JP3042460B2 - Projection display device - Google Patents

Projection display device

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JP3042460B2
JP3042460B2 JP9244584A JP24458497A JP3042460B2 JP 3042460 B2 JP3042460 B2 JP 3042460B2 JP 9244584 A JP9244584 A JP 9244584A JP 24458497 A JP24458497 A JP 24458497A JP 3042460 B2 JP3042460 B2 JP 3042460B2
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JP
Japan
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light
optical system
color
projection
modulation
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JP9244584A
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裕文 今岡
哲 守屋
鉄二 鈴木
扶二子 小山
竜作 高橋
安雄 石坂
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Victor Company of Japan Ltd
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Victor Company of Japan Ltd
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Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は投写型表示装置に係
り、反射型空間光変調部を用いた3板式カラープロジェ
クタ等に適用され、その色分解・導光光学系に起因して
投写映像が劣化することを防止するための改善、及び装
置の小型化を図るための光学要素の配置構成に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a projection type display device, and is applied to a three-plate color projector or the like using a reflection type spatial light modulator. The present invention relates to an improvement for preventing deterioration and an arrangement of optical elements for miniaturizing the apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】3板式カラープロジェクタでは、メタル
ハライドランプ等の強力な光源から得られる白色光を3
原色に分解し、その色分解された各光を各対応色に係る
映像信号で駆動される液晶パネル等の空間光変調部へ導
いて変調し、各変調光を合成して投写する方式を採用し
ている。そして、その装置の色分解・導光光学系では、
高輝度な投写映像を得ると共に、色シェーディングの発
生を抑制するために、光源から各対応色の空間光変調部
までの光路長が等しくなるように設計することが一般的
である。
2. Description of the Related Art In a three-plate type color projector, white light obtained from a powerful light source such as a metal halide lamp is converted into three light beams.
Adopts a method of decomposing into primary colors, guiding each color-separated light to a spatial light modulator such as a liquid crystal panel driven by a video signal related to each corresponding color, modulating, combining each modulated light and projecting. doing. And in the color separation / light guide optical system of the device,
In general, in order to obtain a high-brightness projection image and to suppress the occurrence of color shading, it is common to design the light path length from the light source to the spatial light modulator of each corresponding color to be equal.

【0003】例えば、反射型の空間光変調部を用いた投
写型表示装置であって、色分解手段として2枚のダイク
ロイックミラーの反射面をX字状に交叉させた交叉型ダ
イクロイックミラーを用い、色分解・導光光学系を3原
色に関して対称性を持たせて光源から各空間光変調部ま
での光路長を等しく構成した装置(特願平9-10065号)
や、透過型の空間光変調部を用いた投写型表示装置であ
って、色分解手段として2枚の独立したダイクロイック
ミラーを用いて3原色の光路を非対称に構成するが、光
路長の長くなった色の光路中に光量損失を補正するため
の補正レンズを介装して光源から各空間光変調部までの
光路長を実質的に等しくした装置(国際公開番号:WO94/2
2042)が提案されている。
For example, in a projection display device using a reflection type spatial light modulator, a cross type dichroic mirror in which the reflection surfaces of two dichroic mirrors cross each other in an X-shape is used as color separation means. A device in which the color separation / light guiding optical system is symmetrical with respect to the three primary colors so that the optical path length from the light source to each spatial light modulator is equal (Japanese Patent Application No. 9-10065).
Also, in a projection display device using a transmissive spatial light modulator, two independent dichroic mirrors are used as color separation means, and the optical paths of the three primary colors are configured asymmetrically, but the optical path length increases. A device in which a correction lens for correcting the light quantity loss is provided in the optical path of the color of light, and the optical path length from the light source to each spatial light modulator is made substantially equal (International Publication Number: WO94 / 2
2042) has been proposed.

【0004】そして、前記の国際出願に係る装置の色分
解・導光光学系を反射型の空間光変調部を用いた装置に
応用した事例として、図7から図10に示されるような
投写型表示装置が考えられる。その装置の光学的構造
は、図7に示すように、下階層の色分解・導光光学系
と、中間階層の偏光選択光学系と、上階層の変調・色合
成・投射光学系とに大別でき、図8から図10はそれら
の各光学系を下側から見た平面図を表している。
As an example of applying the color separation / light guide optical system of the apparatus according to the international application to an apparatus using a reflection type spatial light modulator, a projection type optical system as shown in FIGS. A display device is conceivable. As shown in FIG. 7, the optical structure of the device is roughly divided into a lower layer color separation / light guide optical system, an intermediate layer polarization selection optical system, and an upper layer modulation / color synthesis / projection optical system. 8 to 10 show plan views of those optical systems as viewed from below.

