarization of the light passing therethrough can be limited to S-polarization or P-polarization. Further, in order to separate the G light before entering the polarizing beam splitter disposed immediately before the image display element,
Light energy is dispersed. This makes it possible to insert a polarizing plate or the like between the green light separating means and the polarizing beam splitter disposed immediately before the image display element, thereby improving the contrast of the projected image. Similarly, only green is separated between the polarizing beam splitter and the projection lens, so that light energy is dispersed and a polarizing plate can be inserted.
【0021】さらに、赤、青色光の光路において偏光分
離素子と色合成手段との間に、特定波長帯域の光を偏光
変換する光学素子を挿入し、光学素子の出射光が、色合
成手段において反射されて投射手段に入射する場合には
S偏光、透過されて投射手段に入射する場合にはP偏光
となるようにすることにより、色合成手段での反射、透
過特性を向上させることができる。Further, an optical element for polarization-converting light in a specific wavelength band is inserted between the polarization separating element and the color synthesizing means in the optical path of the red and blue lights, and the light emitted from the optical element is transmitted to the color synthesizing means. The reflection and transmission characteristics of the color synthesizing unit can be improved by making the S-polarized light when reflected and incident on the projection unit and the P-polarized light when transmitted and incident on the projection unit. .
【0022】または、前記色分離合成手段はダイクロイ
ックプリズムであり、その色分離方向の光軸に対し垂直
方向の一角辺を他角辺より大きな面取り部を設け、該面
取り部に構造部材あるいは、他の光学部材を配置した構
成とする。この構成により、これらの光学素子を筐体に
組込む場合に、大きな面取り部に対向する光学素子の角
部分を配置させることで、光学配置において偏光変換素
子と色分離合成手段との互いの干渉を防止でき、また、
この角面取り部分に筐体を挿入し、これらの光学素子の
保持を容易にすることができ、4個の光学素子及び手段
を高密度に配置することが可能となる。これにより、装
置全体の小型化、軽量化をさらに進歩させることがで
き、かつ、製造時に組み込み方向を容易に認識できるよ
うになる。Alternatively, the color separation / synthesis means is a dichroic prism, and a chamfer is provided on one side of the diagonal prism perpendicular to the optical axis in the color separation direction, which is larger than the other side. Are arranged. With this configuration, when these optical elements are incorporated in the housing, the interference between the polarization conversion element and the color separation / synthesis unit in the optical arrangement is achieved by arranging the corners of the optical element facing the large chamfer. Can be prevented,
By inserting a housing into this chamfered portion, the holding of these optical elements can be facilitated, and four optical elements and means can be arranged at high density. As a result, the size and weight of the entire device can be further advanced, and the direction of installation can be easily recognized at the time of manufacture.
【0023】また、色分離合成手段の誘電体多層膜、た
とえばダイクロイックコートを、色分離合成方向の光軸
に対し所定角度で配置されている、誘電体多層膜の面の
長手方向に対し、傾斜膜付けを施した構成とする。これ
により、各色パネルに入出射する光の色に対し、色分離
の波長帯域を制御でき、かつ、傾斜膜等の色分離の誘電
体多層膜を配置可能とできるので、色の均一性及び色純
度を高めることが可能である。この構成により、さらに
光学性能を向上できる。Also, the dielectric multilayer film of the color separation / combination means, for example, a dichroic coat is inclined at a predetermined angle to the optical axis in the color separation / combination direction with respect to the longitudinal direction of the surface of the dielectric multilayer film. It is configured to have a film. This makes it possible to control the wavelength band of color separation with respect to the color of light entering and exiting each color panel and to arrange a dielectric multilayer film for color separation such as an inclined film, so that color uniformity and color It is possible to increase the purity. With this configuration, the optical performance can be further improved.
【0024】本発明の光学エンジンでは、第1の光と、
第2及び第3の光を分離する分離手段と、該第1の光を
第1の映像表示素子に導く第1のプリズムと、該第2及
び該第3の光を第2、第3の映像表示素子に導く第2の
プリズムと、該第1〜該第3の光を合成する合成手段と
を備え、該第1の光が入出射する該第1のプリズム面の
一方に第1の色調整膜を設け、該第2及び該第3の光が
入出射する面のいずれか一方の面に第2の色調整膜を設
ける。また、この発明において、該合成手段を第3のプ
リズムとし、該第1の光が入出射する該第1のプリズム
面及び該第1の光が入射する該第3のプリズム面のいず
れか一方の面に該第1の色調整膜を設け、該第2の光及
び該第3の光が入出射する該第2のプリズム面及び該第
2の光及び該第3の光が入射する該第3のプリズム面の
面のいずれか一方の面に該第2の色調整膜を設ける。ま
た、第1の光の光路及び第2の光の光路の一方に偏光変
換素子を設け、該色調整膜及び該偏光変換素子によって
色調整する。In the optical engine of the present invention, the first light,
Separation means for separating the second and third lights, a first prism for guiding the first light to the first image display element, and a second and third light for separating the second and third lights from each other. A second prism for guiding to the image display element; and a combining unit for combining the first to third lights, and a first prism on one of the first prism surfaces from which the first light enters and exits. A color adjustment film is provided, and a second color adjustment film is provided on one of the surfaces on which the second and third lights enter and exit. In the present invention, the synthesizing means is a third prism, and one of the first prism surface on which the first light enters and exits and the third prism surface on which the first light enters. The first color adjusting film is provided on the surface of the second prism surface and the second prism surface from which the second light and the third light enter and exit, and the second light and the third light enter the third prism surface. The second color adjustment film is provided on one of the surfaces of the third prism surface. Further, a polarization conversion element is provided on one of the optical path of the first light and the optical path of the second light, and the color is adjusted by the color adjustment film and the polarization conversion element.
【0025】また、本発明の光学エンジンでは、第1の
光と、第2及び第3の光を分離する分離手段と、該第1
の光を映像表示素子に入射して検光する第1の偏光ビー
ムスプリッタと、該第2及び該第3の光それぞれ第2及
び第3の映像表示素子に入射して検光する第2の偏光ビ
ームスプリッタと、該第1から該第3の光を合成する合
成手段と、該第1の光の光路及び該第2及び該第3の光
路の一方の光路に設けられた偏光変換素子とを備え、該
分離手段と該偏光変換素子によって色調整する。この発
明において、該第2の偏光ビームスプリッタ入出射面に
それぞれ第1、第2の特定波長域偏光変換素子を設け、
該分離手段と、該第1及び該第2の特定波長域偏光変換
素子で色調整する。また、該分離手段の半値と該第1及
び該第2の特定波長域偏光変換素子の半値を組み合わせ
て500nm近傍の光をカットする。Further, in the optical engine of the present invention, the separation means for separating the first light, the second light and the third light,
A first polarizing beam splitter for entering the light into the image display element and analyzing the light, and a second polarizing beam splitter for entering the second and third light display elements and analyzing the light. A polarizing beam splitter, combining means for combining the first to third lights, and a polarization conversion element provided in an optical path of the first light and one of the second and third optical paths. And the color is adjusted by the separating means and the polarization conversion element. In the present invention, first and second specific wavelength band polarization conversion elements are provided on the input / output surface of the second polarization beam splitter, respectively.
The color is adjusted by the separating means and the first and second specific wavelength band polarization conversion elements. Further, the half value of the separating means and the half value of the first and second specific wavelength band polarization conversion elements are combined to cut off light near 500 nm.
【0026】他の光学エンジンの発明では、色分離手段
と、該色分離手段で分離された第1の光を第1の映像表
示素子に入射し、該第1の映像表示素子からの光を出射
する第1のプリズムと、該色分離手段で分離された第1
及び第2の光を第2及び第3の映像表示素子に入射し、
該第2及び第3の映像表示素子からの光を出射する第2
のプリズムと、該第1から該第3の光を合成する色合成
手段と、該第1及び該第2のプリズムの少なくとも一方
のプリズムの近傍に配置された偏光板とを備え、該偏光
板を近傍のプリズムに貼り付ける。この発明において、
該色合成手段をプリズムで構成し、該プリズム近傍に配
置された偏光板を該プリズムに貼り付ける。According to another invention of the optical engine, the color separation means and the first light separated by the color separation means are made incident on the first image display element, and the light from the first image display element is emitted therefrom. A first prism that emits light and a first prism that is separated by the color separation unit.
And the second light are incident on the second and third video display elements,
A second light source for emitting light from the second and third video display elements;
And a color synthesizing means for synthesizing the first to third lights, and a polarizing plate arranged near at least one of the first and second prisms, wherein the polarizing plate Is attached to a nearby prism. In the present invention,
The color synthesizing means is composed of a prism, and a polarizing plate disposed near the prism is attached to the prism.
【0027】また、本発明の光学エンジンでは、色分離
手段で分離された光を映像表示素子で変調して色合成手
段で合成してして出射手段で出射する光学エンジンにお
いて、該色分離手段をダイクロイックミラー及びダイク
ロイックプリズムのいずれかで構成し、該色合成手段を
ダイクロイックミラー及びダイクロイックプリズムのい
ずれかで構成し、該色分離手段の半値波長と該色合成手
段の半値波長を異なる値に設定して、色純度を向上させ
る。In the optical engine of the present invention, the light separated by the color separation means is modulated by the image display element, synthesized by the color synthesis means, and emitted by the emission means. Is constituted by one of a dichroic mirror and a dichroic prism, and the color synthesizing means is constituted by one of a dichroic mirror and a dichroic prism, and a half-value wavelength of the color separating means and a half-value wavelength of the color synthesizing means are set to different values. To improve the color purity.
【0028】また、本発明の光学エンジンでは、ダイク
ロイックミラー又はダイクロイックプリズムからなるダ
イクロイック素子を使用する光学エンジンにおいて、該
ダイクロイック素子にダイクロイックコートを設け、該
ダイクロイックコートの厚さを光の入射角度によって変
化させる。Further, in the optical engine of the present invention, in an optical engine using a dichroic element comprising a dichroic mirror or a dichroic prism, a dichroic coat is provided on the dichroic element, and the thickness of the dichroic coat is changed according to the incident angle of light. Let it.
【0029】また、本発明の光学エンジンでは、偏光ビ
ームスプリッタやダイクロイックプリズムからなるプリ
ズムを使用する光学エンジンにおいて、該プリズムの用
途に応じて硝材を変える。In the optical engine of the present invention, in an optical engine using a prism composed of a polarizing beam splitter or a dichroic prism, the glass material is changed according to the use of the prism.
【0030】また、本発明の光学エンジンでは、色分離
手段と、検光用の偏光ビームスプリッタと、色合成手段
とを備え、色分離手段及び色合成手段の一方に偏光ビー
ムスプリッタやダイクロイックプリズムからなるプリズ
ムを使用する光学エンジンにおいて、該検光用の偏光ビ
ームスプリッタ及び該プリズムの硝材を用途によって変
えると共に、該プリズムの体積を該検光用の偏光ビーム
スプリッタの体積より小さくする。Also, the optical engine of the present invention includes a color separating means, a polarizing beam splitter for light detection, and a color synthesizing means, and one of the color separating means and the color synthesizing means includes a polarizing beam splitter or a dichroic prism. In the optical engine using the prism, the polarization beam splitter for the analysis and the glass material of the prism are changed depending on the application, and the volume of the prism is made smaller than the volume of the polarization beam splitter for the analysis.
【0031】また、本発明の光学エンジンでは、液晶を
充填する枠と該液晶のカバーガラスとを有する液晶表示
素子を偏光ビームスプリッタやダイクロイックプリズム
からなるプリズムに直接接着する。Further, in the optical engine of the present invention, a liquid crystal display element having a frame filled with liquid crystal and a cover glass of the liquid crystal is directly bonded to a prism composed of a polarizing beam splitter or a dichroic prism.
【0032】また、本発明の光学エンジンでは、偏光ビ
ームスプリッタやダイクロイックプリズムからなるプリ
ズムに調整板を接着し、該調整板に液晶を充填する枠と
該液晶のカバーガラスとを有する液晶表示素子を接着す
る。Further, in the optical engine of the present invention, a liquid crystal display element having a frame for filling a liquid crystal and a cover glass for the liquid crystal is provided by bonding an adjusting plate to a prism comprising a polarizing beam splitter or a dichroic prism. Glue.
【0033】また、本発明の光学エンジンでは、第1の
プリズム片と第のプリズム片とを貼り合わせて構成され
たプリズムを有する光学エンジンにおいて、該第1のプ
リズム片の長さを該第2のプリズム片の長さに比べて短
くして、該第1のプリズム片と該第2のプリズム片の間
に段部を設けるように該第1のプリズム片と該第2のプ
リズム片を貼り合わせたプリズムを複数備え、該段部を
用いて、複数のプリズム間の位置決めをする。この発明
において、該第1のプリズム片を載置する台部と該第2
のプリズム片を載置する第2の台部とを複数備えた組立
金具を設け、該複数のプリズムを該組立金具に取り付け
る。また、光が液晶表示素子に入射される光路に設けら
れたプリズムは光の入射側を第2のプリズム片とし、光
の出射側を第1のプリズム片となるように配置し、光が
液晶表示素子から出射される光路に設けられたプリズム
は光の入射側が第1のプリズム片とし、光の出射側が第
2のプリズム片になるように配置する。Further, in the optical engine of the present invention, in the optical engine having a prism formed by bonding the first prism piece and the first prism piece, the length of the first prism piece is changed to the second prism piece. And bonding the first and second prism pieces so as to provide a step between the first and second prism pieces. A plurality of combined prisms are provided, and positioning between the plurality of prisms is performed using the stepped portion. In the present invention, the base for mounting the first prism piece and the second
And a second base portion on which the prism pieces are mounted. The plurality of prisms are attached to the assembly bracket. The prism provided on the optical path through which light enters the liquid crystal display element is arranged such that the light incident side is the second prism piece and the light exit side is the first prism piece. The prisms provided on the optical path emitted from the display element are arranged such that the light incident side is the first prism piece and the light emitting side is the second prism piece.
【0034】また、本発明の光学エンジンでは、第1の
プリズム片と第のプリズム片とを貼り合わせて構成され
たプリズムと、該プリズムの近傍に配置された液晶表示
素子と、該プリズムと該液晶表示素子の間に配置された
波長板とを有する光学エンジンにおいて、該第1のプリ
ズム片の長さを該第2のプリズム片の長さに比べて短く
して、該第1のプリズム片と該第2のプリズム片の間に
段部を設けるように該第1のプリズム片と該第2のプリ
ズム片を貼り合わせて段部を有するプリズムを構成し、
該第1のプリズムの該段部と接する面を基準にして該波
長板を調整する。Also, in the optical engine of the present invention, the prism formed by bonding the first prism piece and the second prism piece, the liquid crystal display element arranged near the prism, An optical engine having a wavelength plate disposed between liquid crystal display elements, wherein the length of the first prism piece is shorter than the length of the second prism piece, And the first prism piece and the second prism piece are attached to form a prism having a step portion so that a step portion is provided between the second prism piece and
The wave plate is adjusted with reference to a surface of the first prism that is in contact with the step.
【0035】また、本発明の光学エンジンでは、色分離
手段で分離された光を映像表示素子で変調して色合成手
段で合成してして出射手段で出射する光学エンジンにお
いて、該色合成手段に入射される緑色光はS偏光光であ
り、赤光及び青光はP偏光光であり、緑色光を変調する
映像表示素子の出射光軸と該色合成手段の出射光軸を略
直角とする。In the optical engine of the present invention, the light separated by the color separation means is modulated by the image display element, synthesized by the color synthesis means, and emitted by the emission means. The green light incident on the S-polarized light is the S-polarized light, and the red light and the blue light are the P-polarized light. I do.
【0036】また、本発明の光学エンジンでは、色分離
手段で分離された光を映像表示素子で変調して色合成手
段で合成してして出射手段で出射する光学エンジンにお
いて、該色合成手段に入射される緑色光はP偏光光であ
り、赤光及び青光はS偏光光であり、緑色光を変調する
映像表示素子の出射光軸と該色合成手段の出射光軸を略
平行とするように構成する。In the optical engine of the present invention, the light separated by the color separation means is modulated by the image display element, synthesized by the color synthesis means, and emitted by the emission means. The green light incident on is a P-polarized light, the red light and the blue light are S-polarized light, and the emission optical axis of the image display device for modulating the green light and the emission optical axis of the color synthesizing means are substantially parallel to each other. It is configured to
【0037】また、本発明の光学エンジンでは、色分離
手段で分離された光を映像表示素子で変調して色合成手
段で合成してして出射手段で出射する光学エンジンにお
いて、色分離合成手段と、該色分離合成手段に近接して
それぞれ略直交して配置された第1及び第2の映像表示
素子とを備え、該色分離合成手段に入射された光を第1
の光及び第2の光に分離してそれぞれ該第1及び該第2
の映像表示素子に入射し、該第1及び該第2の映像表示
素子から得られた該第1及び該第2の光を合成した該色
分離合成手段の出射光の光軸は該色分離合成手段に入射
する光の光軸と略直交し、該色分離合成手段の出射光軸
は該出射手段の光軸とが略平行になるように構成する。In the optical engine of the present invention, the light separated by the color separation means is modulated by the image display element, synthesized by the color synthesis means, and emitted by the emission means. And first and second video display elements arranged substantially orthogonal to each other in proximity to the color separation / combination means, and the light incident on the color separation / combination means is transmitted to the first
And the second light and the second light, respectively.
And the optical axis of the output light of the color separation / combination unit that combines the first and second lights obtained from the first and second video display elements is the color separation. The color separation / combination unit is configured so that its optical axis is substantially perpendicular to the optical axis of the light incident on the combination unit and the optical axis of the emission unit.
【0038】また、本発明の光学エンジンでは、色分離
手段で分離された光を映像表示素子で変調して色合成手
段で合成してして出射手段で出射する光学エンジンにお
いて、光軸変換手段を設け、該色分離手段と、該該映像
表示手段と、該色合成手段とで色分離合成ユニットを構
成し、該色分離合成ユニットに入射され光の光軸と該色
分離ユニトから出射される光の光軸とが略平行になるよ
うに構成し、該色分離合成ユニットから出射される光を
該光軸変換手段で光軸を変換して該投射手段に入射する
ように構成する。また、これらの光学エンジンを用いた
投射型映像投射装置は、光軸を平行にするレンズを設け
たスクリーンと、該投射手段の出射光の光軸を変更する
光軸変換手段とを設け、該投射手段から出射された光の
光軸を変換して該スクリーンに投射する。In the optical engine of the present invention, the light separated by the color separation means is modulated by the image display element, synthesized by the color synthesis means, and emitted by the emission means. A color separation / combination unit including the color separation unit, the image display unit, and the color combination unit, and is incident on the color separation / combination unit and emitted from the optical axis of light and the color separation unit. The light emitted from the color separation / combination unit is converted into an optical axis by the optical axis conversion means and is incident on the projection means. Further, the projection type image projection apparatus using these optical engines includes a screen provided with a lens for making the optical axis parallel, and an optical axis conversion means for changing the optical axis of the light emitted from the projection means, The optical axis of the light emitted from the projection means is converted and projected on the screen.
【0039】本発明による光学エンジンでは、色分離手
段で分離された光を映像表示素子で変調して色合成手段
で合成してして出射手段で出射する光学エンジンにおい
て、該映像表示素子の前にコンデンサレンズを設け、該
コンデンサレンズの第一合焦点位置を該投射手段の絞り
面近傍に位置するように構成する。In the optical engine according to the present invention, the light separated by the color separating means is modulated by the image display element, synthesized by the color synthesizing means, and emitted by the emitting means. , A condenser lens is provided, and the first focal point of the condenser lens is located near the stop surface of the projection means.
【0040】また、映像表示装置は、上記記載の光学エ
ンジンを用いて構成される。Further, the image display device is configured using the optical engine described above.
【0041】[0041]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を幾つ
かの実施例を用い、図面を用いて説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings by using some examples.
【0042】図1は本発明による投射型液晶表示装置の
第1の実施例を示す概略の平面図である。図1の実施例
は、液晶ライトバルブとして反射型液晶表示素子2を、
いわゆる色の3原色のR(赤色)、G(緑色)、B(青
色)の3色に対応して合計3枚用いた3板式投射型表示
装置を示している。図1において、投射型液晶表示装置
には光源1があり、光源1は、超高圧水銀ランプ、メタ
ルハライドランプ、キセノンランプ、水銀キセノンラン
プ、ハロゲンランプ等の白色ランプである。光源1は、
円形または多角形の出射開口を持つ少なくとも1つの反
射面鏡5と、この光源1から出る光はライトバルブ素子
である液晶表示素子2を通過して投射レンズ3に向か
い、スクリーン4へ投影される。FIG. 1 is a schematic plan view showing a first embodiment of the projection type liquid crystal display device according to the present invention. The embodiment of FIG. 1 uses a reflective liquid crystal display element 2 as a liquid crystal light valve,
This shows a three-panel projection display apparatus using a total of three pieces corresponding to three primary colors R (red), G (green), and B (blue). In FIG. 1, a projection type liquid crystal display device has a light source 1, and the light source 1 is a white lamp such as an ultra-high pressure mercury lamp, a metal halide lamp, a xenon lamp, a mercury xenon lamp, and a halogen lamp. Light source 1
At least one reflecting mirror 5 having a circular or polygonal exit aperture, and light emitted from the light source 1 passes through a liquid crystal display element 2, which is a light valve element, toward a projection lens 3, and is projected on a screen 4. .