【0005】各図において、1は光源、2はコリメータレ
ンズ、3は第1のインテグレータ、4は第2のインテグレ
ータ、5はコールドミラー、17は白色光をシアン光(緑光
と青光の混合色光:gb)と赤光rに分離するダイクロイ
ックミラー、18はシアン光を緑光gと青光bに分離する
ダイクロイックミラー、19B,19B',19R,20G,20B,20Rは反
射ミラー、9,9'は光量損失を補正する補正レンズ、11G,
11B,11Rは集光レンズ、12G,12B,12Rは第1の偏光ビーム
スプリッタ、13G,13B,13Rは第2の偏光ビームスプリッ
タ、14G,14B,14Rは液晶を用いた反射型の空間光変調
部、15は色合成用の交叉型ダイクロイックプリズム、16
は投射レンズである。なお、図8から図10において
は、反射ミラー20G,20B,20R、集光レンズと第1の偏光
ビームスプリッタのユニット11G・12G,11B・12B,11R・12
R、及び第2の偏光ビームスプリッタと空間光変調部の
ユニット13G・14G,13B・14B,13R・14Rについて、それぞれ
二点鎖線で示す矢印方向から見た側面図を参考図として
添えてあり、各階層内での光学的機能も併せて示してあ
る。
In each of the figures, 1 is a light source, 2 is a collimator lens, 3 is a first integrator, 4 is a second integrator, 5 is a cold mirror, 17 is white light, which is cyan light (mixed color light of green light and blue light). : gb) and a dichroic mirror that separates red light r, 18 is a dichroic mirror that separates cyan light into green light g and blue light b, 19B, 19B ', 19R, 20G, 20B and 20R are reflection mirrors and 9, 9' Is a correction lens for correcting light loss, 11G,
11B and 11R are condenser lenses, 12G, 12B and 12R are first polarizing beam splitters, 13G, 13B and 13R are second polarizing beam splitters, and 14G, 14B and 14R are reflection type spatial light modulation using liquid crystal. Section, 15 is a crossed dichroic prism for color synthesis, 16
Is a projection lens. 8 to 10, the reflecting mirrors 20G, 20B, 20R, the condensing lens and the first polarizing beam splitter units 11G, 12G, 11B, 12B, 11R, 12
R, and the second polarization beam splitter and the unit 13G / 14G, 13B / 14B, 13R / 14R of the spatial light modulator are attached as side views as viewed from the direction of the arrow indicated by the two-dot chain line, respectively. The optical functions within each level are also shown.

【0006】先ず、色分解・導光光学系において、楕円
反射鏡である光源1から発した白色光wはその反射鏡の
第2焦点に一旦集光した後、コリメータレンズ2で平行
光に変換されて次段の第1のインテグレータ3を照射す
る。ここに、第1のインテグレータ3及び第2のインテ
グレータ4はそれぞれ微小レンズ(レンズセグメント)が
縦横に配列されたものであり、第1のインテグレータ3
の各レンズセグメントを透過した光線は第2のインテグ
レータ4の対応するレンズセグメント上に集光し、第2
のインテグレータ4で光源像のもつ輝度分布が平均化さ
れて、結果的に各空間光変調部14G,14B,14Rに対する均
一な照度分布の読出し光が得られるようになっている。
また、第2のインテグレータ4を透過した白色光wはコ
ールドミラー5で反射され、その際に白色光w中に含ま
れている不要な赤外光が除去される。
First, in a color separation / light guide optical system, white light w emitted from a light source 1 which is an elliptical reflecting mirror is once focused on a second focal point of the reflecting mirror, and then converted into a parallel light by a collimator lens 2. Then, the first integrator 3 at the next stage is irradiated. Here, the first integrator 3 and the second integrator 4 are each formed by arranging minute lenses (lens segments) vertically and horizontally.
The light beam transmitted through each lens segment of the second integrator 4 is focused on the corresponding lens segment of the second integrator 4,
The luminance distribution of the light source image is averaged by the integrator 4, and as a result, readout light having a uniform illuminance distribution for each of the spatial light modulators 14G, 14B, and 14R can be obtained.
Further, the white light w transmitted through the second integrator 4 is reflected by the cold mirror 5, and at that time, unnecessary infrared light contained in the white light w is removed.

【0007】次に、コールドミラー5で反射されて水平
面内で90°方向変換された白色光wはダイクロイック
ミラー17に入射するが、ダイクロイックミラー17はその
波長選択性反射膜によって水平面内で90°方向変換さ
れた反射光のシアン光gbと透過光の赤光rに分離され
る。また、ダイクロイックミラー17で反射されたシアン
光gbは次のダイクロイックミラー18へ入射し、水平面
内で90°方向変換された反射光の緑光gと透過光の青
光bに分離される。従って、以上の導光光路で白色光w
は2枚のダイクロイックミラー17,18によって3原色光
に分離されている。
Next, the white light w reflected by the cold mirror 5 and changed in direction by 90 ° in the horizontal plane enters the dichroic mirror 17, and the dichroic mirror 17 is turned by 90 ° in the horizontal plane by its wavelength-selective reflection film. The reflected light is separated into the reflected cyan light gb and the transmitted red light r. The cyan light gb reflected by the dichroic mirror 17 is incident on the next dichroic mirror 18, and is separated into reflected green light g and transmitted light blue light b, which have been converted in the horizontal plane by 90 °. Therefore, the white light w
Is separated into three primary color lights by two dichroic mirrors 17 and 18.

【0008】そして、ダイクロイックミラー18で反射さ
れた緑光gは反射ミラー20Gに直接入射してその光路を
垂直に90°方向変換され、ダイクロイックミラー17を
透過した赤光rは反射ミラー19Rによって水平面内で9
0°方向変換された後に反射ミラー20Rで垂直方向へ9
0°方向変換され、それぞれ反射ミラー20G,20Rの直上
に配置されている集光レンズ11G,11Rへ入射する。一
方、ダイクロイックミラー18を透過した青光bは2枚の
補正レンズ9,9'による集光補正と2枚の反射ミラー19B,
19B'による水平面内での90°方向変換を受けて光路を
側方へ迂回させた態様で反射ミラー20Bに入射し、その
反射ミラー20Bで垂直方向へ90°方向変換されて直上
に配置された集光レンズ11Bへ入射する。
The green light g reflected by the dichroic mirror 18 is directly incident on the reflecting mirror 20G, and its optical path is vertically changed by 90 °. The red light r transmitted through the dichroic mirror 17 is reflected by a reflecting mirror 19R in a horizontal plane. At 9
After the direction is changed by 0 °, it is 9 in the vertical direction by the reflection mirror 20R.
The light is changed in the direction of 0 ° and enters the condenser lenses 11G and 11R disposed immediately above the reflection mirrors 20G and 20R, respectively. On the other hand, the blue light b transmitted through the dichroic mirror 18 is condensed by two correction lenses 9 and 9 ′ and is corrected by two reflection mirrors 19B and 19B.
In response to the 90 ° directional change in the horizontal plane by 19B ′, the light enters the reflecting mirror 20B in a mode in which the optical path is detoured to the side, and is turned 90 ° in the vertical direction by the reflecting mirror 20B and disposed immediately above. The light enters the condenser lens 11B.

【0009】次に、偏光選択光学系における集光レンズ
と第1の偏光ビームスプリッタからなる各ユニット11G・
12G,11B・12B,11R・12Rは、図9に示されるように、それ
ら3ユニットがコーナーを接する態様で投射方向に関し
て対称に配置されており、前記の色分解・導光光学系に
よって各集光レンズ11G,11B,11Rへ入射せしめられた各
原色光g,b,rは平行光に変換された後にそれぞれ第1
の偏光ビームスプリッタ12G,12B,12Rへ入射する。そし
て、各偏光ビームスプリッタ12G,12B,12Rは、屈折率の
異なる2種類の膜を交互に多数積層した偏光膜12g,12b,
12rによって不定偏光である各原色光g,b,rの内のP
偏光成分g(p),b(p),r(p)のみを透過させ、S偏光成
分g(s),b(s),r(s)を配設領域の外側方向へ反射させ
る。即ち、この段階で分離された各原色光g,b,rのP
偏光成分g(p),b(p),r(p)が利用光として選択され、
S偏光成分g(s),b(s),r(s)が系外へ捨てられる。従
って、各偏光ビームスプリッタ12G,12B,12Rによって選
択されたP偏光成分g(p),b(p),r(p)が直上に対応配
置されている第2の偏光ビームスプリッタ13G,13B,13R
へ入射することになる。
Next, each of the units 11G and 11G comprising the condenser lens and the first polarization beam splitter in the polarization selection optical system.
As shown in FIG. 9, the three units 12G, 11B, 12B, 11R, and 12R are arranged symmetrically with respect to the projection direction so that the three units are in contact with the corners. The primary color lights g, b, and r incident on the optical lenses 11G, 11B, and 11R are converted into parallel lights, respectively.
To the polarization beam splitters 12G, 12B, and 12R. Each of the polarizing beam splitters 12G, 12B, and 12R is a polarizing film 12g, 12b, in which a large number of two types of films having different refractive indexes are alternately stacked.
12r, P in each primary color light g, b, r
Only the polarization components g (p), b (p), and r (p) are transmitted, and the S polarization components g (s), b (s), and r (s) are reflected toward the outside of the arrangement region. That is, P of each primary color light g, b, r separated at this stage
The polarization components g (p), b (p), and r (p) are selected as use light,
The S polarized light components g (s), b (s), and r (s) are discarded outside the system. Therefore, the second polarization beam splitters 13G, 13B, 13B, 13P, 13G, 13B, and 13 (P) have the P polarization components g (p), b (p), r (p) selected by the respective polarization beam splitters 12G, 12B, 12R. 13R
Will be incident.