【0043】光源1の電球から放射される光は楕円面ま
たは放物面または非球面のリフレクタ5にて集光され、
この反射面鏡リフレクタ5の出射開口と略同等サイズの
矩形枠に設けられた複数の集光レンズにより構成され、
ランプユニットから出射した光を集光して、複数の2次
光源像を形成するための第一のアレイレンズ6に入射さ
れ、さらに複数の集光レンズにより構成され、前述の複
数の2次光源像が形成される近傍に配置され、かつ液晶
表示素子2に第一のアレイレンズ6の個々のレンズ像を
結像させる第二のアレイレンズ7を通過する。この出射
光は第二のアレイレンズ7の各々のレンズ光軸の横方向
のピッチに適合するように配置された各々のレンズ幅の
略1/2サイズの菱形プリズムの列へ入射される。この
プリズム面には偏光ビームスプリッター8の膜付けが施
されており、入射光は、この偏光ビームスプリッター8
にてP偏光光とS偏光光に分離される。P偏光光は、そ
のまま偏光ビームスプリッタ−8内を直行し、このプリ
ズムの出射面に設けられたλ/2波長板9により、偏光
方向が90°回転され、S偏光光に変換され出射され
る。一方、S偏光光は、偏光ビームスプリッター8によ
り反射され、隣接する菱形プリズム内で本来の光軸方向
にもう一度反射してからS偏光光として出射される。出
射光はコリメータレンズ10に入射される。The light radiated from the bulb of the light source 1 is condensed by an elliptical, parabolic or aspherical reflector 5, and
It is constituted by a plurality of condenser lenses provided in a rectangular frame having substantially the same size as the exit aperture of the reflecting mirror 5,
The light emitted from the lamp unit is condensed and is incident on a first array lens 6 for forming a plurality of secondary light source images, and is further constituted by a plurality of condensing lenses. It passes through a second array lens 7 which is arranged in the vicinity of where the image is formed and forms the individual lens images of the first array lens 6 on the liquid crystal display element 2. The emitted light is incident on a row of rhombic prisms each having a size approximately half the width of each lens and arranged so as to match the lateral pitch of each lens optical axis of the second array lens 7. The prism surface is coated with a polarizing beam splitter 8, and the incident light is reflected by the polarizing beam splitter 8.
Is separated into P-polarized light and S-polarized light. The P-polarized light goes straight through the polarization beam splitter 8 as it is, and the polarization direction is rotated by 90 ° by the λ / 2 wavelength plate 9 provided on the exit surface of the prism, and is converted to S-polarized light and emitted. . On the other hand, the S-polarized light is reflected by the polarizing beam splitter 8, reflected again in the original optical axis direction in the adjacent rhombic prism, and emitted as S-polarized light. The emitted light is incident on the collimator lens 10.
【0044】従来の反射型液晶表示素子を用いた投射型
液晶表示装置では、入射偏光板と反射液晶表示素子の組
合せにより、一方向の偏光光しか反射しないため反射光
量が約半分になっていた。しかし、偏光ビームスプリッ
ター8を用いるため、光源1から出射するランダムな偏
光光の偏光方向を揃えて反射型液晶表示素子2に入射す
るため、理想的には従来の投射型液晶表示装置の2倍の
明るさが得られる。また、アレイレンズ6、7は、各レ
ンズセルの個々の像が液晶表示素子2に重なり、均一な
画質が得られるように作用する。In a conventional projection type liquid crystal display device using a reflection type liquid crystal display element, only the polarized light in one direction is reflected by the combination of the incident polarizer and the reflection liquid crystal display element, so that the amount of reflected light is reduced to about half. . However, since the polarization beam splitter 8 is used, the polarization direction of the randomly polarized light emitted from the light source 1 is incident on the reflection type liquid crystal display element 2 with the polarization direction aligned, and is ideally twice that of the conventional projection type liquid crystal display device. Brightness is obtained. The array lenses 6 and 7 act so that the individual images of the respective lens cells overlap the liquid crystal display element 2 and uniform image quality is obtained.
【0045】コリメータレンズ10は、少なくとも1枚
以上の構成であり、正の屈折力を有し、このS偏光光を
さらに集光させる作用を持ち、このコリメータレンズ1
0を通過した光は反射ミラ−11、12により光軸方向
を所定方向90°変換される。その後、光はコンデンサ
レンズ30を通過して、各色RGB3枚の反射型液晶表
示素子2R、2G、2Bを照射するために、まず色分離
ミラー13あるいは図示していないが、色分離プリズム
により、G光とR、B光とに2分割され、それぞれの色
専用の偏光変換素子である偏光ビームスプリッタ16
G、16RBに入射される。すなわち、G光は、本発明
であるG専用偏光ビームスプリッタ16Gに入射、その
後S偏光光なのでG専用反射型液晶表示素子2G側へ反
射され、このパネルを照射する。また、 B光とR光は
B−R光専用偏光板14を通過し、本発明であるR−B
専用偏光ビームスプリッタ16RBに入射、その後特定
波長域のみ偏光方向を変換する特定波長域偏光変換素子
17を通過してB光あるいはR光のどちらかの偏光をS
偏光光からP偏光光に変換して、例えば、偏光を変換さ
れたP偏光光であるB光は、R−B専用偏光ビームスプ
リッタ16RBを通過してB専用反射型液晶表示素子2
Bを照射する。一方、R光はS偏光光なのでR−B専用
偏光ビームスプリッタ16RBにて反射された後、R専
用反射型液晶表示素子2Rを照射する。もちろん、上記
例はひとつの具体例であり、実施例はこれに限定するも
のではなく、RがP偏光光に変換されてもよく、これと
は別にもともとの照明系の偏光光がP偏光であり、RG
Bの一つの色がS偏光光に変換され、残りの二色がP偏
光光となる場合も構成としては成り立つ。また、各色専
用の反射型液晶表示素子2R、2G、2Bの入射側には
S偏光光を透過するRB専用入射偏光板14およびG専
用入射偏光板15を配置し、各色の偏光度、色純度を高
めることも可能である。その後、各色専用の反射型映像
表示素子2で偏光を変換され、光は再び各色専用偏光ビ
ームスプリッタ16G、16RBに入射し、S偏光光は
反射され、P偏光光は透過する。The collimator lens 10 has at least one or more components, has a positive refractive power, has the function of further condensing this S-polarized light, and
The light passing through 0 is converted by the reflection mirrors 11 and 12 in the optical axis direction by 90 ° in a predetermined direction. After that, the light passes through the condenser lens 30 and irradiates the three reflective liquid crystal display elements 2R, 2G, and 2B for each color RGB first by the color separation mirror 13 or a color separation prism (not shown). A polarization beam splitter 16 which is divided into two light beams and R and B light beams and is a polarization conversion device dedicated to each color.
G, 16 RB. That is, the G light is incident on the G-only polarizing beam splitter 16G of the present invention, and thereafter is S-polarized light, is reflected toward the G-only reflective liquid crystal display element 2G, and irradiates this panel. Further, the B light and the R light pass through the polarizing plate 14 exclusively for the BR light, and
The light enters the dedicated polarization beam splitter 16RB, and then passes through a specific wavelength band polarization conversion element 17 that changes the polarization direction only in a specific wavelength band to convert either the B light or the R light into S light.
The B light, which is the P-polarized light whose polarization has been converted from the polarized light to the P-polarized light, for example, passes through the RB-dedicated polarizing beam splitter 16RB, and the B-dedicated reflective liquid crystal display element 2
Irradiate B. On the other hand, since the R light is the S-polarized light, the R light is reflected by the RB dedicated polarization beam splitter 16RB, and then irradiates the R dedicated reflective liquid crystal display element 2R. Of course, the above example is one specific example, and the embodiment is not limited to this. R may be converted to P-polarized light, and separately from this, the polarized light of the original illumination system is P-polarized light. Yes, RG
The configuration also holds when one color of B is converted to S-polarized light and the remaining two colors are P-polarized light. On the incident side of the reflective liquid crystal display elements 2R, 2G, and 2B dedicated to each color, an RB-specific incident polarizer 14 and a G-specific incident polarizer 15 that transmit S-polarized light are arranged, and the degree of polarization and color purity of each color are arranged. Can also be increased. After that, the polarization is converted by the reflection type image display device 2 dedicated to each color, the light is again incident on the polarization beam splitters 16G and 16RB dedicated to each color, the S-polarized light is reflected, and the P-polarized light is transmitted.
【0046】この反射型映像表示素子2は、表示する画
素に対応する(例えば横1024画素縦768画素各3
色など)数の液晶表示部が設けてある。そして、外部よ
り駆動される信号に従って、液晶表示素子2の各画素の
偏光角度が変わり、最終的に入射の偏光方向と直交方向
になった光が出射され、偏光方向の一致した光が偏光ビ
ームスプリッタ2により検光される。この途中の角度の
偏光を持った光は、偏光ビームスプリッタ2の偏光度と
の関係で偏光ビームスプリッタを通る光の量と検光され
る量とが決まる。このようにして、外部より入力する信
号に従った画像を投影する。この時、本発明のG専用偏
光ビームスプリッタ16GとR−B専用偏光ビームスプ
リッタ16RBである偏光変換素子は、反射型映像表示
素子2R、2G、2Bが黒表示を行う場合に、偏光方向
は入射光と同等であり、そのまま入射光路に沿って光源
側に戻される。しかし偏光ビームスプリッタの偏光度お
よび消光比である検光効率が微妙に性能に影響を与え、
わずかに漏れたあるいは乱れた偏光光が偏光ビームスプ
リッタを通過して出射側の色合成ミラー19あるいは色
合成プリズムを通過して投射レンズ20側へ照射され、
黒表示時に僅かの明るさをスクリーン上にて検知する。
これによりコントラスト性能が低下する場合がある。The reflection type video display element 2 corresponds to a pixel to be displayed (for example, 1024 pixels in width and 3 pixels in 768 pixels).
(For example, colors). Then, the polarization angle of each pixel of the liquid crystal display element 2 changes according to a signal driven from the outside, and finally light that is orthogonal to the incident polarization direction is emitted, and the light whose polarization direction matches the polarization beam The light is analyzed by the splitter 2. The amount of light passing through the polarization beam splitter and the amount of light to be detected are determined for the light having the polarization at an intermediate angle depending on the degree of polarization of the polarization beam splitter 2. In this way, an image is projected according to a signal input from the outside. At this time, the polarization conversion elements, which are the G-dedicated polarizing beam splitter 16G and the RB-dedicated polarizing beam splitter 16RB, of the present invention, when the reflective image display elements 2R, 2G, 2B perform black display, the polarization direction is It is equivalent to light, and is returned to the light source side along the incident light path. However, the degree of polarization of the polarizing beam splitter and the analysis efficiency, which is the extinction ratio, slightly affect the performance,
The slightly leaked or disturbed polarized light passes through the polarizing beam splitter, passes through the color combining mirror 19 or the color combining prism on the exit side, and is irradiated to the projection lens 20 side,
At the time of black display, a slight brightness is detected on the screen.
As a result, the contrast performance may decrease.
【0047】当然ながら、偏光変換素子および色分離合
成プリズムを構成する誘電体多層膜は、これに入射され
る特定波長帯域の光に対し、そのP偏光光の透過効率あ
るいは反射効率およびS偏光光の透過効率あるいは反射
効率、あるいは円偏光光に対する透過効率あるいは反射
効率が、ピーク値をとるように、限定波長域専用の誘電
体多層膜付けを施した構成、たとえば500nm近傍か
ら600nm近傍迄の波長帯域のG光専用の最適な誘電
体多層膜付けを施したG専用偏光ビームスプリッタ16
G、400nm近傍から500nm近傍迄と、600n
m近傍から700nm近傍迄の2つ以上の波長帯域での
R光およびB光専用の最適な誘電体多層膜付けを施した
R−B専用偏光ビームスプリッタ 16RBを用いるこ
とにより、誘電体多層膜の膜付けが容易となり、かつ透
過効率および反射効率、さらには上記検光効率も従来よ
りも向上する。このため、高精度な色再現性と高輝度、
高効率コントラスト等を実現した反射型液晶表示装置を
提供できる。さらに、場合により傾斜膜、すなわち光の
入射角度によって誘電体多層膜の厚さを変えた膜を付加
することにより、より均一性の高いかつ色純度の高い映
像を表示できる。Naturally, the dielectric multilayer film constituting the polarization conversion element and the color separation / combination prism has a function of transmitting or reflecting P-polarized light and S-polarized light with respect to light of a specific wavelength band incident thereon. A structure in which a dielectric multilayer film dedicated to a limited wavelength range is applied so that the transmission efficiency or reflection efficiency of the light or the transmission efficiency or reflection efficiency for circularly polarized light takes a peak value. G polarization beam splitter 16 with an optimal dielectric multilayer coating for G light in the band
G, from 400nm to 500nm, 600n
By using an RB dedicated polarization beam splitter 16RB provided with an optimal dielectric multilayer film dedicated to R light and B light in two or more wavelength bands from near m to near 700 nm, The film can be easily attached, and the transmission efficiency, the reflection efficiency, and the above-mentioned detection efficiency are also improved as compared with the related art. For this reason, high-precision color reproducibility and high brightness,
It is possible to provide a reflective liquid crystal display device that achieves high efficiency contrast and the like. Furthermore, by adding an inclined film, that is, a film in which the thickness of the dielectric multilayer film is changed depending on the incident angle of light, an image with higher uniformity and higher color purity can be displayed.
【0048】偏光ビームスプリッタ16RBを出射した
光は特定波長域偏光変換素子18によって、R光又はB
光の一方の偏光方向が変換され、R光、B光共に例えば
S偏光光に変換されてダイクロイックミラー19に入射
される。その後、映像であるRGB各色の光はダイクロ
イックミラー等の色合成ミラー19あるいは図示してい
ないがダイクロイックプリズムにより再び色合成され
て、光は、例えばズームレンズであるような投射手段
(例えば投射レンズ)20を通過し、スクリーンに到達
する。前記投射手段20により、反射型液晶表示素子2
R、2G、2Bに形成された画像は、スクリーン上に拡
大投影され表示装置として機能するものである。この3
枚の反射型液晶表示素子を用いた反射型液晶表示装置
は、電源21により、ランプおよびパネル等の駆動を行
っている。The light emitted from the polarization beam splitter 16 RB is converted into R light or B light by a specific wavelength band polarization conversion element 18.
One of the polarization directions of the light is converted, and both the R light and the B light are converted into, for example, S-polarized light, and then incident on the dichroic mirror 19. Thereafter, the light of each color of RGB, which is an image, is color-combined again by a color combining mirror 19 such as a dichroic mirror or a dichroic prism (not shown). Pass 20 and reach the screen. The reflection type liquid crystal display element 2 is
The images formed on R, 2G, and 2B are enlarged and projected on a screen and function as a display device. This 3
In a reflection type liquid crystal display device using two reflection type liquid crystal display elements, a power supply 21 drives a lamp, a panel, and the like.
【0049】従って、従来の反射型液晶表示装置では、
光源の光を少なくとも1つ以上の色分離プリズム、ある
いは色分離ミラーでRGBの3色光に分離した後、少な
くとも3つ以上の偏光ビームスプリッタにてRGB各色
光を検光し、さらに色合成プリズムで3色を合成してか
ら投射レンズにてスクリーン上へ映像を投射していたの
で、装置全体が大形、重量の重い、高コスト化する傾向
にあった。本発明によるG専用およびR−B専用偏光ビ
ームスプリッタを2個用いる構成などは小型、軽量化を
達成できるとともに、さらには色純度を自由に制御で
き、さらに色ムラ等を改善し、性能向上を同時に実現す
ることができる。したがって、コンパクトで高輝度、高
画質の投射型映像表示装置を実現できる。さらに、部品
点数を削減できるので、低コスト化を達成できる。Therefore, in the conventional reflection type liquid crystal display device,
After the light of the light source is separated into RGB three-color lights by at least one or more color separation prisms or color separation mirrors, each of the RGB color lights is analyzed by at least three or more polarization beam splitters, and further, by a color synthesis prism. Since images were projected onto the screen by the projection lens after combining the three colors, the entire apparatus tended to be large, heavy, and expensive. The configuration using two polarizing beam splitters exclusively for G and RB according to the present invention can achieve a reduction in size and weight, can further freely control color purity, further improve color unevenness, and improve performance. Can be realized at the same time. Accordingly, a compact, high-brightness, high-quality projection-type image display device can be realized. Further, since the number of parts can be reduced, cost reduction can be achieved.
【0050】図2は、本発明による第2の実施例を示す
概略の平面図である。反射型映像表示素子2R、2G、
2B、例えば反射型液晶表示素子、あるいは反射型強誘
電映像表示素子、あるいは駆動マイクロミラー映像表示
素子等、から出射され、偏光ビームスプリッタ16Gと
偏光ビームスプリッタ16RBである偏光変換素子で検
光された映像であるRGB各色の光は、ダイクロイダイ
クプリズム19aにより、再び色合成されて、光は、例
えばズームレンズであるような投射手段20を通過し、
スクリーンに到達する。投射手段20により、反射型液
晶表示素子2R、2G、2Bに形成された画像は、スク
リーン上に拡大投影され表示装置として機能するもので
ある。本発明のプリズム19aは、光線がケラレないよ
うに偏光ビームスプリッタよりサイズを大きくしてある
もので、全体の構成を小型化するために、偏光ビームス
プリッタとの大きさが異なる構成となっている。またダ
イクロイックコートで傾斜膜等も単独で自由設定できる
ので、均一な色純度の高い映像を提供できる。FIG. 2 is a schematic plan view showing a second embodiment according to the present invention. Reflective image display elements 2R, 2G,
2B, for example, a reflection type liquid crystal display device, a reflection type ferroelectric image display device, a driving micromirror image display device, or the like, and is analyzed by a polarization conversion element which is a polarization beam splitter 16G and a polarization beam splitter 16RB. Light of each color of RGB, which is an image, is again color-combined by the dichroic dich prism 19a, and the light passes through a projection unit 20 such as a zoom lens, for example.
Reach the screen. The images formed on the reflective liquid crystal display elements 2R, 2G, and 2B by the projection means 20 are enlarged and projected on a screen to function as a display device. The prism 19a of the present invention has a size larger than that of the polarizing beam splitter so that light rays are not vignetted, and has a configuration different from that of the polarizing beam splitter in order to reduce the overall configuration. . In addition, since the inclined film and the like can be freely set independently by the dichroic coating, it is possible to provide an image with uniform high color purity.
【0051】また、本発明の構成により、ダイクロイッ
クプリズム19aのような光学素子を筐体に角面取り部
29の支持部等を設け、これにこの光学素子の角面取り
部29を支持させることで、ダイクロイックプリズム1
9aのような光学素子の保持および位置決めを容易に
し、量産時における組み付け時間を短縮、さらに投射型
映像表示装置全体のコスト低減も可能となる。また、こ
の角面取り部29により、発生した、スペース余裕に別
の光学部材、たとえばレンズあるいは他の光学素子等を
配置し、高密度配置した場合の互いの干渉をさけ、小型
化を達成できる。Further, according to the configuration of the present invention, an optical element such as the dichroic prism 19a is provided with a support for the chamfered portion 29 in the housing, and the chamfered portion 29 of the optical element is supported by this. Dichroic prism 1
This facilitates holding and positioning of the optical element 9a, shortens the assembling time during mass production, and also reduces the cost of the entire projection type video display device. In addition, the corner chamfer 29 allows another optical member, for example, a lens or another optical element, to be arranged in a space allowance, and avoids mutual interference in a high-density arrangement, thereby achieving downsizing.
【0052】図3は、本発明による第3の実施例を示す
平面図である。照明光はコンデンサレンズ30を通過し
て、各色RGB3枚の反射型液晶表示素子2R、2G、
2Bを照射するために、まず特定波長域偏光変換素子2
8にて所定の波長帯域の光の偏光方向を変換する。この
場合は照明光がS偏光ならばP偏光に変換し、広帯域用
偏光ビームスプリッタ16RGBにより、各色光に分離
される。例えば特定波長域偏光変換素子28でG光の偏
光が変換された場合、偏光ビームスプリッタ16RGB
によりG光とR、B光とに2分割され、それぞれの色専
用の偏光変換素子である偏光ビームスプリッタ16G、
16RBに入射される。すなわち、G光は、特定波長域
偏光変換素子27にてP偏光光をS偏光光に偏光方向を
変換し、G専用偏光ビームスプリッタ16Gに入射、そ
の後S偏光光なのでG専用反射型液晶表示素子2G側へ
反射され、この液晶表示素子2Gを照射する。また、B
光とR光はB−R光専用偏光板14を通過し、R−B専
用偏光ビームスプリッタ16RBに入射、その後特定波
長域のみ偏光方向を変換する特定波長域偏光変換素子1
7を通過してB光あるいはR光のどちらかの偏光をS偏
光光からP偏光光に変換して、例えば、偏光を変換され
たP偏光光であるB光は、R−B専用偏光ビームスプリ
ッタ16RBを通過してB専用反射型液晶表示素子2B
を照射する。一方、R光はS偏光光なのでR−B専用偏
光ビームスプリッタ16RBにて反射された後、R専用
反射型液晶表示素子2Rを照射する。FIG. 3 is a plan view showing a third embodiment according to the present invention. The illuminating light passes through the condenser lens 30, and the three color RGB reflective liquid crystal display elements 2R, 2G,
In order to irradiate 2B, first, a specific wavelength band polarization conversion element 2
In step 8, the polarization direction of light in a predetermined wavelength band is changed. In this case, if the illuminating light is S-polarized light, it is converted to P-polarized light, and is separated into each color light by the broadband polarizing beam splitter 16RGB. For example, when the polarization of the G light is converted by the specific wavelength band polarization conversion element 28, the polarization beam splitter 16RGB
Is divided into G light, R light, and B light by a polarization beam splitter 16G, which is a polarization conversion element dedicated to each color.
It is incident on 16RB. That is, the G light converts the polarization direction of the P-polarized light into the S-polarized light by the specific wavelength band polarization conversion element 27 and enters the G-dedicated polarization beam splitter 16G. The light is reflected to the 2G side and irradiates the liquid crystal display element 2G. Also, B
The light and the R light pass through the B / R dedicated polarizing plate 14, enter the RB dedicated polarizing beam splitter 16RB, and then change the polarization direction only in a specific wavelength range.
7, and converts either the B light or the R light from the S-polarized light to the P-polarized light. B-only reflective liquid crystal display element 2B passing through splitter 16RB
Is irradiated. On the other hand, since the R light is the S-polarized light, the R light is reflected by the RB dedicated polarization beam splitter 16RB, and then irradiates the R dedicated reflective liquid crystal display element 2R.
【0053】もちろん、上記例はひとつの具体例であ
り、実施例はこれに限定するものではなく、R光がP偏
光光に変換されてもよく、これとは別にもともとの照明
系の偏光光がP偏光であり、RGBの一つの色がS偏光
光に変換され、残りの二色がP偏光光となる場合も構成
としては成り立つ。また、各色専用の反射型液晶表示素
子2R、2G、2Bの入射側にはS偏光光を透過するR
B専用入射偏光板14およびG専用入射偏光板15を配
置し、各色の偏光度およびまたは色純度を高めることも
可能である。その後、各色専用の反射型映像表示素子2
で偏光を変換され、光は再び各色専用偏光ビームスプリ
ッタ16G、16RBに入射し、S偏光光は反射され、
P偏光光は透過する。Of course, the above example is one specific example, and the embodiment is not limited to this. R light may be converted to P polarized light, and separately from the polarized light of the original illumination system. Is P-polarized light, one RGB color is converted into S-polarized light, and the other two colors become P-polarized light, the configuration holds. In addition, R, which transmits S-polarized light, is provided on the incident side of the reflective liquid crystal display elements 2R, 2G, and 2B dedicated to each color.
It is also possible to arrange the B-only incident polarizer 14 and the G-only incident polarizer 15 to increase the degree of polarization and / or color purity of each color. Then, the reflective image display device 2 dedicated to each color
The light is again incident on the polarization beam splitters 16G and 16RB for each color, the S-polarized light is reflected,
P-polarized light is transmitted.
【0054】この反射型映像表示素子2は、表示する画
素に対応する(例えば横1024画素縦768画素各3
色など)数の液晶表示部が設けてある。そして、外部よ
り駆動される信号に従って、液晶表示素子2の各画素の
偏光角度が変わり、最終的に入射の偏光方向と直交方向
になった光が出射され、偏光方向の一致した光が偏光ビ
ームスプリッタ16により検光される。この途中の角度
の偏光を持った光は、偏光ビームスプリッタ16の偏光
度との関係で偏光ビームスプリッタ16を通る光の量と
検光される量とが決まる。このようにして、外部より入
力する信号に従った画像を投影する。この時、G専用偏
光ビームスプリッタ16GとR−B専用偏光ビームスプ
リッタ16RBである偏光変換素子は、反射型映像表示
素子2R、2G、2Bが黒表示を行う場合に、偏光方向
は入射光と同等であり、そのまま入射光路に沿って光源
側に戻される。その後、映像であるRGB各色の光はダ
イクロイックミラー19あるいは図示していないがダイ
クロイックプリズムにより、再び色合成されて、光は、
例えばズームレンズであるような投射手段20を通過
し、スクリーンに到達する。前記投射手段20により、
反射型液晶表示素子2R、2G、2Bに形成された画像
は、スクリーン上に拡大投影され表示装置として機能す
るものである。この3枚の反射型液晶表示素子を用いた
反射型液晶表示装置は、電源21により、ランプおよび
パネル等の駆動を行っている。The reflection type image display element 2 corresponds to a pixel to be displayed (for example, 1024 pixels in width and 3 pixels in 768 pixels).
(For example, colors). Then, the polarization angle of each pixel of the liquid crystal display element 2 changes according to a signal driven from the outside, and finally light that is orthogonal to the incident polarization direction is emitted, and the light whose polarization direction matches the polarization beam The light is analyzed by the splitter 16. The amount of light passing through the polarization beam splitter 16 and the amount of light to be detected are determined for the light having the polarization at an intermediate angle in relation to the degree of polarization of the polarization beam splitter 16. In this way, an image is projected according to a signal input from the outside. At this time, the polarization conversion elements, which are the G-dedicated polarization beam splitter 16G and the RB-dedicated polarization beam splitter 16RB, have polarization directions equivalent to those of the incident light when the reflective image display elements 2R, 2G, and 2B perform black display. And is returned to the light source side along the incident optical path as it is. After that, the light of each color of RGB, which is an image, is recombined by the dichroic mirror 19 or a dichroic prism (not shown), and the light is
The light passes through a projection unit 20 such as a zoom lens and reaches a screen. By the projection means 20,
The images formed on the reflective liquid crystal display elements 2R, 2G, and 2B are enlarged and projected on a screen and function as a display device. In the reflection type liquid crystal display device using the three reflection type liquid crystal display elements, a power supply 21 drives a lamp, a panel, and the like.
【0055】従って、従来の反射型液晶表示装置では、
光源の光を少なくとも1つ以上の色分離プリズム、ある
いは色分離ミラーでRGBの3色光に分離した後、少な
くとも3つ以上の偏光ビームスプリッタにてRGB各色
光を検光し、さらに色合成プリズムで3色を合成してか
ら投射レンズにてスクリーン上へ映像を投射していたの
で、装置全体が大形、重量の重い、高コスト化する傾向
にあった。本発明によるG専用およびR−B専用偏光ビ
ームスプリッタを2個用いる構成などでは小型、軽量化
を達成できるとともに、さらには色純度を自由に制御で
き、さらに色ムラ等を改善し、性能向上を同時に実現す
ることができる。また、色分離手段を偏光ビームスプリ
ッタと特定波長域偏光変換素子の組合せで行っているの
で、角度依存性にともなう影響が少ないので、色性能の
設計が容易になる。従って、コンパクトで高輝度、高画
質の投射型映像表示装置を実現できる。さらに、部品点
数を削減できるので、低コスト化を達成できる。Therefore, in the conventional reflection type liquid crystal display device,
After the light of the light source is separated into RGB three-color lights by at least one or more color separation prisms or color separation mirrors, each of the RGB color lights is analyzed by at least three or more polarization beam splitters, and further, by a color synthesis prism. Since images were projected onto the screen by the projection lens after combining the three colors, the entire apparatus tended to be large, heavy, and expensive. In the configuration using two polarizing beam splitters dedicated to G and RB according to the present invention, the size and weight can be reduced, the color purity can be freely controlled, the color unevenness and the like can be improved, and the performance can be improved. Can be realized at the same time. Further, since the color separation means is performed by a combination of the polarization beam splitter and the specific wavelength region polarization conversion element, the influence of the angle dependency is small, and the design of the color performance is facilitated. Therefore, a compact, high-brightness, high-quality projection-type image display device can be realized. Further, since the number of parts can be reduced, cost reduction can be achieved.
【0056】図4は本発明による第4の一実施例を示す
平面図である。図3の実施例の効果に加えて、反射型映
像表示素子2R、2G、2B、から出射され、偏光ビー
ムスプリッタ16Gと偏光ビームスプリッタ16RBで
ある偏光変換素子で検光された映像であるRGB各色の
光は、ダイクロイックプリズム19aにより、再び色合
成されて、光は投射手段20を通過し、スクリーンに到
達する。投射手段20により、反射型液晶表示素子2
R、2G、2Bに形成された画像は、スクリーン上に拡
大投影され表示装置として機能するものである。本発明
のプリズム19aは、光線がケラレないように偏光ビー
ムスプリッタよりサイズを大きくしてあるもので、全体
の構成を小型化するために、偏光ビームスプリッタとの
大きさが異なる構成となっている。またダイクロイック
コートで傾斜膜等も単独で自由設定できるので、均一な
色純度の高い映像を表示できる。FIG. 4 is a plan view showing a fourth embodiment of the present invention. In addition to the effects of the embodiment of FIG. 3, each of RGB colors emitted from the reflection type image display elements 2R, 2G, and 2B and analyzed by the polarization conversion elements that are the polarization beam splitter 16G and the polarization beam splitter 16RB. Is combined again by the dichroic prism 19a, and the light passes through the projection means 20 and reaches the screen. The reflection type liquid crystal display element 2 is
The images formed on R, 2G, and 2B are enlarged and projected on a screen and function as a display device. The prism 19a of the present invention has a size larger than that of the polarizing beam splitter so that light rays are not vignetted, and has a configuration different from that of the polarizing beam splitter in order to reduce the overall configuration. . Further, since the inclined film and the like can be freely set independently by the dichroic coat, an image with uniform high color purity can be displayed.
【0057】また、本発明の構成により、ダイクロイッ
クプリズム19aのような光学素子を筐体に角面取り部
29の支持部等を設け、これにこの光学素子の角面取り
部29を支持させることで、ダイクロイックプリズム1
9aのような光学素子の保持および位置決めを容易に
し、量産時における組み付け時間を短縮、さらに投射型
映像表示装置全体のコスト低減も可能となる。また、こ
の角面取り部29により、発生した、スペース余裕に別
の光学部材、偏光変換素子である偏光ビームスプリッタ
16RGBを配置し、高密度配置した場合の互いの干渉
をさけ、小型化を達成できる。 図5は本発明による映
像表示装置の第5の実施例を示す平面図であり、特に光
学系の構成を示している。Further, according to the structure of the present invention, an optical element such as the dichroic prism 19a is provided with a support for the chamfered portion 29 in the housing, and the chamfered portion 29 of the optical element is supported on the housing. Dichroic prism 1
This facilitates holding and positioning of the optical element 9a, shortens the assembling time during mass production, and also reduces the cost of the entire projection type video display device. In addition, the corner chamfered portion 29 arranges another optical member and the polarization beam splitter 16RGB, which is a polarization conversion element, in the space allowance, thereby avoiding mutual interference in a high-density arrangement, and achieving downsizing. . FIG. 5 is a plan view showing a fifth embodiment of the video display apparatus according to the present invention, and particularly shows the configuration of an optical system.
【0058】図5において、映像表示装置には光源1と
反射リフレクタ2からなる光源ユニットが設けられ、光
源ユニットから出される光は偏光整流素子31、例えば
偏光板、または偏光ビームスプリッタ(PBS)を通過
し、P偏光光として整流された光は、緑色分離ミラー1
3によってG光(緑色光)と、R光(赤色光)およびB
光(青色光)に分離される。分離されたG光は偏光ビー
ムスプリッタ16Gに入射し、P偏光光である入射光は
透過し、映像表示素子である反射型液晶表示素子2Gに
入射し、映像信号に応じた偏光変換を受け反射され、偏
光ビームスプリッタ16Gに再び入射する。偏光ビーム
スプリッタ16Gは、入射光に対して、反射型液晶表示
素子2Gにより受けた偏光変換量に応じて光を検光、す
なわち入射光のうち偏光変換を受けて発生したS偏光成
分のみを反射し映像を得る。In FIG. 5, the image display device is provided with a light source unit including a light source 1 and a reflection reflector 2, and the light emitted from the light source unit passes through a polarization rectifying element 31, for example, a polarizing plate or a polarizing beam splitter (PBS). The light that has passed and is rectified as P-polarized light is
3, G light (green light), R light (red light) and B light
Separated into light (blue light). The separated G light is incident on the polarization beam splitter 16G, the incident light that is P-polarized light is transmitted, and is incident on the reflective liquid crystal display element 2G that is an image display element, and is subjected to polarization conversion according to an image signal and is reflected. Then, the light enters the polarization beam splitter 16G again. The polarization beam splitter 16G analyzes the incident light according to the amount of polarization conversion received by the reflection type liquid crystal display element 2G, that is, reflects only the S-polarized light component generated by receiving the polarization conversion from the incident light. And get the video.
【0059】緑色分離ミラー13により分離されたR光
及びB光は、特定波長域の偏光方向を変換させる特定波
長域偏光変換素子17により、R光のみS偏光光に偏光
変換され偏光ビームスプリッタ16RBに入射される。
偏光ビームスプリッタ16RBにより、S偏光光である
R光は反射し、反射型液晶表示素子2Rに入射する。反
射型液晶表示素子2Rに入射した光は映像信号に応じた
偏光変換を受けて反射され偏光ビームスプリッタ16R
Bに再び入射する。偏光ビームスプリッタ16RBで
は、反射型液晶表示素子2Rにより受けた偏光変換量に
応じて光を検光し映像を得る。また、B光はP偏光光と
して偏光ビームスプリッタ16RBを透過し、反射型液
晶表示素子2Bに入射される。反射型液晶表示素子2B
に入射した光は映像信号に応じた偏光変換を受けて反射
され偏光ビームスプリッタ16RBに再び入射する。偏
光ビームスプリッタ16RBでは、反射型液晶表示素子
2Bにより受けた偏光変換量に応じて光を検光し映像を
得る。The R light and the B light separated by the green separation mirror 13 are converted into only the R light into the S-polarized light by the specific wavelength band polarization conversion element 17 for changing the polarization direction of the specific wavelength band, and the polarization beam splitter 16RB is used. Is incident on.
The R light, which is the S-polarized light, is reflected by the polarizing beam splitter 16RB, and is incident on the reflective liquid crystal display element 2R. The light incident on the reflection type liquid crystal display element 2R undergoes polarization conversion according to the video signal and is reflected and is reflected by the polarization beam splitter 16R.
B is incident again. The polarization beam splitter 16RB analyzes light according to the amount of polarization conversion received by the reflective liquid crystal display element 2R to obtain an image. The B light is transmitted as P-polarized light through the polarization beam splitter 16RB, and is incident on the reflection type liquid crystal display element 2B. Reflective liquid crystal display element 2B
Incident on the polarization beam splitter 16RB undergoes polarization conversion according to the video signal, is reflected, and reenters the polarization beam splitter 16RB. The polarization beam splitter 16RB analyzes light according to the amount of polarization conversion received by the reflective liquid crystal display element 2B to obtain an image.
【0060】ここで図には示していないが、特定波長域
の偏光方向を変換させる特定波長域偏光変換素子17に
より、B光のみS偏光光に偏光変換してもよい。このと
き、偏光変換されたB光はS偏光光となり、偏光ビーム
スプリッタ16RBに入射される。偏光ビームスプリッ
タ16RBにより、S偏光光であるB光は反射され、反
射型表示素子2Bに入射される。反射型液晶表示素子2
Bに入射した光は映像信号に応じた偏光変換を受けて反
射され偏光ビームスプリッタ16RBに再び入射され
る。偏光ビームスプリッタ16RBでは、反射型液晶表
示素子2Bにより受けた偏光変換量に応じて光を検光
し、映像を得る。また、R光はP偏光光として偏光ビー
ムスプリッタを透過し、反射型液晶表示素子2Rに入射
される。反射型液晶表示素子2Rに入射した光は映像信
号に応じた偏光変換を受けて反射され偏光ビームスプリ
ッタ16RBに再び入射される。偏光ビームスプリッタ
16RBでは、反射型液晶表示素子2Rにより受けた偏
光変換量に応じて光を検光し、映像を得る。Although not shown in the drawing, only the B light may be converted into S-polarized light by the specific wavelength band polarization conversion element 17 for converting the polarization direction of the specific wavelength band. At this time, the polarization-converted B light becomes S-polarized light and is incident on the polarization beam splitter 16RB. The B light, which is the S-polarized light, is reflected by the polarizing beam splitter 16RB, and is incident on the reflective display element 2B. Reflective liquid crystal display device 2
The light incident on B undergoes polarization conversion according to the video signal, is reflected, and is incident again on the polarization beam splitter 16RB. The polarization beam splitter 16RB analyzes light according to the amount of polarization conversion received by the reflective liquid crystal display element 2B to obtain an image. The R light is transmitted through the polarization beam splitter as P-polarized light, and is incident on the reflective liquid crystal display element 2R. The light that has entered the reflective liquid crystal display element 2R undergoes polarization conversion according to the video signal, is reflected, and is again incident on the polarization beam splitter 16RB. The polarization beam splitter 16RB analyzes light according to the amount of polarization conversion received by the reflective liquid crystal display element 2R to obtain an image.
【0061】それぞれに得られた赤、青、緑各色の映像
は色合成手段19、例えばダイクロイックミラーや、ダ
イクロイックプリズムにより合成され、投射レンズ20
により投影される。この時、必要に応じて、偏光ビーム
スプリッタ16RBの出射側に特定波長域の偏光方向を
変換させる特定波長域偏光変換素子18を挿入し、R光
とB光の偏光方向をそろえてもよい。さらにこの時、R
光、G光、B光全ての光の偏光方向を揃えるよう特定波
長域偏光変換素子18の偏光変換させる波長域を設定す
ることにより、偏光スクリーンの使用が可能となる。The red, blue and green images obtained respectively are synthesized by color synthesizing means 19, for example, a dichroic mirror or a dichroic prism, and the projection lens 20.
Is projected. At this time, if necessary, a specific wavelength band polarization conversion element 18 for converting the polarization direction of the specific wavelength band may be inserted on the exit side of the polarization beam splitter 16RB to align the polarization directions of the R light and the B light. At this time, R
By setting the wavelength range for polarization conversion of the specific wavelength range polarization conversion element 18 so that the polarization directions of all of the light, G light, and B light are aligned, it becomes possible to use a polarizing screen.
【0062】あるいは、G光の光路において偏光ビーム
スプリッタ16Gで検光された光に対し、S偏光光をP
偏光光に変換する偏光変換素子32を配置し、色合成ミ
ラー等の色合成手段19に対しP偏光光で入射する様に
し、さらに、赤色およびB光路において、R光、B光の
一方または両方の偏光方向をS偏光光になるように、特
定波長域の偏光方向を変換させる特定波長域偏光変換素
子18の偏光変換波長帯域を設定する。これにより、色
合成手段19であるダイクロイックミラーまたはダイク
ロイックコートの偏光特性により、G光の透過帯域を広
げ、かつR光、B光の一方または両方の反射帯域を広げ
ることが可能となる。Alternatively, with respect to the light detected by the polarization beam splitter 16G in the optical path of the G light, the S-polarized light is
A polarization conversion element 32 for converting the light into polarized light is disposed so that the polarized light is incident on the color synthesizing means 19 such as a color synthesizing mirror as P-polarized light. Further, in the red and B light paths, one or both of the R light and the B light are provided. The polarization conversion wavelength band of the specific wavelength band polarization conversion element 18 for converting the polarization direction of the specific wavelength band is set so that the polarization direction of the light becomes the S-polarized light. This makes it possible to widen the transmission band of the G light and widen the reflection band of one or both of the R light and the B light by the polarization characteristics of the dichroic mirror or the dichroic coat as the color synthesizing means 19.
【0063】さらに、偏光ビームスプリッタ16Gおよ
びないし、偏光ビームスプリッタ16RBの入射側およ
びないし出射側に偏光整流素子33、34、35を配置
してもよい。この時、赤およびB光路において偏光ビー
ムスプリッタ16RBの入射前に配置する偏光整流素子
33は、特定波長域の偏光方向を変換させる光学素子1
7の入射前に配置する。また、赤及びB光の光路におい
て偏光ビームスプリッタ16RBの入射後に配置する偏
光整流素子35は、特定波長域の偏光方向を変換させる
特定波長域偏光変換素子18の出射後に配置する。本発
明による偏光ビームスプリッタを2個用いる構成などは
小型、軽量化を達成できるとともに、さらには色純度を
自由に制御でき、さらに色むら等を改善できる。Further, polarization rectifiers 33, 34 and 35 may be arranged on the incident side and / or the exit side of the polarization beam splitter 16G and / or the polarization beam splitter 16RB. At this time, in the red and B optical paths, the polarization rectifying element 33 arranged before the polarization beam splitter 16RB enters the optical element 1 for changing the polarization direction in a specific wavelength range.
7 before the incidence. In addition, the polarization rectifying device 35 disposed after the incidence of the polarization beam splitter 16RB on the optical path of the red and B lights is disposed after the emission of the specific wavelength band polarization conversion element 18 for changing the polarization direction of the specific wavelength region. The configuration using two polarization beam splitters according to the present invention can achieve a reduction in size and weight, can further freely control color purity, and can improve color unevenness and the like.
【0064】図6は本発明による映像表示装置の第6の
実施例を示す平面図であり、光学系の構成をしめしてい
る。図6において、映像表示装置には、光源1、反射リ
フレクタ5からなる光源ユニットがあり、光源1は白色
ランプである。光源ユニットから出される光は偏光整流
素子8、例えば偏光板、ないしは偏光変換素子(偏光ビ
ームスプリッタ)を通過し、S偏光光として整流された
光は、緑色分離ミラー13によってG光と、R光および
B光に分離される。FIG. 6 is a plan view showing a sixth embodiment of the video display device according to the present invention, and shows the configuration of the optical system. 6, the image display device has a light source unit including a light source 1 and a reflection reflector 5, and the light source 1 is a white lamp. The light emitted from the light source unit passes through a polarization rectifying element 8, for example, a polarizing plate or a polarization conversion element (polarizing beam splitter). And B light.
【0065】分離されたG光は偏光ビームスプリッタ1
6Gに入射し、S偏光光である入射光は反射し、映像表
示素子である反射型液晶表示素子2Gに入射し、映像信
号に応じた偏光変換をうけ反射され、偏光ビームスプリ
ッタ16Gに再び入射する。偏光ビームスプリッタ16
Gは、入射光に対して、反射型液晶表示素子2Gにより
受けた偏光変換量に応じて光を検光、すなわち入射光の
内、偏光変換を受けて発生したP偏光成分のみを反射
し、映像を得る。The separated G light is a polarized beam splitter 1
6G, the incident light as S-polarized light is reflected, enters the reflective liquid crystal display element 2G as an image display element, undergoes polarization conversion in accordance with an image signal, is reflected, and enters the polarization beam splitter 16G again. I do. Polarizing beam splitter 16
G analyzes light with respect to the incident light in accordance with the polarization conversion amount received by the reflection type liquid crystal display element 2G, that is, reflects only the P-polarized component generated by receiving the polarization conversion from the incident light, Get the picture.