【0010】次に、図10に示されているように、変調
・色合成・投射光学系における第2の偏光ビームスプリッ
タと空間光変調部からなる各ユニット13G・14G,13B・14B,
13R・14Rも交叉型ダイクロイックミラー15の入射面に対
向させた態様で投射方向に関して対称に配置されてい
る。そして、前記の第1の偏光ビームスプリッタ12G,12
B,12Rと同様に、この第2の偏光ビームスプリッタ13G,1
3B,13RもP偏光成分g(p),b(p),r(p)のみを透過させ
てS偏光成分g(s),b(s),r(s)を反射させる偏光膜13
g,13b,13rを有しているが、その偏光膜13g,13b,13rは対
応する第1の偏光ビームスプリッタ12G,12B,12R側の各
偏光膜12g,12b,12rとの関係で傾斜方向が90°捩れた
関係になっているため、第2の偏光ビームスプリッタ13
G,13B,13Rへ入射する各P偏光成分g(p),b(p),r(p)は
その偏光膜13g,13b,13rに対してはS偏光成分の振動方
向となる。従って、その偏光成分は第2の偏光ビームス
プリッタ13G,13B,13Rの偏光膜13g,13b,13rで反射せしめ
られ、垂直方向から水平方向へ90°方向変換されて対
応する空間光変調部14G,14B,14Rへ入射する。各空間光
変調部14G,14B,14Rでは3原色に係る映像信号に基づい
て液晶層の配向状態を画素単位で制御することにより入
射した偏光成分を変調して反射させるが、変調を受けた
反射光はその変調度に応じて入射光と反対の振動方向の
偏光成分に変化するため、その変調光g'(p),b'(p),
r'(p)が偏光膜13g,13b,13rへ入射する。ここで、偏光
膜13g,13b,13rは前記のようにS偏光成分のみを反射さ
せてP偏光成分は透過させるため、再入射した変調光
g'(p),b'(p),r'(p)は偏光膜13g,13b,13rを透過して
色合成用の交叉型ダイクロイックプリズム15へ入射する
ことになる。一方、図示していないが、非変調分の偏光
成分g'(s),b'(s),r'(s)については偏光膜13g,13b,13
rで反射された後に光路を逆進して光源1の方向への戻り
光となる。そして、交叉型ダイクロイックプリズム15は
青光bのみを反射させるダイクロイックミラー面15bと
赤光rのみを反射させるダイクロイックミラー面15rを
交叉させた構成を有しており、第2の偏光ビームスプリ
ッタ13B,13Rから入射する変調光b'(p),r'(p)をそれぞ
れ水平面内で90°方向変換すると共に第2の偏光ビー
ムスプリッタ13Gから入射する変調光g'(p)をそのまま
透過させる。従って、3原色に係る各変調光は合成され
て投射レンズ16へ入射し、投射レンズ16によって拡大さ
れたカラー画像がスクリーン(図示せず)に表示されるこ
とになる。
Next, as shown in FIG. 10, units 13G and 14G, 13B and 14B, each comprising a second polarizing beam splitter and a spatial light modulator in the modulation / color combining / projection optical system.
13R and 14R are also arranged symmetrically with respect to the projection direction so as to face the incident surface of the cross-type dichroic mirror 15. Then, the first polarization beam splitters 12G, 12G
B, 12R, this second polarization beam splitter 13G, 1
The polarizing films 13B and 13R also transmit only the P-polarized light components g (p), b (p) and r (p) and reflect the S-polarized light components g (s), b (s) and r (s).
g, 13b, and 13r, and the polarizing films 13g, 13b, and 13r have tilt directions in relation to the corresponding first polarizing beam splitters 12G, 12B, and 12R and the respective polarizing films 12g, 12b, and 12r. Have a 90 ° twist relationship, the second polarization beam splitter 13
Each of the P-polarized light components g (p), b (p), and r (p) incident on G, 13B, and 13R becomes the vibration direction of the S-polarized light component with respect to the polarizing films 13g, 13b, and 13r. Therefore, the polarized light component is reflected by the polarizing films 13g, 13b, 13r of the second polarizing beam splitters 13G, 13B, 13R, is converted by 90 ° from the vertical direction to the horizontal direction, and the corresponding spatial light modulator 14G, Light enters 14B and 14R. Each of the spatial light modulators 14G, 14B, and 14R modulates and reflects the incident polarization component by controlling the alignment state of the liquid crystal layer in pixel units based on the video signals of the three primary colors. Since the light changes to a polarization component in the vibration direction opposite to the incident light according to the degree of modulation, the modulated light g ′ (p), b ′ (p),
r ′ (p) enters the polarizing films 13g, 13b, 13r. Here, since the polarizing films 13g, 13b, and 13r reflect only the S-polarized component and transmit the P-polarized component as described above, the re-entered modulated light g ′ (p), b ′ (p), r ′ (p) passes through the polarizing films 13g, 13b, and 13r and enters the crossed dichroic prism 15 for color synthesis. On the other hand, though not shown, the polarization films g ′ (s), b ′ (s), and r ′ (s) for the unmodulated components are polarized films 13g, 13b, and 13 ′.
After being reflected by r, the light travels backward in the optical path and returns to the light source 1. The cross type dichroic prism 15 has a configuration in which a dichroic mirror surface 15b that reflects only blue light b and a dichroic mirror surface 15r that reflects only red light r are crossed, and the second polarization beam splitter 13B, The modulated light b ′ (p) and r ′ (p) incident from 13R are respectively converted in the horizontal direction by 90 °, and the modulated light g ′ (p) incident from the second polarizing beam splitter 13G is transmitted as it is. Accordingly, the modulated lights of the three primary colors are combined and incident on the projection lens 16, and a color image enlarged by the projection lens 16 is displayed on a screen (not shown).