【0066】緑色分離ミラー13により分離されたR光
およびB光は、特定波長域の偏光方向を変換させる特定
波長域偏光変換素子17により、R光のみP偏光光に偏
光変換され偏光ビームスプリッタ16RBに入射され
る。偏光ビームスプリッタ16RBにより、P偏光光で
あるR光は透過し、反射型液晶表示素子2Rに入射され
る。反射型液晶表示素子2Rに入射した光は映像信号に
応じた偏光変換を受けて反射され偏光ビームスプリッタ
16RBに再び入射する。偏光ビームスプリッタ16R
Bでは、反射型液晶表示素子2Rにより受けた偏光変換
量に応じて光を検光し映像を得る。また、B光はS偏光
光として偏光ビームスプリッタ16RBにより反射さ
れ、反射型液晶表示素子2Bに入射する。反射型液晶表
示素子2Bに入射した光は映像信号に応じた偏光変換を
受けて反射され偏光ビームスプリッタ16RBに再び入
射される。偏光ビームスプリッタ16RBでは、反射型
液晶表示素子2Bにより受けた偏光変換量に応じて光を
検光し、映像を得る。ここで図には示していないが、特
定波長域の偏光方向を変換させる特定波長域偏光変換素
子17により、B光のみP偏光光に偏光変換してもよ
い。このとき、偏光変換されたB光はP偏光光となり、
偏光ビームスプリッタ16RBに入射される。偏光ビー
ムスプリッタ16RBにより、P偏光光であるB光は透
過し、反射型液晶表示素子2Bに入射される。反射型液
晶表示素子2Bに入射した光は映像信号に応じた偏光変
換を受けて反射され偏光ビームスプリッタ16RBに再
び入射される。偏光ビームスプリッタ16RBでは、反
射型液晶表示素子2Bにより受けた偏光変換量に応じて
光を検光し、映像を得る。また、R光はS偏光光として
偏光ビームスプリッタ16RBで反射され、反射型液晶
表示素子2Rに入射される。反射型液晶表示素子2Rに
入射した光は映像信号に応じた偏光変換を受けて反射さ
れ偏光ビームスプリッタ16RBに再び入射される。偏
光ビームスプリッタ16RBでは、反射型液晶表示素子
2Rにより受けた偏光変換量に応じて光を検光し映像を
得る。The R light and the B light separated by the green separation mirror 13 are subjected to polarization conversion of only the R light into P-polarized light by a specific wavelength band polarization conversion element 17 for converting the polarization direction of a specific wavelength band, and a polarization beam splitter 16RB. Is incident on. The R beam, which is P-polarized light, is transmitted by the polarization beam splitter 16RB, and is incident on the reflection type liquid crystal display element 2R. The light that has entered the reflective liquid crystal display element 2R undergoes polarization conversion according to the video signal, is reflected, and enters the polarization beam splitter 16RB again. Polarizing beam splitter 16R
In B, light is analyzed according to the amount of polarization conversion received by the reflective liquid crystal display element 2R to obtain an image. The B light is reflected by the polarization beam splitter 16RB as S-polarized light, and enters the reflective liquid crystal display element 2B. The light incident on the reflective liquid crystal display element 2B undergoes polarization conversion according to the video signal, is reflected, and is incident again on the polarization beam splitter 16RB. The polarization beam splitter 16RB analyzes light according to the amount of polarization conversion received by the reflective liquid crystal display element 2B to obtain an image. Although not shown in the drawing, only the B light may be converted into P-polarized light by the specific wavelength band polarization conversion element 17 that converts the polarization direction of the specific wavelength band. At this time, the polarization-converted B light becomes P-polarized light,
The light enters the polarization beam splitter 16RB. The B light, which is the P-polarized light, is transmitted by the polarization beam splitter 16RB and is incident on the reflective liquid crystal display element 2B. The light incident on the reflective liquid crystal display element 2B undergoes polarization conversion according to the video signal, is reflected, and is incident again on the polarization beam splitter 16RB. The polarization beam splitter 16RB analyzes light according to the amount of polarization conversion received by the reflective liquid crystal display element 2B to obtain an image. The R light is reflected by the polarization beam splitter 16RB as S-polarized light, and is incident on the reflective liquid crystal display element 2R. The light that has entered the reflective liquid crystal display element 2R undergoes polarization conversion according to the video signal, is reflected, and is again incident on the polarization beam splitter 16RB. The polarization beam splitter 16RB analyzes light according to the amount of polarization conversion received by the reflective liquid crystal display element 2R to obtain an image.
【0067】それぞれに得られた赤、青、緑各色の映像
は色合成手段19例えばダイクロイックミラーやダイク
ロイックプリズムにより合成され、投射レンズ20によ
り投影される。この時、必要に応じて、偏光ビームスプ
リッタ16RBの出射側に特定波長域の偏光方向を変換
させる特定波長域偏光変換素子18を挿入し、R光、G
光、B光全ての光の偏光方向を揃えるよう特定波長域偏
光変換素子18の偏光変換させる波長域を設定すること
により、偏光スクリーンの使用が可能となる。The red, blue and green images obtained respectively are synthesized by the color synthesizing means 19, for example, a dichroic mirror or a dichroic prism, and projected by the projection lens 20. At this time, if necessary, a specific wavelength band polarization conversion element 18 for converting the polarization direction of a specific wavelength band is inserted into the exit side of the polarization beam splitter 16RB, and the R light, G light
By setting the wavelength range for polarization conversion of the specific wavelength range polarization conversion element 18 so that the polarization directions of all the light and the B light are made uniform, it becomes possible to use a polarizing screen.
【0068】あるいは、このとき、R光及びB光の光路
において、R光、B光の一方または両方の偏光方向をS
偏光光になるように、特定波長域の偏光方向を変換させ
る特定波長域偏光変換素子18の偏光変換波長帯域を設
定する。これにより、色合成手段19であるダイクロイ
ックミラーまたはダイクロイックコートの偏光特性によ
り、G光の透過帯域を広げ、かつR光、B光の反射帯域
を広げることが可能となる。Alternatively, at this time, in the optical paths of the R light and the B light, one or both of the polarization directions of the R light and the B light are changed to S.
The polarization conversion wavelength band of the specific wavelength band polarization conversion element 18 for changing the polarization direction of the specific wavelength band is set so as to be polarized light. This makes it possible to widen the transmission band of G light and widen the reflection band of R light and B light by the polarization characteristics of the dichroic mirror or dichroic coat as the color synthesizing means 19.
【0069】さらに、偏光ビームスプリッタ16G、偏
光ビームスプリッタ16RBの入射側または出射側に偏
光整流素子33、34、35を配置してもよい。この
時、赤及びB光の光路において偏光ビームスプリッタ1
6RBの入射前に配置する偏光整流素子33は、特定波
長域の偏光方向を変換させる特定波長域偏光変換素子1
7の入射前に配置する。また、R光及びB光の光路にお
いて偏光ビームスプリッタ16RBの入射後に配置する
偏光整流素子35は、特定波長域の偏光方向を変換させ
る特定波長域偏光変換素子18の光出射側に配置する。Further, the polarization rectifiers 33, 34, 35 may be arranged on the incident side or the exit side of the polarization beam splitter 16G and the polarization beam splitter 16RB. At this time, the polarization beam splitter 1
The polarization rectifying element 33 disposed before the incidence of 6RB is a specific wavelength band polarization conversion element 1 for changing the polarization direction of a specific wavelength band.
7 before the incidence. In addition, the polarization rectifying element 35 disposed after the incidence of the polarization beam splitter 16RB on the optical path of the R light and the B light is disposed on the light emission side of the specific wavelength band polarization conversion element 18 for changing the polarization direction of the specific wavelength band.
【0070】本発明による偏光ビームスプリッタを2個
用いる構成などは小型、軽量化を達成できるとともに、
さらには色純度を自由に制御でき、さらに色むら等を改
善できる。The configuration using two polarizing beam splitters according to the present invention can achieve small size and light weight,
Further, the color purity can be freely controlled, and color unevenness can be further improved.
【0071】図7は本発明における投射型映像表示装置
第7の実施例を示す平面図である。図7の実施例では、
液晶ライトバルブとして反射型液晶表示素子2R、2
G、2Bをいわゆる色の3原色のR(赤色)、G(緑
色)、B(青色)の3色に対応して合計3枚用いた3板
式投射型表示装置を示している。図7の投射型液晶表示
装置において、光源1は白色ランプである。光源1から
出される光は円形ないし多角形の出射開口を持つ少なく
とも1つの反射面鏡5で反射されライトバルブ素子であ
る液晶表示素子2R、2G、2Bを通過して投射レンズ
20に向かい、スクリーンへ投影される。FIG. 7 is a plan view showing a seventh embodiment of the projection display apparatus according to the present invention. In the embodiment of FIG.
Reflective liquid crystal display elements 2R, 2 as liquid crystal light valves
A three-panel projection display device using a total of three G and 2B corresponding to the three primary colors R (red), G (green) and B (blue) of the so-called colors is shown. In the projection type liquid crystal display device shown in FIG. 7, the light source 1 is a white lamp. Light emitted from the light source 1 is reflected by at least one reflecting mirror 5 having a circular or polygonal exit aperture, passes through liquid crystal display elements 2R, 2G, and 2B, which are light valve elements, toward a projection lens 20, and a screen. Projected to
【0072】偏光ビームスプリッタ8と反射型液晶表示
素子2の間には光の三原色であるのR光、G光、B光の
内、G光のみを透過、または反射する色分離手段である
ダイクロイックミラー13またはダイクロイックプリズ
ム等が配置され、他のR光及びB光と分離される。この
ダイクロイックミラー13により分離されたG光は偏光
ビームスプリッタ16Gにより透過、または反射され、
液晶表示素子2Gに入射される。この時、偏光ビームス
プリッタ16Gの入射側およびないし、出射側にG光に
対し偏光整流作用を持つ偏光板15、29を配しても良
い。液晶表示素子2Gに入射した光は読み出し光として
それぞれ変調されて反射して射出され、変調光が偏光ビ
ームスプリッタ16Gによって、それぞれ検光される。
また、G光と分離されたR光および、B光は略510n
mから580nmの内の特定の波長以上もしくは以下の
帯域のみを偏光変換する特定波長域偏光変換素子17を
通過し、R光、ないしはB光の内いずれか一方の色光の
偏光が変化し、R光とB光の偏光方向は直交する。その
後、偏光ビームスプリッタ16RBに入射し、偏光方向
の異なるR光とB光は分離され、それぞれの液晶表示素
子2R及び2Bに入射される。この時、前記特定波長域
偏光変換素子17の入射側に偏光整流作用を持つ偏光板
14を配しても良い。およびまたは偏光ビームスプリッ
タ28RBの出射側に、略510nmから580nmの
内の特定の波長以上もしくは以下の帯域のみを偏光変換
する特定波長域偏光変換素子18を配しても良い。さら
にはこの時前記特定波長域偏光変換素子18の出射側に
偏光整流作用を持つ偏光板29を配しても良い。Between the polarizing beam splitter 8 and the reflection type liquid crystal display element 2, dichroic which is a color separation means for transmitting or reflecting only the G light of the three primary colors of light, R light, G light and B light. A mirror 13 or a dichroic prism or the like is arranged, and is separated from other R light and B light. The G light separated by the dichroic mirror 13 is transmitted or reflected by the polarizing beam splitter 16G,
The light is incident on the liquid crystal display element 2G. At this time, polarizing plates 15 and 29 having a polarization rectifying effect on the G light may be disposed on the incident side and / or the exit side of the polarization beam splitter 16G. The light incident on the liquid crystal display element 2G is modulated as a readout light, reflected and emitted, and the modulated light is respectively analyzed by the polarization beam splitter 16G.
The R light and the B light separated from the G light are approximately 510n.
The light passes through a specific wavelength band polarization conversion element 17 that performs polarization conversion only in a band equal to or greater than or less than a specific wavelength from m to 580 nm, and the polarization of one of the R light and the B light changes. The polarization directions of the light and the B light are orthogonal. After that, the light enters the polarization beam splitter 16RB, where the R light and the B light having different polarization directions are separated, and are incident on the respective liquid crystal display elements 2R and 2B. At this time, a polarizing plate 14 having a polarization rectifying function may be provided on the incident side of the specific wavelength band polarization conversion element 17. In addition, a specific wavelength band polarization conversion element 18 that performs polarization conversion of only a band equal to or greater than or equal to a specific wavelength within approximately 510 nm to 580 nm may be disposed on the emission side of the polarization beam splitter 28RB. Further, at this time, a polarizing plate 29 having a polarization rectifying function may be arranged on the emission side of the specific wavelength band polarization conversion element 18.
【0073】液晶表示素子2R、2Bに入射した光は読
み出し光として当該各色に対応した液晶表示素子よっ
て、それぞれ変調されて反射して射出され、当該各色の
変調光が偏光ビームスプリッタ16RBによって、それ
ぞれ検光される。検光されたR光および、G光及びB光
は色合成フィルタであるダイクロイックミラー19ない
しはダイクロイックプリズムにより合成され、投射手段
20を通過し、スクリーンに到達する。この時、色合成
フィルタを透過する光路の光はP偏光光になるように、
および色合成フィルタを反射する光路の光はS偏光光と
なるように特定波長域偏光変換素子18を設定すること
により、色合成フィルタの透過および反射帯域が広がり
高効率な光学系が実現できる。投射手段20により、液
晶表示素子2に形成された画像は、スクリーン上に拡大
投影され表示装置として機能するものである。また偏光
板を偏光ビームスプリッタの入射および出射に設けてい
るので、コントラストを向上できる。The light incident on the liquid crystal display elements 2R and 2B is modulated and reflected and emitted as readout light by the liquid crystal display element corresponding to each color, and the modulated light of each color is output by the polarization beam splitter 16RB. It is analyzed. The detected R light, G light and B light are combined by a dichroic mirror 19 or a dichroic prism as a color combining filter, pass through a projection unit 20, and reach a screen. At this time, the light on the optical path that passes through the color synthesis filter becomes P-polarized light,
By setting the specific wavelength band polarization conversion element 18 so that the light on the optical path that reflects the color synthesis filter is S-polarized light, the transmission and reflection bands of the color synthesis filter are widened and a highly efficient optical system can be realized. The image formed on the liquid crystal display element 2 by the projection means 20 is enlarged and projected on a screen and functions as a display device. Further, since the polarizing plate is provided at the entrance and exit of the polarization beam splitter, the contrast can be improved.
【0074】本発明による偏光ビームスプリッタを2個
用いる構成は小型、軽量化を達成できるとともに、さら
には色純度を自由に制御でき、さらに色ムラ等を改善
し、性能向上を同時に実現することができる。したがっ
て、コンパクトで高輝度、高画質の投射型映像表示装置
を実現できる。さらに、部品点数を削減できるので、低
コスト化を達成できる。The configuration using two polarizing beam splitters according to the present invention can achieve a reduction in size and weight, can further freely control color purity, can further improve color unevenness and the like, and can simultaneously improve performance. it can. Accordingly, a compact, high-brightness, high-quality projection-type image display device can be realized. Further, since the number of parts can be reduced, cost reduction can be achieved.
【0075】以下、図8を用いて、本発明の実施例につ
いて説明する。図8は本発明による投射型液晶表示装置
の第8の実施例を示す概略の平面図である。図におい
て、光源(図示せず)からの光は偏光ビームスプリッタ
プリズムと1/2波長板との組み合わせ構成に代表され
る偏光変換素子101を通して、P偏光光はS偏光光に
変換され、S偏光光はそのままS偏光光として出射され
る。偏光変換素子101としては、S偏光光をP偏光光
に変換されるものを用いてもよい。本実施例においては
偏光変換素子101によって、P偏光光はS偏光光に変
換される場合を例にとって説明する。偏光変換素子10
1を透過したS偏光光の内、G光はダイクロイックミラ
ー等の色分離ミラー102で反射され、偏光板103
a、色調整膜104aを通して、偏光ビームスプリッタ
ー105Gに入射される。偏光板103aは本来の光で
あるS偏光光の他に混じっているP偏光光を除去するた
めに使用される。色調整膜104aについてはその詳細
を後述する。S偏光光であるG光は偏光ビームスプリッ
タ105Gで反射され、1/4λ波長板106aを通し
て反射型液晶表示素子107Gに入射され、液晶表示素
子107Gで反射され、P偏光光に変換されて偏光ビー
ムスプリッタ105Gより出射され、色合成用偏光ビー
ムスプリッタもしくはダイクロイックプリズム105R
GBに入射される。なお、1/4λ波長板106aは液
晶表示素子107Gの偏光軸と偏光ビームスプリッタ1
05G及び照明光学系の偏光軸を揃えることを主目的と
して使用される。Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a schematic plan view showing an eighth embodiment of the projection type liquid crystal display device according to the present invention. In the figure, light from a light source (not shown) passes through a polarization conversion element 101 typified by a combination of a polarizing beam splitter prism and a half-wave plate, and P-polarized light is converted into S-polarized light. The light is emitted as it is as S-polarized light. As the polarization conversion element 101, an element that converts S-polarized light into P-polarized light may be used. In the present embodiment, a case where the P-polarized light is converted into S-polarized light by the polarization conversion element 101 will be described as an example. Polarization conversion element 10
G light of the S-polarized light transmitted through 1 is reflected by a color separation mirror 102 such as a dichroic mirror,
a, the light is incident on the polarization beam splitter 105G through the color adjustment film 104a. The polarizing plate 103a is used to remove the P-polarized light mixed with the S-polarized light which is the original light. The details of the color adjustment film 104a will be described later. The G light, which is the S-polarized light, is reflected by the polarizing beam splitter 105G, enters the reflective liquid crystal display device 107G through the 1 / λ wavelength plate 106a, is reflected by the liquid crystal display device 107G, is converted into P-polarized light, and is polarized. Emitted from the splitter 105G, a polarization beam splitter for color synthesis or a dichroic prism 105R
It is incident on GB. The quarter-wave plate 106a is connected to the polarization axis of the liquid crystal display element 107G and the polarization beam splitter 1.
It is mainly used for aligning the polarization axes of the 05G and the illumination optical system.
【0076】色分離ミラー102を透過したS偏光光で
あるR光およびB光はP偏光光を除去するための偏光板
103bを透過して特定波長域偏光変換素子112aに
入射される。特定波長域偏光変換素子112aは本実施
例ではR光をS偏光光のまま通過させ、B光をS偏光光
からP偏光光に変換する。特定波長域偏光変換素子11
2aを透過したR光、B光は色調整膜104bを透過し
て偏光ビームスプリッタ105RBに入射される。S偏
光光であるR光は偏光ビームスプリッタ105RBで反
射され、1/4λ波長板106bを透過してR光用の反
射型液晶表示素子107Rに入射され、この液晶表示素
子107Rで反射され、P偏光光として再び偏光ビーム
スプリッタ105RBに入射され、ここを透過して特定
波長域偏光変換素子112bに入射される。The R light and the B light, which are the S-polarized light transmitted through the color separation mirror 102, are transmitted through the polarizing plate 103b for removing the P-polarized light and are incident on the specific wavelength band polarization conversion element 112a. In this embodiment, the specific wavelength band polarization conversion element 112a passes the R light as it is as the S-polarized light, and converts the B light from the S-polarized light to the P-polarized light. Specific wavelength band polarization conversion element 11
The R light and B light transmitted through 2a pass through the color adjustment film 104b and enter the polarization beam splitter 105RB. The R light, which is the S-polarized light, is reflected by the polarization beam splitter 105RB, passes through the λλ wavelength plate 106b, enters the reflection type liquid crystal display element 107R for R light, is reflected by the liquid crystal display element 107R, The light is again incident on the polarization beam splitter 105RB as polarized light, passes through the polarization beam splitter 105RB, and is incident on the specific wavelength band polarization conversion element 112b.
【0077】P偏光光に変換されたB光は偏光ビームス
プリッタ105RBを透過し、1/4λ波長板106c
を透過した後、B光用の反射型液晶表示素子107Bに
入射され、この液晶表示素子107Bで反射され、S偏
光光として出射される。S偏光光であるB光は偏光ビー
ムスプリッタ105RBで反射されて特定波長域偏光変
換素子112bに入射される。特定波長域偏光変換素子
112bではR光のP偏光光をS偏光光に変換し、B光
はS偏光光のまま透過し、S偏光光であるR光、B光
は、B光のP偏光光成分を除去し、コントラストの劣化
を防ぐための偏光板103cを透過して色合成用の偏光
ビームスプリッタもしくはダイクロイックプリズム10
5RGBに入射される。P偏光光であるG光は偏光ビー
ムスプリッタ105もしくはダイクロイックプリズムR
GBを透過し、S偏光光であるR光およびB光は偏光ビ
ームスプリッタもしくはダイクロイックプリズム105
RGBで反射されて投射レンズ113に入射される。R
光およびB光に混入されているP偏光成分は偏光ビーム
スプリッタ105RGBの場合は透過する。なお、図に
おいて、実線はS偏光光を示し、点線はP偏光光を示
す。The B light converted into the P-polarized light passes through the polarizing beam splitter 105RB, and becomes a λλ wave plate 106c.
After that, the light enters the reflective liquid crystal display element 107B for B light, is reflected by the liquid crystal display element 107B, and is emitted as S-polarized light. The B light, which is the S-polarized light, is reflected by the polarization beam splitter 105RB and is incident on the specific wavelength band polarization conversion element 112b. The specific wavelength band polarization conversion element 112b converts the P light of the R light into the S polarized light, transmits the B light as the S polarized light, and the R light and the B light that are the S polarized light are the P polarized light of the B light. A polarizing beam splitter or a dichroic prism 10 for color synthesis through a polarizing plate 103c for removing light components and preventing deterioration of contrast.
It is incident on 5 RGB. G light which is P-polarized light is polarized beam splitter 105 or dichroic prism R
The R light and the B light, which are transmitted through GB and are S-polarized light, are polarized beam splitters or dichroic prisms 105.
The light is reflected by RGB and is incident on the projection lens 113. R
The P-polarized light component mixed into the light and the B light is transmitted in the case of the polarization beam splitter 105RGB. In the drawing, the solid line indicates S-polarized light, and the dotted line indicates P-polarized light.
【0078】図8の実施例においては、色分離ミラー1
02に入射する光はS偏光光に変換されているが、P偏
光光に変換された光を用いるように構成してもてもよ
い。また、特定波長域偏光変換素子112aはB光をP
偏光光に変換しているが、R光をP偏光光に変換するよ
うに構成してもよい。色調整膜104としては、例え
ば、誘電体多層膜を直接偏光ビームスプリッタやダイク
ロイックプリズムに蒸着したもの、誘電体多層膜をガラ
スに蒸着して偏光ビームスプリッタやダイクロイックミ
ラーダイクロイックミラーに張り付けたもの、カラーフ
ィルム、又は色付きガラス等のカラーフィルタ等であ
り、要はある特定の波長域の透過率を下げることができ
るものならばなんでも適用できる。In the embodiment shown in FIG. 8, the color separation mirror 1
Although the light incident on 02 is converted into S-polarized light, it may be configured to use light converted into P-polarized light. Further, the specific wavelength band polarization conversion element 112a converts the B light into P
Although converted to polarized light, it may be configured to convert R light to P-polarized light. As the color adjusting film 104, for example, a dielectric multilayer film directly deposited on a polarizing beam splitter or a dichroic prism, a dielectric multilayer film deposited on glass and adhered to a polarizing beam splitter or a dichroic mirror, a color It is a film, a color filter such as colored glass, or the like. In short, any material that can reduce the transmittance in a specific wavelength range can be applied.
【0079】次に、本発明の第9番目の実施例について
説明する。図9は本発明による投射型液晶表示装置の第
9の実施例を示す概略の平面図である。図において、図
8と同じ構成要素については同じ参照番号を付して説明
する。図において、光源(図示せず)からの光は偏光変
換素子101でS偏光光に変換される。G光は色分離ミ
ラー102で反射され、偏光板103aを透過して偏光
ビームスプリッタ105Gで反射され、1/4λ波長板
106aを通して反射型液晶表示素子107Gに入射さ
れる。液晶表示素子107Gで反射され、P偏光光に変
換されたG光は1/4λ波長板106aを透過して再び
偏光ビームスプリッタ105Gに入射され、ここを透過
したG光は色調整膜104aを透過して、1/2λ波長
板115に入射される。P偏光光であるG光はこの1/
2λ波長板115でS偏光光に変換され、偏光ビームス
プリッタもしくはダイクロイックプリズム105RGB
に入射され、ここで反射されて投射レンズ113に入射
される。Next, a ninth embodiment of the present invention will be described. FIG. 9 is a schematic plan view showing a ninth embodiment of the projection type liquid crystal display device according to the present invention. In the figure, the same components as those in FIG. 8 are described with the same reference numerals. In the figure, light from a light source (not shown) is converted by a polarization conversion element 101 into S-polarized light. The G light is reflected by the color separation mirror 102, passes through the polarizing plate 103a, is reflected by the polarizing beam splitter 105G, and enters the reflection type liquid crystal display element 107G through the 4λ wavelength plate 106a. The G light reflected by the liquid crystal display element 107G and converted into P-polarized light is transmitted through the λλ wavelength plate 106a and is incident again on the polarization beam splitter 105G, and the G light transmitted therethrough is transmitted through the color adjustment film 104a. Then, the light is incident on the λλ wavelength plate 115. G light, which is P-polarized light,
The light is converted into S-polarized light by the 2λ wavelength plate 115, and is polarized by a polarizing beam splitter or a dichroic prism 105RGB.
, Is reflected here, and is incident on the projection lens 113.
【0080】一方、色分離ミラー102を透過したR
光、B光は偏光板103bを透過して、特定波長域偏光
変換素子112aに入射される。S偏光光であるB光は
この特定波長域偏光変換素子112aでP偏光光に変換
され、R光はS偏光光のまま検光用の偏光ビームスプリ
ッタ105RBに入射される。S偏光光であるR光は偏
光ビームスプリッタ105RBで反射され、1/4λ波
長板106bを透過して液晶表示素子107Rに入射さ
れる。液晶表示素子107Rで反射されたR光はP偏光
光に変換され、1/4λ波長板106bを透過して再び
偏光ビームスプリッタ105RBに入射される。P偏光
光に変換されたB光は偏光ビームスプリッタ105RB
を透過し、1/4λ波長板106cを透過して反射型液
晶表示素子107Bに入射される。B光はここで反射さ
れ、S偏光光に変換されて、1/4λ波長板106cを
透過して再び偏光ビームスプリッタ105RBに入射さ
れ、偏光ビームスプリッタ105RBで反射される。P
偏光光であるR光とS偏光光であるB光は色調整膜10
4bを透過して特定波長域偏光変換素子112bに入射
される。S偏光光であるB光はP偏光光に変換され、R
光はP偏光光のまま偏光板103cを透過し、偏光ビー
ムスプリッタ105RGBを透過して投射レンズ(図示
せず)に入射される。On the other hand, R transmitted through the color separation mirror 102
The light and the B light pass through the polarizing plate 103b and enter the specific wavelength band polarization conversion element 112a. The B light, which is the S-polarized light, is converted into the P-polarized light by the specific wavelength region polarization conversion element 112a, and the R light is incident on the polarization beam splitter 105RB for analysis as the S-polarized light. The R light, which is the S-polarized light, is reflected by the polarizing beam splitter 105RB, passes through the quarter-wave plate 106b, and enters the liquid crystal display element 107R. The R light reflected by the liquid crystal display element 107R is converted into P-polarized light, passes through the λλ wavelength plate 106b, and is incident on the polarization beam splitter 105RB again. The B light converted into the P-polarized light is a polarized beam splitter 105RB.
Through the を λ wavelength plate 106c, and is incident on the reflective liquid crystal display element 107B. The B light is reflected here, converted into S-polarized light, transmitted through the λλ wavelength plate 106c, again incident on the polarizing beam splitter 105RB, and reflected by the polarizing beam splitter 105RB. P
The R light as the polarized light and the B light as the S polarized light are
4b, and enters the specific wavelength band polarization conversion element 112b. B light, which is S-polarized light, is converted to P-polarized light,
The light passes through the polarizing plate 103c as it is as P-polarized light, passes through the polarizing beam splitter 105RGB, and enters a projection lens (not shown).
【0081】図8、図9の実施例において、色調整膜1
04で光の波長を低下させる波長帯域を選択することに
よって、色調整を行うことができると共に、色の再現性
を良好にすることができる。例えば、色調整膜104
a、104bで透過率を低下させる波長帯域を選択し
て、イエローの波長領域とシアンの波長領域の透過率を
低下させて良好な色を得るようにしてもよい。また、明
るくする場合、イエロー成分を多くしてもよい。この場
合、ホワイトバランスを保つために、シアンをカットす
るように色調整膜で104で調整することができる。In the embodiment shown in FIG. 8 and FIG.
By selecting a wavelength band in which the wavelength of light is reduced in 04, color adjustment can be performed and color reproducibility can be improved. For example, the color adjustment film 104
A wavelength band in which the transmittance is reduced may be selected in a and 104b, and a good color may be obtained by lowering the transmittance in the yellow wavelength region and the cyan wavelength region. In the case of increasing the brightness, the yellow component may be increased. In this case, in order to maintain the white balance, the color can be adjusted by the color adjustment film 104 so as to cut cyan.
【0082】図8の実施例において、色調整膜104a
は偏光ビームスプリッタ105GのG光の入射面に設け
られているが、図9に示すように、偏光ビームスプリッ
タ105GのG光の出射面に設けてもよい。また、色調
整膜104aは色合成用の偏光ビームスプリッタ105
もしくはダイクロイックプリズムRGBのG光の入射面
に設けても同様な効果を得ることができる。図8におい
て、色調整膜104bは検光用の偏光ビームスプリッタ
105RBのR光及びB光の入射面に設けられている
が、図9に示すように、検光用の偏光ビームスプリッタ
105RBのR光およびB光の出射面に設けてもよい
し、色合成用の偏光ビームスプリッタもしくはダイクロ
イックプリズム105RGBのR光およびB光の入射面
に設けてもよい。すなわち、色調整膜104は検光用の
偏光ビームスプリッタ及び色合成用偏光ビームスプリッ
タもしくはダイクロイックプリズムの光の入出射面に設
けても同様な効果を得ることができる。図8及び図9の
実施例において、ダイクロイックミラー等の色分離ミラ
ー102と特定波長域偏光変換素子112a、112b
を調整して、色調整を行なうことができる。In the embodiment of FIG. 8, the color adjustment film 104a
Is provided on the G light incident surface of the polarizing beam splitter 105G, but may be provided on the G light emitting surface of the polarizing beam splitter 105G as shown in FIG. Further, the color adjustment film 104a is a polarization beam splitter 105 for color synthesis.
Alternatively, the same effect can be obtained by providing the dichroic prism RGB on the G light incident surface. In FIG. 8, the color adjustment film 104b is provided on the incident surface of the R beam and the B light of the polarization beam splitter 105RB for analysis, but as shown in FIG. It may be provided on the light and B light emission surfaces, or may be provided on the R light and B light incidence surfaces of the polarizing beam splitter or dichroic prism 105RGB for color synthesis. That is, the same effect can be obtained by providing the color adjusting film 104 on the light input / output surface of the polarizing beam splitter for analysis and the polarizing beam splitter for color synthesis or the dichroic prism. In the embodiment of FIGS. 8 and 9, the color separation mirror 102 such as a dichroic mirror and the specific wavelength band polarization conversion elements 112a and 112b are used.
Can be adjusted to perform color adjustment.
【0083】この場合の一例について、図10を用いて
説明する。図10は光の透過率を示す分光特性図であ
り、横軸は波長Wを、縦軸は光の出力Pを示す。図10
(a)はダイクロイックミラー102の出力特性曲線P
0を示しており、例えば、半値で500nm〜600n
mの間の光が透過しないようにダイクロイックミラー1
02が構成されているとする。このダイクロイックミラ
ー102を透過した光の内、図10(b)に示すよう
に、600nmより波長が長いS1以下の光をS偏光光
からP偏光光に変換し、波長S1以上の波長の光はS偏
光光まで透過させるように、特定波長域偏光変換素子1
12aの特性曲線P1を構成する。この光は液晶表示素
子107で反射されて偏光が変換され、S1までの波長
の光はS偏光光に変換され、S1以上の波長の光はP偏
光光に変換される。図10(c)に示すように、波長S
2以下の光は偏光せずS偏光光のままとし、波長がS1
以上の光をP偏光光からS偏光光に変化するように構成
された特性曲線P2を持つ特定波長域偏光変換素子11
2bを通過させると、波長S2〜S1まではP偏光光の
ままなので、この領域の光は偏光ビームスプリッタ10
5RGBで反射されず、そのまま通過するので、投写レ
ンズには入射されない。このようにして、波長S1〜S
2の光をカットすることができる。このようにして、ダ
イクロイックミラー102と特定波長域偏光変換素子1
12a、112bの組み合わせによって、波長の特定領
域の透過率を変えることができる。An example of this case will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a spectral characteristic diagram showing the light transmittance. The horizontal axis represents the wavelength W and the vertical axis represents the light output P. FIG.
(A) is an output characteristic curve P of the dichroic mirror 102.
0, for example, at a half value of 500 nm to 600 n
dichroic mirror 1 so that light between m
02 is configured. Of the light transmitted through the dichroic mirror 102, as shown in FIG. 10B, light having a wavelength of S1 or less longer than 600 nm is converted from S-polarized light to P-polarized light, and light having a wavelength of wavelength S1 or more is A specific wavelength band polarization conversion element 1 so as to transmit S-polarized light.
The characteristic curve P1 of FIG. This light is reflected by the liquid crystal display element 107 and converted into polarized light, light having a wavelength up to S1 is converted into S-polarized light, and light having a wavelength equal to or longer than S1 is converted into P-polarized light. As shown in FIG.
The light having a wavelength of S1 or less remains S-polarized light without being polarized.
Specific wavelength region polarization conversion element 11 having characteristic curve P2 configured to change the above light from P-polarized light to S-polarized light
2b, the P-polarized light remains at wavelengths S2 to S1, so that the light in this area is polarized beam splitter 10
Since the light is not reflected by 5RGB but passes through as it is, it does not enter the projection lens. Thus, the wavelengths S1 to S
2 light can be cut off. Thus, the dichroic mirror 102 and the specific wavelength band polarization conversion element 1
The transmittance of a specific region of the wavelength can be changed by the combination of 12a and 112b.
【0084】同様にして、特定波長域偏光変換素子11
2と色調整膜104の構成を変えて、明るさを改善する
ことができる。例えば、輝線光を入れて明るさ向上を狙
うため、色調整膜104の半値と特定波長域偏光変換素
子112の半値を組み合わせて500nm近傍の光、例
えば、500nm〜515nmの光をカットして輝線光
580nm近傍の光を入れて明るさ向上とホワイトバラ
ンスの改善を行うことができる。Similarly, the specific wavelength band polarization conversion element 11
2 and the configuration of the color adjustment film 104 can be changed to improve the brightness. For example, in order to improve brightness by inserting bright line light, the half value of the color adjustment film 104 and the half value of the specific wavelength band polarization conversion element 112 are combined to cut light near 500 nm, for example, light of 500 nm to 515 nm, and to reduce the bright line. Light with a wavelength of around 580 nm can be introduced to improve brightness and white balance.
【0085】また、ダイクロイックミラー102と色調
整膜104の組み合わせによって、同様な効果を得るこ
とができる。本実施例において、ダイクロイックミラー
102はダイクロイックプリズムに置き換えることがで
きる。このため、上述の説明において、ダイクロイック
ミラー102をダイクロイックプリズムに読み替えるこ
とができる。A similar effect can be obtained by combining the dichroic mirror 102 and the color adjusting film 104. In this embodiment, the dichroic mirror 102 can be replaced with a dichroic prism. Therefore, in the above description, the dichroic mirror 102 can be replaced with a dichroic prism.
【0086】図8、図9の実施例において、偏光板10
3aは偏光ビームスプリッタ105Gの近傍に設けら
れ、偏光板103cは偏光ビームスプリッタ105RG
Bの近傍に設けられている。これら偏光板103を近傍
の偏光ビームスプリッタに貼り付けると、界面が削減さ
れ、光透過率を上げることができる。また、偏光ビーム
スプリッタ105は放熱効果が大きく、偏光板103の
熱を吸収するため、偏光板103の冷却性をたかめるこ
とができる。なお、図8、図9の光学エンジンをダイク
ロイックプリズムで構成することができる。この場合、
ダイクロイックプリズムに偏光板103を貼り付けても
よい。この場合、偏光板103をフィルムで構成すると
好適である。In the embodiment shown in FIG. 8 and FIG.
3a is provided in the vicinity of the polarizing beam splitter 105G, and the polarizing plate 103c is provided in the polarizing beam splitter 105RG.
B is provided in the vicinity. When these polarizing plates 103 are attached to a nearby polarizing beam splitter, interfaces can be reduced and light transmittance can be increased. Further, the polarizing beam splitter 105 has a large heat radiation effect and absorbs heat of the polarizing plate 103, so that the cooling property of the polarizing plate 103 can be enhanced. The optical engine shown in FIGS. 8 and 9 can be configured by a dichroic prism. in this case,
The polarizing plate 103 may be attached to the dichroic prism. In this case, it is preferable that the polarizing plate 103 be formed of a film.
【0087】図8、図9の実施例において、ダイクロイ
ックミラー102の入射面に色調整膜を設ける場合、例
えば、誘電体多層膜を蒸着する場合、光の入射角が大き
い部分の厚さを厚くし、光の入射角が小さい部分の厚さ
が薄くなるように、膜厚を変えると、半値の波長の値が
シフトして、出射光の色及び色ムラを調整することがで
きる。In the embodiment shown in FIGS. 8 and 9, when a color adjusting film is provided on the incident surface of the dichroic mirror 102, for example, when a dielectric multilayer film is deposited, the thickness of the portion where the incident angle of light is large is increased. When the film thickness is changed so that the thickness of the portion where the incident angle of light is small becomes smaller, the value of the half-value wavelength shifts, and the color and color unevenness of the emitted light can be adjusted.
【0088】また、図8、図9に示す光学エンジンをダ
イクロイックミラーやダイクロイックプリズムで構成す
る場合、すなわち、色分離ミラー102をダイクロイッ
クミラー又はダイクロイックプリズムで構成し、偏光ビ
ームスプリッタ105の代わりにダイクロイックプリズ
ムを設ける場合、色調整膜をこれらの入射面に厚さを変
えて設けると同様な効果を得ることができる。When the optical engine shown in FIGS. 8 and 9 is constituted by a dichroic mirror or a dichroic prism, that is, the color separation mirror 102 is constituted by a dichroic mirror or a dichroic prism, and the dichroic prism is used instead of the polarization beam splitter 105. When the color adjusting film is provided on these incident surfaces with different thicknesses, the same effect can be obtained.
【0089】図8、図9の実施例において、検光偏光ビ
ームスプリッタ105G、105RBと色合成偏光ビー
ムスプリッタ105RGBの硝材を変えると好適であ
る。例えば、検光偏光ビームスプリッタ105G、10
5RBは検光偏光ビームスプリッタ105G、105R
Bには、例えば、PBH53W等の複屈折量が少ない硝
材を選択し、合成偏光ビームスプリッタ105RGBに
は、例えばBK7等の軽くて低コストの硝材を選択する
ことによって、性能の最適化、低コスト化、低重量化が
達成できる。In the embodiments shown in FIGS. 8 and 9, it is preferable to change the glass materials of the analyzing polarization beam splitters 105G and 105RB and the color combining polarization beam splitter 105RGB. For example, the analyzing polarization beam splitters 105G,
5RB is an analysis polarization beam splitter 105G, 105R.
For B, for example, a glass material having a small amount of birefringence such as PBH53W is selected, and for the synthetic polarization beam splitter 105RGB, a light and low-cost glass material such as BK7 is selected, thereby optimizing performance and reducing cost. Weight and weight reduction can be achieved.
【0090】色分離ミラー102をダイクロイックプリ
ズムや偏光ビームスプリッタで構成し、偏光ビームスプ
リッタ105をダイクロイックプリズムで置き換える場
合も同様に適用できる。この場合、分離用のダイクロイ
ックプリズムを合成用の偏光ビームスプリッタもしくは
ダイクロイックプリズムと同様に、軽く、低コストの硝
材を使ってもよい。The same applies to the case where the color separation mirror 102 is constituted by a dichroic prism or a polarizing beam splitter, and the polarizing beam splitter 105 is replaced by a dichroic prism. In this case, a light and low-cost glass material may be used as the dichroic prism for separation, similarly to the polarization beam splitter or the dichroic prism for synthesis.
【0091】図8、図9において、検光用の偏光ビーム
スプリッタ105G、105RBの容積をV1とし、色
合成用の偏光ビームスプリッタ105RGBの容積をV
2とした場合、V1をV2より小さくし、上述したよう
に硝材を選択すると、使用特性に合わせて性能の最適化
が可能であり、また、低コスト硝材を使用でき、重量も
低減できる。変形例として、色分離用のダイクロイック
ミラーにダイクロイックプリズムを使い、偏光ビームス
プリッタ105の代わりにダイクロイックプリズムを使
用する場合にも適用できる。特に色分離用及び色合成用
の偏光ビームスプリッタ105RGBやダイクロイック
プリズムの大きさを大きくすると、入出射光線がケラレ
ないようにすることができる。この場合、硝材の透過効
率、あるいは反射率などの使用目的に対して、偏光ビー
ムスプリッタやダイクロイックプリズムの硝材を変える
ことにより、性能向上、コストの軽減、比重の軽い硝材
を利用して軽量化を狙える。例えば、検光偏光ビームス
プリッタは高屈折で光り弾性定数の0.5×10-12N
/m2、大きさ□32及び応力を5.3×104以Pa以
下である硝材で消光比を良好にするが、色分離用や色合
成用のダイクロイックプリズムや偏光ビームスプリッタ
は比重が軽く、誘電体多層膜も含めて総合的な透過効率
の良い硝材を用いれば、光線のケラレ防止で体積を大き
くした場合にも、性能向上と軽量化及び低コスト化を狙
える。In FIGS. 8 and 9, the capacity of the polarizing beam splitters 105G and 105RB for analysis is V1, and the capacity of the polarizing beam splitter 105RGB for color synthesis is V1.
In the case of 2, if V1 is made smaller than V2 and a glass material is selected as described above, the performance can be optimized according to the use characteristics, a low-cost glass material can be used, and the weight can be reduced. As a modification, the present invention can be applied to a case where a dichroic prism is used for a dichroic mirror for color separation, and a dichroic prism is used instead of the polarization beam splitter 105. In particular, when the size of the polarizing beam splitter 105RGB for color separation and color synthesis and the size of the dichroic prism are increased, it is possible to prevent the incoming and outgoing rays from being vignetted. In this case, by changing the glass material of the polarizing beam splitter or dichroic prism for the purpose of use such as the transmission efficiency or the reflectance of the glass material, performance improvement, cost reduction, and weight reduction by using a light-weight glass material are achieved. I can aim. For example, the analyzing polarization beam splitter has a high refraction and a light elastic constant of 0.5 × 10 −12 N.