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の交叉
型ダイクロイックミラーを用いて色分解を行なう特願平
9-10065号の投写型表示装置の場合、3原色に係る光路
長を等しく構成できるために色シェーディングの問題は
生じないが、交叉型ダイクロイックミラーは波長選択性
反射膜を被着した2枚のガラスプレートを交叉させた態
様で構成されているため、その交叉部の近傍では入射光
がガラス中で多重反射して外部へ出力されずに投写映像
中の中心付近に暗い影が発生する。また、各空間光変調
部が反射型であるため、変調度に応じた非変調の偏光成
分が戻り光となって交叉型ダイクロイックミラーへ逆進
・入射する。その場合、交叉型ダイクロイックミラーを
透過したり内部で多重反射して他色の空間光変調部へ入
射してしまう傾向があり、投写映像中に不要な輝線や異
常色が発生して表示品質の劣化を招く。
By the way, Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-157, in which color separation is performed by using the above-mentioned cross type dichroic mirror.
In the case of the projection display device of No. 9-10065, the problem of color shading does not occur because the optical path lengths for the three primary colors can be configured to be equal, but the cross type dichroic mirror has two wavelength-selective reflection films. Since it is configured in such a manner that the glass plates are crossed, the incident light is multiply reflected in the glass near the crossing portion and is not output to the outside, and a dark shadow is generated near the center in the projected image. Further, since each spatial light modulator is of a reflection type, a non-modulated polarized light component corresponding to the degree of modulation is returned and enters the crossed dichroic mirror as return light. In such a case, there is a tendency for the light to pass through the crossed dichroic mirror or to be internally reflected multiple times and to enter the spatial light modulator of another color. It causes deterioration.

【0012】一方、図7から図10に示した投写型表示
装置では、色分解手段に2枚の独立したダイクロイック
ミラー17,18を用いているために前記のような不具合は
発生しないが、図8に示されるように、色分解・導光光
学系が偏光選択光学系と変調・色合成・投射光学系の平面
的展開領域の外側に構成されるため、両側部及び後方に
大きな光学系の構成空間が必要になり、装置の小型化を
図れないという問題がある。即ち、偏光選択光学系と変
調・色合成光学系に関しては交叉型ダイクロイックプリ
ズム15を中心に各ユニットが対称性を有して配置されて
いるために比較的コンパクトに構成されるが、色分解・
導光光学系の平面的展開領域の拡がりによって装置全体
の占める空間容積が大きくなり、必然的に筐体全体を大
きく設計せざるを得ないことになる。
On the other hand, in the projection type display device shown in FIGS. 7 to 10, since the two independent dichroic mirrors 17 and 18 are used for the color separation means, the above-mentioned problem does not occur. As shown in FIG. 8, since the color separation / light guide optical system is configured outside the planar development region of the polarization selection optical system and the modulation / color synthesis / projection optical system, a large optical system is provided on both sides and behind. There is a problem that a configuration space is required, and the size of the device cannot be reduced. That is, the polarization selection optical system and the modulation / color combining optical system are relatively compact because the units are arranged symmetrically with respect to the cross-type dichroic prism 15, but are relatively compact.
The spatial volume occupied by the entire device increases due to the expansion of the planar deployment area of the light guide optical system, and the entire housing must necessarily be designed large.

【0013】そこで、本発明は、反射型の空間光変調部
を用いた3板式の投写型表示装置において、交叉型ダイ
クロイックミラーを用いないで2枚の独立したダイクロ
イックミラーを適用した色分解手段を構成し、且つ装置
全体の小型化を図ることが可能な光学的構成を提供する
ことを目的として創作された。
Accordingly, the present invention provides a color separation means in a three-panel projection display device using a reflection type spatial light modulator, in which two independent dichroic mirrors are applied without using a crossed dichroic mirror. It has been created for the purpose of providing an optical configuration that can be configured and that can reduce the size of the entire device.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明は、3原色の内
の異なる2色の光に係る波長選択性反射膜を交叉させ
その交叉軸を中心に出射面と3面の入射面が構成された
交叉型ダイクロイックプリズムに対して、その出射面に
は投射レンズを、各入射面にはそれぞれ出射面を対向さ
せた態様で第1から第3の偏光ビームスプリッタを配設
すると共に、前記の各偏光ビームスプリッタにおける前
記交叉型ダイクロイックプリズムとの対向側と逆側の面
にそれぞれ反射型の空間光変調部を対向させて配設した
変調・色合成・投射光学系と、光源が発生する白色光を
3原色光に分解して前記変調・色合成・投射光学系の
1から第3の偏光ビームスプリッタの入射面へ導く色分
解・導光光学系とを階層別に構成した投写型表示装置に
おいて、前記変調・色合成・投射光学系の第1から第3
偏光ビームスプリッタをそれらの入射面が前記色分解
・導光光学系の階層側となるように偏光膜の方向を設定
して配設し、一方、前記色分解・導光光学系は、2枚の
ダイクロイックミラーと反射ミラーで構成され、光源か
ら入射する白色光を3原色光に分離し、第1及び第2の
色光をそれぞれ第1及び第2の偏光ビームスプリッタへ
入射させると共に、第3の色光を前記投射レンズの配置
側へ透過させる第1光学系と、複数の反射ミラーで構成
され、前記第1光学系が透過させた前記第3の色光を前
記投射レンズ側で迂回させて前記第3の偏光ビームスプ
リッタへ入射させる第2光学系とからなり、且つそれら
第1及び第2の光学系を前記交叉型ダイクロイックプリ
ズムにおける波長選択性反射膜の交叉軸の方向から平面
的に見た場合の前記変調・色合成・投射光学系が占める
領域を画する方形領域内に構成したことを特徴とする
写型表示装置に係る。
According to the present invention, a wavelength-selective reflecting film for two different colors of light of three primary colors is crossed ,
An emission surface and three incidence surfaces were formed around the cross axis.
For the crossing type dichroic prism,
Indicates the projection lens, and the output surface faces each input surface.
The first to third polarization beam splitters are disposed in the above-described manner, and reflection-type spatial light modulators are respectively provided on surfaces of the respective polarization beam splitters on the side opposite to the crossed dichroic prism and on the opposite side. and modulating and color synthesis, a projection optical system which is opposed is disposed, the light source is decomposed into three primary colors white light generated by the said modulation, color synthesis and the projection optical system
In a projection display device in which a color separation / light guide optical system for guiding light to an entrance surface of a first to a third polarization beam splitter is configured for each layer, the first to third modulation / color synthesis / projection optical systems are provided .
The polarizing beam splitters are arranged with the direction of the polarizing film set such that their incident surfaces are on the layer side of the color separation / light guide optical system, while the color separation / light guide optical system is Sheets
It consists of a dichroic mirror and a reflection mirror,
Incident light is separated into three primary colors, and the first and second lights are separated.
Color light to first and second polarizing beam splitters respectively
And the third color light is arranged on the projection lens.
Consists of a first optical system that transmits light to the side and multiple reflection mirrors
And the third color light transmitted through the first optical system is
The third polarizing beam splitter is detoured on the projection lens side.
And a second optical system for incidence on the litter
The first and second optical systems are connected to each other by the cross type dichroic pre-press.
From the direction of the cross axis of the wavelength-selective reflective film in the mechanism
Occupied by the modulation / color synthesis / projection optical system when viewed from the perspective
The present invention relates to a projection display device characterized in that the projection display device is configured in a rectangular area defining an area .

【0015】この発明は、従来技術で説明した投写型表
示装置(図7から図10)と同様にその色分解・導光光学
系が2枚の独立したダイクロイックミラーによって色分
解を行なうため、交叉型ダイクロイックミラーを用いた
場合の不具合は生じない。一方、2枚の独立したダイク
ロイックミラーを用いると、交叉型ダイクロイックミラ
ーを用いた場合のような対称性のある導光系を構成でき
ず、3原色光の内の少なくとも1つの色光の光路を引き
回す態様で変調・色合成・投射光学系の対応する偏光ビ
ームスプリッタへ導く必要があり、その結果、図8に示
したように色分解・導光光学系が占める階層方向の平面
領域が大きくなる。この発明では、変調・色合成・投射
光学系の各偏光ビームスプリッタをその入射面が色分解
・導光光学系の階層側になるように配設すると共に、色
分解・導光光学系の第2光学系による第3の色光に係る
引き回し光路を投射レンズ側に構成し且つ色分解・導
光光学系(第1光学系と第2光学系)を、交叉型ダイク
ロイックプリズムにおける波長選択性反射膜の交叉軸の
方向から平面的に見て、変調・色合成・投射光学系が占
める領域を画する方形領域内に収めた態様で構成してい
る。従って、色分解・導光光学系が占める空間は平面的
に変調・色合成・投射光学系のそれよりも小さく構成で
き、装置の小型化を実現できる。
According to the present invention, the color separation / light guide optical system performs color separation by two independent dichroic mirrors as in the projection type display device (FIGS. 7 to 10) described in the prior art. There is no problem when using the dichroic mirror. On the other hand, when two independent dichroic mirrors are used, a symmetrical light guide system cannot be configured as in the case of using a crossed dichroic mirror, and the optical path of at least one of the three primary color lights Need to be guided to the corresponding polarizing beam splitter of the modulation / color synthesis / projection optical system in a manner of leading to a large plane area in the hierarchical direction occupied by the color separation / light guide optical system as shown in FIG. Become. In the present invention, the respective polarization beam splitters modulation and color synthesis, a projection optical system with incident surface thereof is arranged to be hierarchical side of the color separating-guiding optical system, the color separation-guiding optical system Pertaining to third color light by two optical systems
Route the optical path to the projection lens side , and
The optical optical system (the first optical system and the second optical system) is
Cross axis of wavelength-selective reflective film in Loic prism
The modulation, color synthesis, and projection optics are
In a rectangular area that defines the
You. Therefore, the space occupied by the color separation / light guide optical system is planar.
With a configuration smaller than that of the modulation / color synthesis / projection optical system
Therefore, the size of the device can be reduced.