/ M 2 , size □ 32 and stress of 5.3 × 10 4 or less Pa or less make the extinction ratio good, but dichroic prisms and polarizing beam splitters for color separation and color synthesis have low specific gravity. If a glass material having a high overall transmission efficiency including a dielectric multilayer film is used, even if the volume is increased to prevent vignetting of light rays, it is possible to improve performance, reduce weight, and reduce cost.
【0092】次に、図11を用いて、液晶表示素子を偏
光ビームスプリッタ105に取り付ける場合の例につい
て説明する。図11(a)、(b)は偏光ビームスプリ
ッタへの液晶表示素子の取り付け方の実施例を示す一部
断面平面図である。図11(a)において、液晶表示素
子107Gは枠107に液晶材132が封入され、その
両側にカバーガラス133a、133bが設けられてい
る。この液晶表示素子107Gの位置を調整後、枠13
0部分を接着剤134a、134bで直接偏光ビームス
プリッタ105Gに接着されている。接着剤としては例
えば、UV接着剤や熱硬化接着剤などを用いて硬化させ
ても良い。本実施例において、カバーガラス133aと
偏光ビームスプリッタ105Gを接着剤で接着または固
定してもよい。Next, an example in which the liquid crystal display element is mounted on the polarizing beam splitter 105 will be described with reference to FIG. FIGS. 11A and 11B are partial cross-sectional plan views showing an embodiment of how to attach a liquid crystal display element to a polarizing beam splitter. In FIG. 11A, a liquid crystal material 132 is sealed in a frame 107 of a liquid crystal display element 107G, and cover glasses 133a and 133b are provided on both sides of the frame. After adjusting the position of the liquid crystal display element 107G, the frame 13
The zero portion is directly bonded to the polarizing beam splitter 105G with adhesives 134a and 134b. The adhesive may be cured using, for example, a UV adhesive or a thermosetting adhesive. In this embodiment, the cover glass 133a and the polarizing beam splitter 105G may be bonded or fixed with an adhesive.
【0093】図11(b)は他の実施例を示すもので、
本実施例においては調整板134が設けられており、こ
の調整板134が偏光ビームスプリッタ105Gに接着
剤134で接着される。液晶表示素子107Gは偏光ビ
ームスプリッタ105Gに対して位置が調整された後、
枠130が調整板134に接着または固定される。ま
た、カバーガラス133aと偏光ビームスプリッタ10
5Gとの間にシリコンオイルあるいは接着剤等を用いて
空気層を無くすことができる。FIG. 11B shows another embodiment.
In this embodiment, an adjusting plate 134 is provided, and the adjusting plate 134 is bonded to the polarizing beam splitter 105G with an adhesive 134. After the position of the liquid crystal display element 107G is adjusted with respect to the polarization beam splitter 105G,
The frame 130 is bonded or fixed to the adjustment plate 134. Further, the cover glass 133a and the polarization beam splitter 10
An air layer can be eliminated by using silicone oil or an adhesive between 5G.
【0094】本実施例によれば、偏光ビームスプリッタ
105Gと液晶表示素子107G間の界面を低減させる
ことができるため、光利用効率を上げることができる。
なお、図11の実施例では、偏光ビームスプリッタ10
5GとG光用の液晶表示素子を例にとって説明したが、
R光、B光用の液晶表示素子107R、107Bについ
ても同様に偏光ビームスプリッタ105RBに直接取り
付けることによって、同様な効果を得ることができる。According to this embodiment, the interface between the polarizing beam splitter 105G and the liquid crystal display element 107G can be reduced, so that the light use efficiency can be improved.
In the embodiment shown in FIG. 11, the polarization beam splitter 10
Although the description has been given by taking the liquid crystal display elements for 5G and G light as an example,
Similarly, the liquid crystal display elements 107R and 107B for R light and B light can be provided with the same effect by directly attaching them to the polarizing beam splitter 105RB.
【0095】次に、図12を用いて、偏光ビームスプリ
ッタの組立について説明する。図12(a)は偏光ビー
ムスプリッタの一実施例を示す斜視図であり、図12
(b)は偏光ビームスプリッタの組立構造部の一実施例
を示す斜視図である。本実施例において、図8に示す色
分離ミラー102を偏光ビームスプリッタもしくはダイ
クロイックプリズムとした、4個のプリズムを使用した
構成として示している。Next, the assembly of the polarization beam splitter will be described with reference to FIG. FIG. 12A is a perspective view showing one embodiment of the polarizing beam splitter, and FIG.
(B) is a perspective view showing an embodiment of an assembly structure of the polarizing beam splitter. In the present embodiment, a configuration using four prisms, in which the color separation mirror 102 shown in FIG. 8 is a polarizing beam splitter or a dichroic prism, is shown.
【0096】図12(a)において、151は色分離用
の偏光ビームスプリッタもしくはダイクロイックプリズ
ムであり、貼り合わせ面に段差を設けるために、長い三
角柱のプリズム151Hと短い三角柱のプリズム151
Lとから構成されている。152はG光用の偏光ビーム
スプリッタであり、貼り合わせ面に段差を設けるため
に、長い三角柱のプリズム152Hと短い三角柱のプリ
ズム152Lとから構成されている。153はR光およ
びB光用の偏光ビームスプリッタであり、貼り合わせ面
に段差を設けるために、長い三角柱のプリズム153H
と短い三角柱のプリズム153Lとから構成されてい
る。光は色分離用の偏光ビームスプリッタ151もしく
はダイクロイックプリズムで色分離され、G光は偏光ビ
ームスプリッタもしくはダイクロイックプリズム152
で反射されてG光用液晶表示素子107Gに入射され、
液晶表示素子107Gで反射されたG光は色合成用の偏
光ビームスプリッタ154で反射されて投射レンズ(図
示せず)に入射される。偏光ビームスプリッタ151で
分離されたR光およびB光は偏光ビームスプリッタ15
3で分離されて、それぞれ液晶表示素子107R、10
7Bに入射される。液晶表示素子107R、107Bで
反射されたR光、B光は色合成用の偏光ビームスプリッ
タ154を透過して投射レンズ(図示せず)に入射され
る。各偏光ビームスプリッタ間の隙間には偏光板、1/
2λ波長板、特定波長域偏光変換素子等が挿入される。
長い三角柱のプリズムと短い三角柱のプリズムの組み合
わせによって、偏光ビームスプリッタ151〜154の
上下にはそれぞれ段部155が設けられている。図12
(b)において、157は組立構造部であり、長い三角
柱のプリズム151H〜154Hを載置する台部158
H〜161H及び短い三角柱のプリズム151L〜15
4Lを載置する台部158L〜161Lが設けられてい
る。なお、この組立構造部157に設けられている突起
部163は位置決めのために使用される。In FIG. 12A, reference numeral 151 denotes a polarizing beam splitter or dichroic prism for color separation, and a long triangular prism 151H and a short triangular prism 151 are provided to provide a step on the bonding surface.
L. Reference numeral 152 denotes a G light polarization beam splitter, which includes a long triangular prism 152H and a short triangular prism 152L in order to provide a step on the bonding surface. Reference numeral 153 denotes a polarizing beam splitter for R light and B light, and a long triangular prism 153H for providing a step on the bonding surface.
And a short triangular prism 153L. The light is color-separated by a polarization beam splitter 151 for color separation or a dichroic prism, and the G light is a polarization beam splitter or dichroic prism 152.
And is incident on the G light liquid crystal display element 107G.
The G light reflected by the liquid crystal display element 107G is reflected by a polarization beam splitter 154 for color synthesis and is incident on a projection lens (not shown). The R light and the B light separated by the polarization beam splitter 151 are
3 and the liquid crystal display elements 107R and 107R, respectively.
7B. The R light and the B light reflected by the liquid crystal display elements 107R and 107B pass through a polarization beam splitter 154 for color synthesis and enter a projection lens (not shown). A polarizing plate, 1 /
A 2λ wavelength plate, a specific wavelength band polarization conversion element, and the like are inserted.
By combining a long triangular prism and a short triangular prism, step portions 155 are provided above and below the polarizing beam splitters 151 to 154, respectively. FIG.
In (b), reference numeral 157 denotes an assembling structure, and a base 158 on which long triangular prisms 151H to 154H are mounted.
H-161H and short triangular prism 151L-15
There are provided bases 158L to 161L on which 4L is placed. The projection 163 provided on the assembly structure 157 is used for positioning.
【0097】図12(a)の偏光ビームスプリッタを組
立構造部157に組み立てるには、長い三角柱のプリズ
ム151H〜154Hの底部を台部158H〜161H
に位置決め用の突起部163に接するように配置し、短
い三角柱のプリズム151L〜154Lを台部158L
〜158Lに位置決め用の突起部163に接するように
配置する。各偏光ビームスプリッタ151〜154の間
には溝が施されており、偏光板や特定波長域偏光変換素
子等が配置される。このとき、バネやフォーム等で位置
決めされると精度良く配置できる。本実施例において
は、偏光ビームスプリッタ151〜154に段部を設
け、この段部で位置決めを行っているために、偏光ビー
ムスプリッタの誘電体多層膜の面が基準面となり、組立
精度が向上し、したがって、性能も向上する。In order to assemble the polarization beam splitter shown in FIG. 12A into the assembly structure 157, the bottoms of the long triangular prisms 151H to 154H are attached to the bases 158H to 161H.
The prisms 151L to 154L having a short triangular prism are arranged so as to be in contact with the positioning protrusions 163, and the bases 158L
To 158L so as to be in contact with the positioning projection 163. A groove is provided between the polarization beam splitters 151 to 154, and a polarizing plate, a specific wavelength band polarization conversion element, and the like are arranged. At this time, if the positioning is performed by a spring, a foam, or the like, the positioning can be performed with high accuracy. In this embodiment, steps are provided in the polarization beam splitters 151 to 154, and positioning is performed at these steps, so that the surface of the dielectric multilayer film of the polarization beam splitter serves as a reference plane, and assembling accuracy is improved. Therefore, the performance is also improved.
【0098】また、図より明らかなように、本実施例に
おいては、色分離用の偏光ビームスプリッタ151は光
の入射側のプリズム151Hの面積を広くし、出射側偏
光ビームスプリッタ、すなわち色合成用の偏光ビームス
プリッタの出射側のプリズム154Hの面積を広くして
いる。光は液晶表示素子に到達するまでは、先に行くに
従って光の透過面積を小さくする方が好適であり、液晶
表示素子から出射された光は先に行くにしたがって透過
面積が大きくなるように設定して光のケラレを防ぐよう
にすると好適である。本実施例ではこの様な効果を達成
することができる。なお、図12において、一部の偏光
ビームスプリッタをダイクロイックプリズムで構成する
場合においても同様な効果を得られることは言うまでも
ない。As is clear from the drawing, in this embodiment, the polarizing beam splitter 151 for color separation increases the area of the prism 151H on the light incident side, and the polarizing beam splitter on the output side, that is, the color synthesizing beam splitter 151. The area of the exit side prism 154H of the polarization beam splitter is increased. Until the light reaches the liquid crystal display element, it is preferable to reduce the light transmission area as it goes earlier, and the light emitted from the liquid crystal display element is set so that the transmission area becomes larger as it goes earlier. It is preferable to prevent vignetting of light. In this embodiment, such an effect can be achieved. In FIG. 12, it is needless to say that a similar effect can be obtained even when some of the polarization beam splitters are constituted by dichroic prisms.
【0099】次に、1/4λ波長板の調整機構につい
て、図13を用いて説明する。図13は1/4λ波長板
の取付を説明するための側面図である。図において、1
60は1/4λ波長板106aの取付板であり、偏光ビ
ームスプリッタ142からの光が透過するための窓が設
けられている。1/4λ波長板106aは軸161に固
定されている。軸161は取付板160に回転可能に取
り付けられており、液晶表示素子107Gとの光の偏光
軸が合うように調整され、調整後取付板160に固定さ
れる。1/4λ波長板106aの回転軸の中心はプリズ
ム152Lの上面に合わせて位置決めされている。すな
わち、1/4λ波長板106aは偏光ビームスプリッタ
152の上面あるい下面、もしくは出射側あるいは左右
の面を基準としている。したがって、液晶表示素子交換
時も基準が一定であり、もとの位置が明確なため、調整
手順を明確にすることができる。上記の実施例は他の1
/4λ波長板の取付にも適用できることは言うまでもな
い。Next, the adjustment mechanism of the λλ wavelength plate will be described with reference to FIG. FIG. 13 is a side view for explaining the mounting of the λλ wavelength plate. In the figure, 1
Reference numeral 60 denotes a mounting plate for the λλ wavelength plate 106a, which is provided with a window through which light from the polarizing beam splitter 142 passes. The quarter-wave plate 106a is fixed to the shaft 161. The shaft 161 is rotatably mounted on the mounting plate 160, adjusted so that the polarization axis of light with the liquid crystal display element 107G is aligned, and fixed to the mounting plate 160 after adjustment. The center of the rotation axis of the λλ wavelength plate 106a is positioned in accordance with the upper surface of the prism 152L. That is, the 4λ wavelength plate 106a is based on the upper surface or the lower surface of the polarizing beam splitter 152, or the exit side or the left and right surfaces. Therefore, even when the liquid crystal display element is replaced, the reference is constant and the original position is clear, so that the adjustment procedure can be clarified. The above embodiment is another one.
It goes without saying that the present invention can be applied to the mounting of a / 4λ wavelength plate.
【0100】図8、図9において、各偏光ビームスプリ
ッタ105G、105RB、105RGBには光の透過
又は反射に寄与しない面があるが、これらの面での光の
乱反射を防ぐために、これら光の透過又は反射に使用し
ない面をすりガラスにしたり、黒く塗りつぶすと好適で
ある。偏光ビームスプリッタをダイクロイックプリズム
に置き換えた場合も同様である。In FIGS. 8 and 9, each of the polarization beam splitters 105G, 105RB, and 105RGB has a surface that does not contribute to the transmission or reflection of light. Alternatively, it is preferable that the surface not used for reflection is made of frosted glass or painted black. The same applies when the polarizing beam splitter is replaced with a dichroic prism.
【0101】図9を参照すると、色合成用の偏光ビーム
スプリッタ105RGBに入射するG光はS偏光であ
り、RB光はP偏光光であり、かつG光用の液晶表示素
子107Gからの出射光軸と色合成用の偏光ビームスプ
リッタ105RGBの出射光軸は直角になるように配置
されている。色合成用の偏光ビームスプリッタRGBの
代わりに、ダイクロイックミラーやダイクロイックプリ
ズムを用いることができる。Referring to FIG. 9, G light incident on polarizing beam splitter 105RGB for color synthesis is S-polarized light, RB light is P-polarized light, and light emitted from liquid crystal display element 107G for G light. The axis and the output optical axis of the polarization beam splitter 105RGB for color synthesis are arranged at right angles. A dichroic mirror or a dichroic prism can be used instead of the polarization beam splitter RGB for color synthesis.
【0102】図9に示す色合成用の偏光ビームスプリッ
タ105RGBの代わりにダイクロイックミラーやダイ
クロイックプリズムを用いた場合、色合成用のダイクロ
イックミラー又はダイクロイックプリズム内で、反射光
として他の光と合成される光はS偏光光の方が効率がよ
く、逆に透過光として合成される光はP偏光光の方が効
率がよい。すなわち、反射光がS偏光光の場合は、ダイ
クロイックミラー又はダイクロイックプリズムに設けら
れた誘電体多層膜の反射帯域幅が広くなり、帯域シフト
等による膜特性の影響を受け難い。また、透過光がP偏
光光の場合には、 ダイクロイックミラー又はダイクロ
イックプリズムに設けられた誘電体多層膜の透過帯域幅
が広くなり、帯域シフト等による膜特性の影響を受け難
い。従って、G光はS偏光で反射光とし、 ダイクロイ
ックミラー又はダイクロイックプリズムを透過するP偏
光と合成し、 ダイクロイックミラー又はダイクロイッ
クプリズムによって反射される光軸方向に出射するよう
に構成すると効率がよい。When a dichroic mirror or a dichroic prism is used instead of the color combining polarizing beam splitter 105RGB shown in FIG. 9, the reflected light is combined with other light in the color combining dichroic mirror or dichroic prism. S-polarized light is more efficient for light, and conversely, P-polarized light is more efficient for light combined as transmitted light. That is, when the reflected light is the S-polarized light, the reflection bandwidth of the dielectric multilayer film provided on the dichroic mirror or the dichroic prism is widened, and it is hard to be affected by the film characteristics due to band shift or the like. When the transmitted light is P-polarized light, the transmission bandwidth of the dielectric multilayer film provided on the dichroic mirror or the dichroic prism is widened, and the film characteristics are hardly affected by band shift or the like. Therefore, it is efficient if the G light is reflected as S-polarized light, combined with P-polarized light transmitted through the dichroic mirror or the dichroic prism, and emitted in the optical axis direction reflected by the dichroic mirror or the dichroic prism.
【0103】一方、色合成用の偏光ビームスプリッタ1
05RGBを用いる場合は、G液晶表示素子107Gか
らの光を偏光ビームスプリッタ105RGBで反射さ
せ、RB光と合成して出射するように構成した場合、当
然ながら反射光をS偏光光とし、透過光をP偏光光とす
る必要がある。On the other hand, the polarization beam splitter 1 for color synthesis
When 05RGB is used, when the light from the G liquid crystal display element 107G is configured to be reflected by the polarization beam splitter 105RGB and combined with the RB light and emitted, naturally, the reflected light is S-polarized light and the transmitted light is It is necessary to use P-polarized light.
【0104】図8においては、色合成手段である偏光ビ
ームスプリッタ105RGBに入射されるG光はP偏光
光であり、RB光はS偏光光であり、かつ、G光用の液
晶表示素子107Gからの出射光と平行になるように出
射手段である偏光ビームスプリッタ105RGBの出射
光軸が設けられる。In FIG. 8, the G light entering the polarizing beam splitter 105RGB, which is a color combining means, is P-polarized light, the RB light is S-polarized light, and The output optical axis of the polarizing beam splitter 105RGB as the output means is provided so as to be parallel to the output light of the above.
【0105】図8の偏光ビームスプリッタ105RGB
の代わりにダイクロイックミラーやダイクロイックプリ
ズムを用いることができる。この場合、色合成用のダイ
クロイックミラー又はダイクロイックプリズムを透過さ
れる光はP偏光光が効率がよい。また、逆に反射光とし
て、透過光と合成される光はS偏光光の方が効率がよ
い。すなわち透過光がP偏光光の場合は、 ダイクロイ
ックミラー又はダイクロイックプリズムに設けられた誘
電体多層膜の帯域幅が広くなり、帯域シフト等による膜
特性の影響を受け難い。また反射光がS偏光光の場合も
同様の効果を得ることが出来る。The polarization beam splitter 105 RGB of FIG.
Instead, a dichroic mirror or a dichroic prism can be used. In this case, the light transmitted through the dichroic mirror or dichroic prism for color synthesis is efficiently P-polarized light. On the other hand, the light combined with the transmitted light as reflected light is more efficient with S-polarized light. That is, when the transmitted light is P-polarized light, the bandwidth of the dielectric multilayer film provided on the dichroic mirror or the dichroic prism becomes wider, and the film characteristics are less affected by band shift and the like. Similar effects can be obtained when the reflected light is S-polarized light.
【0106】従って、G光はP偏光で透過光とし、RB
光はS偏光光としてダイクロイックミラー又はダイクロ
イックプリズムで反射させ、これらの光を合成し、色合
成手段であるダイクロイックミラー又はダイクロイック
プリズムを透過する光軸方向に出射する構成とすると効
率がよい。Therefore, G light is transmitted as P-polarized light, and RB
It is efficient if the light is reflected as a S-polarized light by a dichroic mirror or a dichroic prism, these lights are combined, and emitted in the direction of the optical axis passing through the dichroic mirror or the dichroic prism as the color combining means.
【0107】図8に示すように、色合成手段として、偏
光ビームスプリッタ105RGBを使用する場合には、
G光用の液晶表示素子107Gからの光を透過光として
偏光ビームスプリッタ105RGBで反射光と合成して
出射する構成では、当然ながら透過光はP偏光光であ
り、R光及びB光はS偏光光とする必要がある。As shown in FIG. 8, when the polarizing beam splitter 105RGB is used as the color combining means,
In a configuration in which light from the liquid crystal display element 107G for G light is transmitted as light and combined with reflected light by the polarization beam splitter 105RGB and emitted, the transmitted light is naturally P-polarized light, and the R light and B light are S-polarized light. It needs to be light.
【0108】また、図9を参照すると、R光用の液晶表
示素子107RとB光用の液晶表示素子107Bは略直
角に配置され、R光及びB光を分離合成する分離合成用
の偏光ビームスプリッタ105RBの入射光軸と出射光
軸とは略直角であり、この出射光軸と略平行に投射レン
ズ113が配置されるように構成されている。本実施例
において、分離合成用の偏光ビームスプリッタ105R
Bの代わりに、ダイクロイックミラーやダイクロイック
プリズムを用いることができることは言うまでもない。Referring to FIG. 9, the liquid crystal display element 107R for R light and the liquid crystal display element 107B for B light are disposed at a substantially right angle, and a polarization beam for separation / combination for separating and combining R light and B light. The input optical axis and the output optical axis of the splitter 105RB are substantially perpendicular to each other, and the projection lens 113 is arranged substantially parallel to the output optical axis. In the present embodiment, a polarization beam splitter 105R for separation / synthesis is used.
It goes without saying that a dichroic mirror or a dichroic prism can be used instead of B.
【0109】光学エンジンを図9に示すように構成する
ことによって、図14に示すような映像表示装置が得ら
れる。図14は本発明による映像表示装置の一実施例を
示す概略斜視図である。図において、光学系を透視して
示している。図において、171は照明光学系であり、
172は図9に示すような光学エンジンである。照明光
学系171から光の分離合成ユニット172に入射され
た光の光軸は略直角に曲げられて光の分離合成ユニット
172から出射される。この光は投射レンズ118を通
してキャビネットの背面に設けられた反射ミラー174
で反射されてスクリーン175に投射される。この場
合、分離合成ユニット172と投射レンズ118の光軸
をシフトさせて背面の反射ミラー174への入射角度を
変化させてもよい。これによりミラーサイズを小さく
し、また、セットの奥行き方向サイズを小さくできる。
また、この場合、検光プリズムと色合成プリズムの光軸
をシフトしてもよい。さらには投射レンズ118の光軸
と色合成プリズムの光軸を段階的にシフトしてもよい。By configuring the optical engine as shown in FIG. 9, an image display device as shown in FIG. 14 is obtained. FIG. 14 is a schematic perspective view showing one embodiment of the video display device according to the present invention. In the figure, the optical system is shown in perspective. In the figure, 171 is an illumination optical system,
172 is an optical engine as shown in FIG. The optical axis of the light that has entered the light separation / combination unit 172 from the illumination optical system 171 is bent at a substantially right angle, and is emitted from the light separation / combination unit 172. This light passes through a projection lens 118 and is reflected by a reflection mirror 174 provided on the back of the cabinet.
And is projected on the screen 175. In this case, the optical axis of the separation / combination unit 172 and the projection lens 118 may be shifted to change the angle of incidence on the reflection mirror 174 on the rear surface. As a result, the size of the mirror can be reduced, and the size of the set in the depth direction can be reduced.
In this case, the optical axes of the analyzing prism and the color combining prism may be shifted. Further, the optical axis of the projection lens 118 and the optical axis of the color combining prism may be shifted stepwise.
【0110】図15は光学系の他の実施例を示す斜視図
である。図は図14と比較して、光軸を変換するための
ミラー176が設けられている点が異なる。本実施例で
はミラー176を設けることによって、直接スクリーン
に映像を投射することができる。FIG. 15 is a perspective view showing another embodiment of the optical system. The drawing is different from FIG. 14 in that a mirror 176 for converting the optical axis is provided. In this embodiment, by providing the mirror 176, an image can be directly projected on the screen.
【0111】図8を参照すると、図8の光学エンジンに
おいては、これに入射される光の光軸、すなわち、色分
離ミラー102に入射される光軸と、偏光ビームスプリ
ッタ105RGBから投写レンズに出射される光軸は略
平行になるように構成されている。なお、図において、
偏光ビームスプリッタをダイクロイックミラーやダイク
ロイックプリズムに置き換えることができることは当業
者ならば当然のことである。Referring to FIG. 8, in the optical engine shown in FIG. 8, the optical axis of the light incident thereon, that is, the optical axis incident on the color separation mirror 102, and the light emitted from the polarizing beam splitter 105RGB to the projection lens. The optical axes are configured to be substantially parallel. In the figure,
It is obvious to those skilled in the art that the polarizing beam splitter can be replaced with a dichroic mirror or a dichroic prism.
【0112】図14及び図15の実施例においては光学
系をコンパクトに配置することができる。In the embodiment shown in FIGS. 14 and 15, the optical system can be arranged compactly.
【0113】図8に示す光学エンジンを用いた映像表示
装置について、図16を用いて説明する。図16は本発
明による映像表示装置の他の実施例を示す概略斜視図で
ある。図において、照明光学系171から光学エンジン
178に入射する光の入射軸と光学エンジン178から
出射される光軸とは略平行になっており、光学エンジン
179から出射された光は反射ミラー179で反射され
て投写レンズ118に入射され、キャビネット173の
背面に設けられた反射ミラー174で反射されてスクリ
ーン175に投射される。本実施例においては、投写レ
ンズのバックフォーカスを短くすることができるので、
投射レンズの枚数を低減して小型化することができる。An image display device using the optical engine shown in FIG. 8 will be described with reference to FIG. FIG. 16 is a schematic perspective view showing another embodiment of the video display device according to the present invention. In the figure, the incident axis of light incident on the optical engine 178 from the illumination optical system 171 is substantially parallel to the optical axis emitted from the optical engine 178, and the light emitted from the optical engine 179 is reflected by the reflection mirror 179. The light is reflected to enter the projection lens 118, reflected by the reflection mirror 174 provided on the back of the cabinet 173, and projected on the screen 175. In this embodiment, since the back focus of the projection lens can be shortened,
The number of projection lenses can be reduced and the size can be reduced.
【0114】図17は光学系の更に他の実施例を示す斜
視図である。図においては反射ミラー179を使用しな
い配置例である。図16の実施例と比較して、映像表示
装置は縦方向に多少長くなるが、横方向に短くすること
ができる。FIG. 17 is a perspective view showing still another embodiment of the optical system. In the figure, the arrangement example does not use the reflection mirror 179. Compared with the embodiment of FIG. 16, the image display device is slightly longer in the vertical direction, but can be shorter in the horizontal direction.
【0115】図14及び図16において、投射レンズか
らの出射光をキャビネット173の背面に設けられた反
射ミラー174によってスクリーン175に投射する場
合、スクリーン175に一体にレンズ、例えばフレネル
レンズを設けて広がりのある光を略平行にするとセット
の小型化を達成することができる。In FIGS. 14 and 16, when the light emitted from the projection lens is projected on the screen 175 by the reflection mirror 174 provided on the back of the cabinet 173, a lens such as a Fresnel lens is provided integrally with the screen 175 to spread the light. When the light having the light is made substantially parallel, the size of the set can be reduced.
【0116】図1において、液晶表示素子2R、2G、
2Bの前に配置されたコンデンサレンズ30を投射レン
ズ20と一体と考え、投射レンズ20の絞り面近傍に第
一合成焦点位置が存在するように構成すると、偏光ビー
ムスプリッタ16G、16RB、色合成ミラー19を通
過する光束を絞ることができるため、これらを小型にす
ることができる。特に色合成ミラー19の代わりに、色
合成偏光ビームスプリッタ又はダイクロイックプリズム
を用いた場合には、プリズムが軽くなり、安価になる効
果が得られる。In FIG. 1, the liquid crystal display elements 2R, 2G,
If the condenser lens 30 disposed in front of the projection lens 2B is considered to be integrated with the projection lens 20 and the first combined focal position exists near the stop surface of the projection lens 20, the polarization beam splitters 16G and 16RB, the color combining mirror Since the luminous flux passing through 19 can be reduced, these can be reduced in size. In particular, when a color combining polarization beam splitter or a dichroic prism is used instead of the color combining mirror 19, the effect of reducing the weight of the prism and reducing the cost can be obtained.
【0117】図8または図9において、色分離ミラー1
02の代わりにダイクロイックプリズム又はダイクロイ
ックミラーを用い、偏光ビームスプリッタ105RGB
の代わりに、ダイクロイックプリズムまたはダイクロイ
ックミラーを用いた場合、色分離ダイクロイックプリズ
ム又はダイクロイックミラーの半値波長と色合成ダイク
ロイックプリズム又はダイクロイックミラーの半値波長
とを異なる値とすることにより、不要光を排除し、色純
度を向上させることができる。例えば、入射のダイクロ
特性、すなわちバンドパスフィルタの低域半値波長を5
00nm、高域半値波長590nmとし、出射プリズム
のダイクロ特性の低域半値波長を510nm、高域半値
波長580nmと規定すると、500nm〜510nm
のシアンと580nm〜590nmの間の黄色光を排除
することができる。この組み合わせは特定波長域偏光変
換素子とダイクロイックの組み合わせでも可能であり、
さらには特定波長域偏光変換素子と偏光ビームスプリッ
タの組み合わせでも可能である。カットする光は近紫
光、近赤外光であっても良く、組み合わせは十である。In FIG. 8 or FIG.
02, a dichroic prism or a dichroic mirror is used, and a polarizing beam splitter 105 RGB is used.
In the case of using a dichroic prism or dichroic mirror instead of, by setting the half value wavelength of the color separation dichroic prism or dichroic mirror and the half value wavelength of the color combining dichroic prism or dichroic mirror to different values, unnecessary light is eliminated, Color purity can be improved. For example, the dichroic characteristic of the incident light, that is,
When the wavelength is 00 nm, the high band half value wavelength is 590 nm, and the low band half value wavelength of the dichroic characteristics of the exit prism is 510 nm and the high band half value wavelength is 580 nm, 500 nm to 510 nm.
Of cyan and yellow light between 580 nm and 590 nm. This combination is also possible with a combination of a specific wavelength band polarization conversion element and a dichroic,
Furthermore, a combination of a specific wavelength band polarization conversion element and a polarization beam splitter is also possible. The light to be cut may be near-violet light or near-infrared light, and there are ten combinations.
【0118】[0118]
【発明の効果】本発明によれば、小型、軽量化を達成で
きるとともに、さらには色純度を自由に制御でき、色ム
ラ等を改善し、性能向上を同時に実現することができ
る。また、色分離手段を偏光ビームスプリッタと特定波
長域偏光変換素子の組合せで行っているので、角度依存
性にともなう影響が少なく、色性能の設計が容易にな
る。したがって、小型、高輝度、高画質の光学エンジン
または投射型映像表示装置を実現できる。さらに、部品
点数を削減できるので、低コスト化を達成できる。According to the present invention, the size and weight can be reduced, the color purity can be freely controlled, the color unevenness and the like can be improved, and the performance can be improved at the same time. Further, since the color separation means is performed by a combination of the polarization beam splitter and the specific wavelength region polarization conversion element, the influence due to the angle dependency is small, and the design of the color performance is facilitated. Therefore, a compact, high-brightness, high-quality optical engine or projection-type image display device can be realized. Further, since the number of parts can be reduced, cost reduction can be achieved.
【図1】本発明による投射型液晶表示装置の第1の実施
例を示す概略の平面図である。FIG. 1 is a schematic plan view showing a first embodiment of a projection type liquid crystal display device according to the present invention.
【図2】本発明による投射型液晶表示装置の第2の実施
例を示す概略の平面図である。FIG. 2 is a schematic plan view showing a second embodiment of the projection type liquid crystal display device according to the present invention.
【図3】本発明による投射型液晶表示装置の第3の実施
例を示す概略の平面図である。FIG. 3 is a schematic plan view showing a third embodiment of the projection type liquid crystal display device according to the present invention.
【図4】本発明による投射型液晶表示装置の第4の実施
例を示す概略の平面図である。FIG. 4 is a schematic plan view showing a fourth embodiment of the projection type liquid crystal display device according to the present invention.
【図5】本発明による投射型液晶表示装置の第5の実施
例を示す概略の平面図である。FIG. 5 is a schematic plan view showing a fifth embodiment of the projection type liquid crystal display device according to the present invention.
【図6】本発明による投射型液晶表示装置の第6の実施
例を示す概略の平面図である。FIG. 6 is a schematic plan view showing a sixth embodiment of the projection type liquid crystal display device according to the present invention.
【図7】本発明による投射型液晶表示装置の第7の実施
例を示す概略の平面図である。FIG. 7 is a schematic plan view showing a seventh embodiment of the projection type liquid crystal display device according to the present invention.
【図8】本発明による投射型液晶表示装置の第8の実施
例を示す概略の平面図である。FIG. 8 is a schematic plan view showing an eighth embodiment of the projection type liquid crystal display device according to the present invention.
【図9】本発明による投射型液晶表示装置の第9の実施
例を示す概略の平面図である。FIG. 9 is a schematic plan view showing a ninth embodiment of a projection type liquid crystal display device according to the present invention.
【図10】光の透過率を示す特性図である。FIG. 10 is a characteristic diagram showing light transmittance.
【図11】偏光ビームスプリッタへの液晶表示素子の取
り付け方の実施例を示す一部断面平面図である。FIG. 11 is a partial cross-sectional plan view showing an embodiment of how to attach a liquid crystal display element to a polarizing beam splitter.
【図12】偏光ビームスプリッタ及びその組立金具の一
実施例を示す斜視図である。FIG. 12 is a perspective view showing an embodiment of a polarizing beam splitter and an assembly thereof.
【図13】1/4λ波長板の取付を説明するための側面
図である。FIG. 13 is a side view for explaining attachment of a λλ wavelength plate.
【図14】本発明による映像表示装置の一実施例を示す
概略斜視図である。FIG. 14 is a schematic perspective view showing an embodiment of a video display device according to the present invention.
【図15】光学系の他の実施例を示す斜視図である。FIG. 15 is a perspective view showing another embodiment of the optical system.
【図16】本発明による映像表示装置の他の実施例を示
す概略斜視図である。FIG. 16 is a schematic perspective view showing another embodiment of the video display device according to the present invention.
【図17】光学系の更に他の実施例を示す斜視図であ
る。FIG. 17 is a perspective view showing still another embodiment of the optical system.
1…光源、2G、2R、2B、107R、107G、1
07B…反射型液晶表示素子、5…リフレクタ、6…第
一アレイレンズ、7…第二アレイレンズ、8…偏光ビー
ムスプリッター(PBS)、10…コンデンサレンズ、
11…反射ミラー、13…ダイクロイックミラー、14
…入射偏光板、16…G用偏光ビームスプリッタ、R−
B用偏光ビームスプリッタ、17、112a、112b
…特定波長選択偏光変換素子、20…投射レンズ、22
…光学部材、23…プリズム硝材、25…誘電体多層
膜、101…偏光変換素子、102…色分離ミラー、1
05G、105RB、105RGB…偏光ビームスプリ
ッタ。1: light source, 2G, 2R, 2B, 107R, 107G, 1
07B: reflective liquid crystal display element, 5: reflector, 6: first array lens, 7: second array lens, 8: polarizing beam splitter (PBS), 10: condenser lens,
11: reflection mirror, 13: dichroic mirror, 14
... Incident polarizing plate, 16 ... G polarizing beam splitter, R-
B polarizing beam splitter, 17, 112a, 112b
... Specific wavelength selection polarization conversion element, 20 ... Projection lens, 22
.., Optical member, 23, prism glass material, 25, dielectric multilayer film, 101, polarization conversion element, 102, color separation mirror, 1
05G, 105RB, 105RGB ... polarizing beam splitter.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三好 智浩 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所デジタルメディア開発本 部内 (72)発明者 阿部 福億 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所デジタルメディアシステ ム事業部内 Fターム(参考) 2H099 BA09 BA17 CA01 CA11 DA00 5C058 AA06 EA12 EA13 EA14 EA26 5C060 DA04 DA05 GB05 GB10 HC09 HC14 HC19 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing from the front page (72) Inventor Tomohiro Miyoshi 292 Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture Inside Digital Media Development Division, Hitachi, Ltd. 292 F-term in Hitachi Digital Media System Division (Reference) 2H099 BA09 BA17 CA01 CA11 DA00 5C058 AA06 EA12 EA13 EA14 EA26 5C060 DA04 DA05 GB05 GB10 HC09 HC14 HC19
Claims (41)
た光学像を形成する反射型映像表示素子と、該反射型映
像表示素子に光を照射する照明光学系と、該反射型映像
表示素子からの出射光を投射する投射手段とを備える映
像表示装置用の光学エンジンにおいて、 前記反射型映像表示素子の光軸上に、光の偏光方向を変
換する偏光分離合成素子2個と特定波長域の光を反射ま
たは透過する色分離合成手段2個との組合せ構成、また
は、該偏光分離合成素子3個と該色分離合成手段1個と
の組合せ構成を設けたことを特徴とする光学エンジン。1. A reflective video display element for forming an optical image according to a video signal from light emitted from a light source unit, an illumination optical system for irradiating the reflective video display element with light, and the reflective video display element An optical engine for an image display device, comprising: projection means for projecting outgoing light from a light source, comprising: two polarization separation / combination elements for converting a polarization direction of light on an optical axis of the reflection-type image display element; An optical engine provided with a combination configuration of two color separation / combination means for reflecting or transmitting the light, or a combination configuration of three polarization separation / combination elements and one color separation / combination means.
路上において投射レンズ直前に配置したことを特徴とす
る光学エンジン。2. The optical engine according to claim 1, wherein said color separation / combination means is disposed on an optical path after said polarization separation / combination element and immediately before a projection lens.
ジンにおいて、 前記反射型映像表示素子のRGB各3枚に対し光の入出
射の略直前位置に2個の偏光分離合成素子を設け、該2
個の偏光分離合成素子に光を入射させる略直前部位に別
の偏光分離合成素子または色分離手段を1個組合せ、か
つ、該反射型映像表示素子の出射光通過部位に1個の色
合成手段を設けたことを特徴とする光学エンジン。3. The optical engine according to claim 1, wherein two polarization separation / combination elements are provided at positions immediately before light entrance / exit for each of three RGB of said reflection type image display elements. , The 2
One polarization separation / combination element or one color separation means is combined almost immediately before the light is incident on the two polarization separation / combination elements, and one color combination means is provided at the outgoing light passage part of the reflection type image display element. An optical engine comprising:
ジンにおいて、 前記反射型映像表示素子の入出射光軸上に、前記2個の
偏光分離合成素子と前記2個の色分離合成手段の組合せ
構成または前記3個の偏光分離合成素子と前記1個の色
分離合成手段の組合せ構成と、特定波長帯域の光の偏光
を所定角度の偏光方向に変換する特定波長域偏光変換素
子とを設けたことを特徴とする光学エンジン。4. The optical engine according to claim 1, 2 or 3, wherein said two polarization separation / combination elements and said two color separation / combination means are provided on an input / output optical axis of said reflection type image display element. Or a combination of the three polarization separation / combination elements and the one color separation / combination means, and a specific wavelength band polarization conversion element for converting the polarization of light in a specific wavelength band into a polarization direction at a predetermined angle. An optical engine characterized by being provided.
光学像が形成される映像表示素子と、該映像表示素子に
光を照射する照明光学系と、該映像表示素子からの出射
光をスクリーン上に投影する投射手段とを備えた光学エ
ンジンにおいて、 前記映像表示素子に入射する光を偏光し、かつ該映像表
示素子により偏光を変換された反射光を検光する偏光分
離合成素子と、前記光源ユニットの出射光を、緑、赤、
青に分離する色分離手段と、該分離された赤、青色光の
光路中で前記偏光分離合成素子の前に配され特定波長帯
域のみの光の偏光方向を変換する特定波長域偏光変換素
子とを設けたことを特徴とする光学エンジン。5. An image display element on which an optical image corresponding to an image signal is formed from light emitted from a light source unit, an illumination optical system for irradiating the image display element with light, and light emitted from the image display element. An optical engine having projection means for projecting on a screen, a polarization separation / combination element for polarizing light incident on the image display element, and detecting reflected light whose polarization has been converted by the image display element, Outgoing light of the light source unit, green, red,
A color separation unit that separates into blue, a specific wavelength band polarization conversion element that is arranged in front of the polarization separation / combination element in the optical path of the separated red and blue light and converts the polarization direction of light only in a specific wavelength band. An optical engine comprising:
帯域、または600〜700nm近傍の波長帯域の光に対し偏
光変換する波長板であることを特徴とする光学エンジ
ン。6. The optical engine according to claim 5, wherein the specific wavelength band polarization conversion element is a wavelength plate that performs polarization conversion on light in a wavelength band near 400 to 500 nm or in a wavelength band near 600 to 700 nm. An optical engine, characterized in that:
長帯域と、600〜700nm近傍の波長帯域とに対し、偏光
方向を互いに直交させる特性を有することを特徴とする
光学エンジン。7. The optical engine according to claim 5, wherein the specific wavelength band polarization conversion element makes the polarization directions orthogonal to each other with respect to a wavelength band near 400 to 500 nm and a wavelength band near 600 to 700 nm. An optical engine having characteristics.
ジンにおいて、 前記特定波長域偏光変換素子が、偏光を変換する波長帯
域と偏光を変換しない波長帯域において、偏光特性が変
化する境界波長を500〜600nm近傍の中に設定する構成
であることを特徴とする光学エンジン。8. The optical engine according to claim 5, wherein the specific wavelength band polarization conversion element has a boundary wavelength at which a polarization characteristic changes in a wavelength band for converting polarization and a wavelength band for not converting polarization. The optical engine is set to a value in the vicinity of 500 to 600 nm.
ンジンにおいて、 分離された緑色光の光路における偏光分離合成素子が、
緑色光に対し透過率あるいは反射率が安定したピーク帯
域を持つよう膜付した緑色光路専用の偏光分離合成素子
であることを特徴とする光学エンジン。9. The optical engine according to claim 5, wherein the polarized light separating / combining element in the light path of the separated green light is:
An optical engine, comprising: a polarization splitting / combining element dedicated to a green light path, which is coated with a film so as to have a peak band in which transmittance or reflectance for green light is stable.
エンジンにおいて、 分離された赤及び青色光の光路における前記偏光分離素
子が、少なくとも赤または青色光のいずれかに対し、透
過率あるいは反射率が安定したピーク帯域を持つように
膜付した専用の偏光分離合成素子であることを特徴とす
る光学エンジン。10. The optical engine according to claim 5, 6, 7 or 8, wherein the polarized light separating element in the optical path of the separated red and blue light has a transmittance for at least one of red and blue light. Alternatively, the optical engine is a dedicated polarization separation / combination element provided with a film so that the reflectance has a stable peak band.