【0016】また、従来技術の投写型表示装置の階層構
成を示す図7から明らかなように、変調・色合成・投射
光学系の投射レンズ16は前方へ突出しているためにその
下側には大きな空間が構成されている。従って、この発
明の色分解・導光光学系のように、第3の色光を迂回さ
せる光路を投射レンズの側部の空間に構成して第3の
光ビームスプリッタへ導光するようにすれば、同光路中
に補正レンズを無理なく介装させることが可能になる
[0016] As apparent from FIG. 7 showing a hierarchical structure of a prior art projection display apparatus, a projection lens 16 of the modulation and color synthesis and the projection optical system on its underside for projecting forward is A large space is configured. Accordingly , the third color light is bypassed as in the color separation / light guide optical system of the present invention.
If the optical path to such guides constitute the space to the third polarization <br/> beam splitter side of the projection lens, as can be interposed reasonably correction lens during Dohikariro Become .

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、本発明の投写型表示装置の
実施形態を図1から図6を用いて詳細に説明する。但
し、図1から図3はそれぞれ視点を斜め上方と斜め側方
と斜め下方に設定して装置の各光学要素の配置関係を斜
視図として示したものであり、図4は光源部と色分解・
導光光学系の階層を下側から見た平面図、図5は偏光選
択光学系を下側から見た平面図、図6は変調・色合成・投
射光学系を下側から見た平面図である。尚、図4から図
6については、図8から図10の場合と同様に、平面図
では理解し難い各光学要素に関してそれぞれ二点鎖線で
示す矢印方向から見た側面図を参考図として添えてあ
り、各階層内での光学的機能も併せて示してある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the projection display apparatus of the present invention will be described below in detail with reference to FIGS. FIGS. 1 to 3 show perspective views of the arrangement of each optical element of the apparatus with the viewpoint set to diagonally upward, diagonally laterally and diagonally downward, respectively. FIG. 4 shows a light source unit and color separation.・
5 is a plan view of the hierarchy of the light guide optical system as viewed from below, FIG. 5 is a plan view of the polarization selection optical system as viewed from below, and FIG. 6 is a plan view of the modulation, color synthesis, and projection optical system as viewed from below. It is. 4 to 6, as in FIGS. 8 to 10, side views of each optical element which is difficult to understand in a plan view as viewed from the direction of an arrow indicated by a two-dot chain line are attached as reference figures. Yes, the optical functions within each layer are also shown.

【0018】この装置は、従来技術で示した投写型表示
装置と同様に、下階層の色分解・導光光学系と、中間階
層の偏光選択光学系と、上階層の変調・色合成・投射光学
系で構成されている。各図において、図7から図10で
示した符号と同一符号で示されている各光学要素は同一
のものであり、ここではそれらの説明を省略する。ま
た、図5と図9及び図6と図10を対比させると明らか
なように、偏光選択光学系と変調・色合成・投射光学系に
関しては従来技術に係る装置と同様の基本的構成と光学
的機能を有しており、青光と赤光を扱う各光学要素が投
射レンズ16の光軸を通過する面に関して逆の関係に配置
されている点で異なるだけである。
This device, like the projection display device shown in the prior art, has a lower layer color separation / light guide optical system, an intermediate layer polarization selection optical system, and an upper layer modulation / color synthesis / projection. It is composed of an optical system. In each drawing, the optical elements indicated by the same reference numerals as those shown in FIGS. 7 to 10 are the same, and the description thereof is omitted here. As is clear from comparison between FIGS. 5 and 9 and FIGS. 6 and 10, the polarization selection optical system and the modulation / color synthesis / projection optical system have the same basic configuration and optical system as those of the prior art. The only difference is that each optical element that handles blue light and red light is arranged in an inverse relationship with respect to a plane passing through the optical axis of the projection lens 16.

【0019】この実施形態に係る装置の特徴は、図2及
び図3、及び特に図4に示される色分解・導光光学系の
構成とその光学要素の配設にある。各図において、6は
白色光をマゼンタ光(赤光と青光の混合色光:rb)と緑
光gに分離するダイクロイックミラー、8はマゼンタ光
を赤光rと青光bに分離するダイクロイックミラー、7
G,7Rはそれぞれ反射ミラーを示す。先ず、光源1から発
した白色光はコリメータレンズ2と第1及び第2のイン
テグレータ3,4とコールドミラー5によって赤外光が除去
された均一な照度分布の読出し光とされ、コールドミラ
ー5で水平面内で90°方向変換されるが、その方向変
換後の白色光wの光軸は、変調・色合成・投射光学系の投
射レンズ16の光軸と平行で、偏光選択光学系(図5)にお
ける集光レンズ11Bの光軸と垂直に交叉する方向に設定
されている。
The features of the apparatus according to this embodiment reside in the configuration of the color separation / light guide optical system shown in FIGS. 2 and 3, and particularly in FIG. 4, and the arrangement of the optical elements. In each figure, 6 is a dichroic mirror that separates white light into magenta light (mixed color light of red light and blue light: rb) and green light g, 8 is a dichroic mirror that separates magenta light into red light r and blue light b, 7
G and 7R each indicate a reflection mirror. First, white light emitted from the light source 1 is converted into read light having a uniform illuminance distribution from which infrared light has been removed by the collimator lens 2, the first and second integrators 3 and 4, and the cold mirror 5. Although the direction is changed by 90 ° in the horizontal plane, the optical axis of the white light w after the direction change is parallel to the optical axis of the projection lens 16 of the modulation / color synthesis / projection optical system, and the polarization selection optical system (FIG. 5). ) Is set in the direction perpendicular to the optical axis of the condenser lens 11B.