記載の光学エンジンにおいて、 少なくとも緑色光を分離した後の緑色光の光路または
赤、青色光の光路のいずれかにおいて、前記偏光分離合
成素子の前または後に偏光整流素子を設け、前記偏光整
流素子は、特定波長帯域のみを偏光変換する特定波長域
偏光変換素子の前に配置される構成であることを特徴と
する光学エンジン。11. The optical engine according to claim 5,6,7,8,9 or 10, wherein at least one of the green light path and the red and blue light paths after separating the green light. An optical engine, wherein a polarization rectifying element is provided before or after a polarization separation / combination element, and the polarization rectifying element is arranged before a specific wavelength band polarization conversion element that converts only a specific wavelength band. .
ジンにおいて、 前記偏光整流素子は、色調整手段を有する光学部品を備
えていることを特徴とする光学エンジン。12. The optical engine according to claim 10, wherein said polarization rectifying element includes an optical component having color adjusting means.
記載の光学エンジンにおいて、 赤及び青色光の光路にある偏光分離合成素子の出射側
に、特定波長帯域のみの光の偏光方向を変換する特定波
長域偏光変換素子と、緑、赤および青色光とを合成し投
射手段に入射させる色合成手段を有し、前記特定波長域
偏光変換素子は、赤または青色光のいずれか一方の偏光
方向を略90度回転させ、S偏光光のときはP偏光光
に、P偏光光のときはS偏光光に変換し、赤、青色光が
色合成手段において反射し投射レンズに入射するときは
赤、青色光のうちP偏光光をS偏光光に変換し,赤、青
色光が色合成手段において透過し投射レンズに入射する
ときは赤、青色光のうちS偏光光をP偏光光に変換する
ことを特徴とする光学エンジン。13. An optical engine according to claim 5,6,7,8,9 or 10, wherein the polarized light of only the specific wavelength band is provided on the exit side of the polarization separation / combination element in the optical path of red and blue light. A specific wavelength band polarization conversion element for converting the direction, and a color synthesizing unit that synthesizes green, red, and blue light and makes the light incident on the projection unit, and the specific wavelength band polarization conversion element is one of red light and blue light. One of the polarization directions is rotated by about 90 degrees, and S-polarized light is converted to P-polarized light, and P-polarized light is converted to S-polarized light. Red and blue light are reflected by the color combining means and incident on the projection lens. When the red and blue light is converted into the S-polarized light, the red and blue light is transmitted through the color synthesizing means and is incident on the projection lens. An optical engine that converts light into light.
て、 前記色合成手段に入射する緑色光の偏光方向が、赤、青
色光の偏光方向と直交する構成である光学エンジン。14. The optical engine according to claim 13, wherein the polarization direction of the green light incident on the color combining means is orthogonal to the polarization directions of the red and blue lights.
学エンジンにおいて、 前記色分離合成手段の少なくとも1個はダイクロイック
プリズムであり、その色分離合成方向の光軸に対し垂直
方向の一角辺に他角辺より大きな面取り部を設け、該面
取り部に構造部材あるいは、他の光学部材を配置した構
成である光学エンジン。15. The optical engine according to claim 1, wherein at least one of the color separation / combination means is a dichroic prism, and is perpendicular to the optical axis in the color separation / combination direction. An optical engine having a configuration in which a chamfered portion is provided on one corner side larger than another corner side, and a structural member or another optical member is arranged on the chamfered portion.
の光学エンジンにおいて、 前記色分離合成手段が誘電体多層膜を有する光学エンジ
ン。16. The optical engine according to claim 1, wherein said color separation / combination means has a dielectric multilayer film.
る分離手段と、該第1の光を第1の映像表示素子に導く
第1のプリズムと、該第2及び該第3の光を第2、第3
の映像表示素子に導く第2のプリズムと、該第1〜該第
3の光を合成する合成手段とを備え、該第1の光が入出
射する該第1のプリズム面の一方もしくは両方に第1の
色調整膜を設け、該第2及び該第3の光が入出射する面
のいずれか一方もしくは両方の面に第2の色調整膜を設
けることを特徴とする光学エンジン。17. A separating means for separating a first light, a second light and a third light, a first prism for guiding the first light to a first image display element, a second prism and a second prism. The third light is applied to the second and third light
A second prism for guiding the first light to the image display element, and a combining means for combining the first to third lights, and one or both surfaces of the first prism through which the first light enters and exits. An optical engine comprising: a first color adjustment film; and a second color adjustment film on one or both of the surfaces on which the second and third lights enter and exit.
て、該合成手段を第3のプリズムとし、該第1の光が入
出射する該第1のプリズム面及び該第1の光が入射する
該第3のプリズム面のいずれか一方もしくは両方の面に
該第1の色調整膜を設け、該第2の光及び該第3の光が
入出射する該第2のプリズム面及び該第2の光及び該第
3の光が入射する該第3のプリズム面のいずれか一方も
しくは両方の面に該第2の色調整膜を設けることを特徴
とする光学エンジン。18. The optical engine according to claim 17, wherein said combining means is a third prism, and said first prism surface through which said first light enters and exits and said first light enters said first prism surface. The first color adjustment film is provided on one or both surfaces of the third prism surface, and the second prism surface and the second prism surface through which the second light and the third light enter and exit. An optical engine, wherein the second color adjustment film is provided on one or both surfaces of the third prism surface on which light and the third light are incident.
ンにおいて、第1の光の光路及び第2の光の光路の少な
くとも一方に特定波長域偏光変換素子を設け、該色調整
膜及び該特定波長域偏光変換素子によって色調整するこ
を特徴とする光学エンジン。19. The optical engine according to claim 17, wherein a specific wavelength band polarization conversion element is provided on at least one of the optical path of the first light and the optical path of the second light, and the color adjustment film and the specific An optical engine, wherein the color is adjusted by a wavelength conversion element.
る分離手段と、該第1の光を映像表示素子に入射して検
光する第1の偏光ビームスプリッタと、該第2及び該第
3の光それぞれ第2及び第3の映像表示素子に入射して
検光する第2の偏光ビームスプリッタと、該第1から該
第3の光を合成する合成手段と、該第1の光の光路及び
該第2及び該第3の光路の少なくとも一方の光路に設け
られた特定波長域偏光変換素子とを備え、該分離手段と
該特定波長域偏光変換素子によって色調整することを特
徴とする光学エンジン。20. A separating means for separating the first light, the second light and the third light, a first polarizing beam splitter for entering the first light into an image display element and analyzing the first light, A second polarizing beam splitter which enters the second and third image display elements and analyzes the light, respectively; a combining means for combining the first to third lights; A specific wavelength band polarization conversion element provided in an optical path of the first light and at least one of the second and third optical paths, and color adjustment is performed by the separation unit and the specific wavelength band polarization conversion element. An optical engine, characterized in that:
て、該第2の偏光ビームスプリッタ入出射面にそれぞれ
第1、第2の特定波長域偏光変換素子を設け、該分離手
段と、該第1及び該第2の特定波長域偏光変換素子で色
調整することを特徴とする光学エンジン。21. The optical engine according to claim 20, wherein first and second specific wavelength band polarization conversion elements are provided on the input and output surfaces of the second polarization beam splitter, respectively, and the separating means and the first and second specific wavelength band polarization conversion elements are provided. And an optical engine that performs color adjustment with the second specific wavelength band polarization conversion element.
て、該分離手段の半値と該第1及び該第2の特定波長域
偏光変換素子の半値を組み合わせて500nm近傍の光
をカットすることを特徴とする光学エンジン。22. The optical engine according to claim 21, wherein a half value of said separation means and a half value of said first and second specific wavelength band polarization conversion elements are combined to cut off light near 500 nm. And optical engine.
た第1の光を第1の映像表示素子に入射し、該第1の映
像表示素子からの光を出射する第1のプリズムと、該色
分離手段で分離された第1及び第2の光を第2及び第3
の映像表示素子に入射し、該第2及び第3の映像表示素
子からの光を出射する第2のプリズムと、該第1から該
第3の光を合成する色合成手段と、該第1及び該第2の
プリズムの少なくとも一方のプリズムの近傍に配置され
た偏光板とを備え、該偏光板を近傍のプリズムに貼り付
けることを特徴とする光学エンジン。23. A color separating means, and a first prism which makes the first light separated by the color separating means incident on a first image display element and emits light from the first image display element. And the first and second lights separated by the color separation means into second and third lights.
A second prism that is incident on the first image display element and emits light from the second and third image display elements; a color combining unit that combines the first to third lights; And a polarizing plate disposed near at least one of the second prisms, wherein the polarizing plate is attached to a nearby prism.
て、該色合成手段をプリズムで構成し、該プリズム近傍
に配置された偏光板を該プリズムに貼り付けることを特
徴とする光学エンジン。24. The optical engine according to claim 23, wherein said color synthesizing means comprises a prism, and a polarizing plate disposed near said prism is attached to said prism.
子で変調して色合成手段で合成して出射手段で出射する
光学エンジンにおいて、該色分離手段をダイクロイック
ミラー及びダイクロイックプリズムのいずれかで構成
し、該色合成手段をダイクロイックミラー及びダイクロ
イックプリズムのいずれかで構成し、該色分離手段の半
値波長と該色合成手段の半値波長を異なる値に設定し
て、色純度を向上させることを特徴とする光学エンジ
ン。25. An optical engine which modulates the light separated by the color separation means by an image display element, synthesizes the light by a color synthesis means and emits the light by an emission means, wherein the color separation means is one of a dichroic mirror and a dichroic prism. And the color synthesizing means is constituted by one of a dichroic mirror and a dichroic prism, and the half-value wavelength of the color separating means and the half-value wavelength of the color synthesizing means are set to different values to improve color purity. An optical engine characterized by the following.
る分離手段と、該第1の光を第1の映像表示素子に導く
第1のプリズムと、該第2及び該第3の光を第2、第3
の映像表示素子に導く第2のプリズムと、該第1〜該第
3の光を合成する合成手段とを備え、該色分離手段又は
該色合成手段にダイクロイックミラー又はダイクロイッ
クプリズムからなるダイクロイック素子を使用し、該ダ
イクロイック素子にダイクロイックコートを設け、該ダ
イクロイックコートの厚さを光の入射角度によって変化
させることを特徴とする光学エンジン。26. A separating means for separating first light, second and third light, a first prism for guiding the first light to a first image display element, The third light is applied to the second and third light
A dichroic element comprising a dichroic mirror or a dichroic prism for the color separating means or the color synthesizing means. An optical engine for use, wherein a dichroic coat is provided on the dichroic element, and a thickness of the dichroic coat is changed according to an incident angle of light.
る分離手段と、該第1の光を第1の映像表示素子に導く
第1のプリズムと、該第2及び該第3の光を第2、第3
の映像表示素子に導く第2のプリズムと、該第1〜該第
3の光を合成する合成手段とを備え、該色分離手段又は
該色合成手段に偏光ビームスプリッタやダイクロイック
プリズムからなるプリズムを使用し、該プリズムの用途
に応じて硝材を変えることを特徴とする光学エンジン。27. A separating means for separating first light, second and third light, a first prism for guiding the first light to a first image display element, The third light is applied to the second and third light
A second prism that guides the image display device, and a combining unit that combines the first to third lights. The color separating unit or the color combining unit includes a prism including a polarizing beam splitter or a dichroic prism. An optical engine for use, wherein a glass material is changed according to the use of the prism.
リッタと、色合成手段とを備え、色分離手段及び色合成
手段の一方に偏光ビームスプリッタやダイクロイックプ
リズムからなるプリズムを使用する光学エンジンにおい
て、該検光用の偏光ビームスプリッタ及び該プリズムの
硝材を用途によって変えると共に、該プリズムの体積を
該検光用の偏光ビームスプリッタの体積より小さくする
ことを特徴とする光学エンジン。28. An optical engine comprising a color separating means, a polarizing beam splitter for light analysis, and a color synthesizing means, wherein one of the color separating means and the color synthesizing means uses a prism comprising a polarizing beam splitter or a dichroic prism. 3. The optical engine according to claim 1, wherein the polarization beam splitter for analysis and the glass material of the prism are changed depending on the application, and the volume of the prism is made smaller than the volume of the polarization beam splitter for analysis.
る分離手段と、該第1の光を第1の映像表示素子に導く
第1のプリズムと、該第2及び該第3の光を第2、第3
の映像表示素子に導く第2のプリズムと、該第1〜該第
3の光を合成する合成手段と、液晶を充填する枠と該液
晶のカバーガラスとを有する液晶表示素子とを備え、偏
光ビームスプリッタやダイクロイックプリズムからなる
該第1及び該第2のプリズムに該液晶表示素子を直接接
着することを特徴とする光学エンジン。29. A separating means for separating first light, second and third light, a first prism for guiding the first light to a first image display element, The third light is applied to the second and third light
And a liquid crystal display element having a frame for filling the liquid crystal and a cover glass of the liquid crystal. An optical engine, wherein the liquid crystal display element is directly bonded to the first and second prisms, which are composed of a beam splitter and a dichroic prism.
る分離手段と、該第1の光を第1の映像表示素子に導く
第1のプリズムと、該第2及び該第3の光を第2、第3
の映像表示素子に導く第2のプリズムと、該第1〜該第
3の光を合成する合成手段と、液晶を充填する枠と該液
晶のカバーガラスとを有する液晶表示素子とを備え、偏
光ビームスプリッタやダイクロイックプリズムからなる
該第1又は該第2のプリズムに調整板を接着し、該調整
板に該液晶表示素子を接着することを特徴とする光学エ
ンジン。30. A separating means for separating first light, second and third light, a first prism for guiding the first light to a first image display element, The third light is applied to the second and third light
And a liquid crystal display element having a frame for filling the liquid crystal and a cover glass of the liquid crystal. An optical engine, wherein an adjusting plate is bonded to the first or second prism including a beam splitter or a dichroic prism, and the liquid crystal display element is bonded to the adjusting plate.
を貼り合わせて構成されたプリズムを有する光学エンジ
ンにおいて、該第1のプリズム片の長さを該第2のプリ
ズム片の長さに比べて短くして、該第1のプリズム片と
該第2のプリズム片の間に段部を設けるように該第1の
プリズム片と該第2のプリズム片を貼り合わせたプリズ
ムを複数備え、該段部を用いて、複数のプリズム間の位
置決めをすることを特徴とする光学エンジン。31. In an optical engine having a prism formed by bonding a first prism piece and a second prism piece, the length of the first prism piece is made equal to the length of the second prism piece. And a plurality of prisms each having the first prism piece and the second prism piece bonded together such that a step is provided between the first prism piece and the second prism piece. An optical engine for positioning the plurality of prisms using the stepped portion.
て、該第1のプリズム片を載置する台部と該第2のプリ
ズム片を載置する第2の台部とを複数備えた組立金具を
設け、該複数のプリズムを該組立金具に取り付けること
を特徴とする光学エンジン。32. The optical engine according to claim 31, further comprising: an assembling bracket having a plurality of pedestals on which the first prism piece is mounted and a plurality of second pedestals on which the second prism piece is mounted. An optical engine, wherein the plurality of prisms are attached to the metal fitting.
て、光が液晶表示素子に入射される光路に設けられたプ
リズムは光の入射側を第2のプリズム片とし、光の出射
側を第1のプリズム片となるように配置し、光が液晶表
示素子から出射される光路に設けられたプリズムは光の
入射側が第1のプリズム片とし、光の出射側が第2のプ
リズム片になるように配置することを特徴とする光学エ
ンジン。33. An optical engine according to claim 31, wherein a prism provided on an optical path through which light enters the liquid crystal display element has a light incident side as a second prism piece and a light emission side as a first prism piece. The prisms are arranged so as to be prism pieces, and the prisms provided on the optical path where light is emitted from the liquid crystal display element are arranged so that the light incident side is the first prism piece and the light emission side is the second prism piece. An optical engine.
を貼り合わせて構成されたプリズムと、該プリズムの近
傍に配置された液晶表示素子と、該プリズムと該液晶表
示素子の間に配置された波長板とを有する光学エンジン
において、該第1のプリズム片の長さを該第2のプリズ
ム片の長さに比べて短くして、該第1のプリズム片と該
第2のプリズム片の間に段部を設けるように該第1のプ
リズム片と該第2のプリズム片を貼り合わせて段部を有
するプリズムを構成し、該第1のプリズムの該段部と接
する面を基準にして該波長板を調整することを特徴とす
る光学エンジン。34. A prism formed by bonding a first prism piece and a second prism piece, a liquid crystal display element disposed near the prism, and a liquid crystal display element between the prism and the liquid crystal display element. An optical engine having a wave plate disposed therein, wherein a length of said first prism piece is shorter than a length of said second prism piece, and said first prism piece and said second prism The first prism piece and the second prism piece are attached to each other so as to provide a step between the pieces to form a prism having a step, and a surface of the first prism that is in contact with the step is referenced. An optical engine for adjusting the wavelength plate.
子で変調して色合成手段で合成して出射手段で出射する
光学エンジンにおいて、該色合成手段に入射される緑色
光はS偏光光であり、赤光及び青光はP偏光光であり、
緑色光を変調する映像表示素子の出射光軸と該色合成手
段の出射光軸を略直角とすることを特徴とする光学エン
ジン。35. An optical engine in which light separated by a color separation means is modulated by an image display element, synthesized by a color synthesis means, and emitted by an emission means, wherein green light incident on the color synthesis means is S-polarized light. Light, red light and blue light are P-polarized light,
An optical engine, wherein an emission optical axis of an image display device for modulating green light and an emission optical axis of the color synthesizing means are substantially perpendicular to each other.
子で変調して色合成手段で合成してして出射手段で出射
する光学エンジンにおいて、該色合成手段に入射される
緑色光はP偏光光であり、赤色光及び青色光はS偏光光
であり、緑色光を変調する映像表示素子の出射光軸と該
色合成手段の出射光軸を略平行とすることを特徴とする
光学エンジン。36. An optical engine in which the light separated by the color separation means is modulated by the image display element, synthesized by the color synthesis means, and emitted by the emission means, wherein green light incident on the color synthesis means is The optics are P-polarized light, red light and blue light are S-polarized light, and the emission optical axis of an image display device for modulating green light and the emission optical axis of the color combining means are substantially parallel. engine.
子で変調して色合成手段で合成して出射手段で出射する
光学エンジンにおいて、色分離合成手段と、該色分離合
成手段に近接してそれぞれ略直交して配置された第1及
び第2の映像表示素子とを備え、該色分離合成手段に入
射された光を第1の光及び第2の光に分離してそれぞれ
該第1及び該第2の映像表示素子に入射し、該第1及び
該第2の映像表示素子から得られた該第1及び該第2の
光を合成した該色分離合成手段の出射光の光軸は該色分
離合成手段に入射する光の光軸と略直交し、該色分離合
成手段の出射光軸は該出射手段の光軸とが略平行になる
ように構成することを特徴とする光学エンジン。37. An optical engine for modulating the light separated by the color separation means with an image display element, synthesizing the light by a color synthesis means, and outputting the light by an emission means, wherein the color separation / synthesis means and And first and second image display elements arranged substantially orthogonal to each other, and separates light incident on the color separation / combination means into first light and second light to separate the light into first light and second light, respectively. 1 and the light emitted from the color separation / combination means that is incident on the second image display element and combines the first and second lights obtained from the first and second image display elements. The axis is substantially orthogonal to the optical axis of the light incident on the color separation / combination means, and the emission optical axis of the color separation / combination means is configured to be substantially parallel to the optical axis of the emission means. Optical engine.
子で変調して色合成手段で合成して出射手段で出射する
光学エンジンにおいて、光軸変換手段を設け、該色分離
手段と、該映像表示手段と、該色合成手段とで色分離合
成ユニットを構成し、該色分離合成ユニットに入射され
る光の光軸と該色分離ユニトから出射される光の光軸と
が略平行になるように構成し、該色分離合成ユニットか
ら出射される光を該光軸変換手段で光軸を変換して該投
射手段に入射することを特徴とする光学エンジン。38. An optical engine which modulates the light separated by the color separating means by the image display element, combines the light by the color synthesizing means and emits the light by the emitting means, comprising: an optical axis converting means; The image display unit and the color combining unit constitute a color separation / combination unit, and an optical axis of light incident on the color separation / combination unit is substantially parallel to an optical axis of light emitted from the color separation unit. Wherein the optical axis of the light emitted from the color separation / combination unit is converted by the optical axis conversion means and the light is incident on the projection means.
ンを用い、光を略平行にするレンズを設けたスクリーン
と、該投射手段の出射光の光軸を変更する光軸変換手段
とを設け、該投射手段から出射された光の光軸を変換し
て該スクリーンに投射することを特徴とする投射型映像
表示装置。39. An optical engine according to claim 37, further comprising a screen provided with a lens for making light substantially parallel, and an optical axis converting means for changing an optical axis of light emitted from said projecting means. A projection type image display device, wherein an optical axis of light emitted from the projection means is converted and projected on the screen.
子で変調して色合成手段で合成してして出射手段で出射
する光学エンジンにおいて、該映像表示素子の前にコン
デンサレンズを設け、該コンデンサレンズもしくは該コ
ンデンサレンズ以降のレンズ群の第一合焦点位置を該投
射手段の絞り面近傍に位置するように構成することを特
徴とする光学エンジン。40. An optical engine for modulating the light separated by the color separation means with an image display element, synthesizing the light with a color synthesizing means and emitting the light with an emission means, wherein a condenser lens is provided in front of the image display element. An optical engine, wherein a first focal point of the condenser lens or a lens group subsequent to the condenser lens is located near a stop surface of the projection means.
載の光学エンジンを用いて構成した映像表示装置。41. An image display device comprising the optical engine according to any one of claims 1 to 38 and 40.
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