【0020】そして、その白色光wはその光軸に対して
45°傾斜させて配置されているダイクロイックミラー
6に入射し、ダイクロイックミラー6はマゼンタ光rbを
そのまま透過させるが緑光gを反射させて水平面内で9
0°方向変換する。尚、ダイクロイックミラー6は反射
させた緑光gの光軸が集光レンズ11Gの光軸と垂直に交
叉する位置に配置されている。
The dichroic mirror is arranged such that the white light w is inclined at 45 ° to the optical axis.
6, the dichroic mirror 6 transmits the magenta light rb as it is, but reflects the green light g and
The direction is changed by 0 °. The dichroic mirror 6 is arranged at a position where the optical axis of the reflected green light g crosses the optical axis of the condenser lens 11G perpendicularly.

【0021】ダイクロイックミラー6で反射した緑光g
は、その光軸に対して45°傾斜させた態様で前記の集
光レンズ11Gの直下に配置されている反射ミラー7Gへ入
射し、その反射ミラー7Gで反射されることによって垂直
方向へ90°方向変換されて集光レンズ11Gへ入射せし
められる。また、ダイクロイックミラー6を透過したマ
ゼンタ光rbは、その光軸に対して45°傾斜させた態
様で前記の集光レンズ11Bの直下に配置されているダイ
クロイックミラー8へ入射する。
Green light g reflected by the dichroic mirror 6
Is incident on a reflection mirror 7G disposed immediately below the condenser lens 11G in a form inclined at 45 ° with respect to the optical axis, and is reflected by the reflection mirror 7G so as to be 90 ° in the vertical direction. The direction is changed and made incident on the condenser lens 11G. Further, the magenta light rb transmitted through the dichroic mirror 6 is incident on the dichroic mirror 8 disposed immediately below the condenser lens 11B in a state of being inclined by 45 ° with respect to the optical axis.

【0022】ダイクロイックミラー8は入射したマゼン
タ光rbの内の赤光rをそのまま透過させるが青光bを
反射して垂直方向へ90°方向変換させる。従って、青
光bは偏光選択光学系(図5)における集光レンズ11Bへ
入射することになる。そして、図4に示されるように、
光源1から反射ミラー7Gまでの光路長と光源1からダイク
ロイックミラー8までの光路長は等しくなっており、且
つこの色分解・導光光学系の上側に構成されている偏光
選択光学系と変調・色合成・投射光学系は各原色光に対し
て対称性を有した光学系になっているため、光源1から
変調・色合成・投射光学系の緑光gと青光bに係る空間光
変調部14G,14Bまでの光路長は等しくなっている。
The dichroic mirror 8 transmits the red light r of the incident magenta light rb as it is, but reflects the blue light b and changes the direction by 90 ° in the vertical direction. Therefore, the blue light b enters the condenser lens 11B in the polarization selection optical system (FIG. 5). And, as shown in FIG.
The optical path length from the light source 1 to the reflection mirror 7G is equal to the optical path length from the light source 1 to the dichroic mirror 8, and the optical path length of the polarization separation optical system and the modulation / optical Since the color synthesis / projection optical system is an optical system having symmetry with respect to each primary color light, the spatial light modulator for the green light g and blue light b of the modulation / color synthesis / projection optical system from the light source 1 The optical path lengths up to 14G and 14B are equal.

【0023】一方、ダイクロイックミラー8を透過した
赤光rはその透過光の光軸上に配置されている補正レン
ズ9へ入射し、同レンズ9で所定の集光作用を受けた後、
反射ミラー10によって水平面内で90°方向変換され、
その方向変換後の光軸上に配置されている別の補正レン
ズ9'で所定の集光作用を受け、更に反射ミラー10'によ
って水平面内で90°方向変換され、その光軸に対して
45°傾斜させた態様で偏光選択光学系(図5)における
集光レンズ11Rの直下に配置されている反射ミラー7Rに
入射する。そして、その反射ミラー7Rで反射された赤光
rが集光レンズ11Rへ入射せしめられる。即ち、赤光r
については、変調・色合成・投射光学系の投射レンズ16の
下方に構成されている空間側に迂回光路を構成して対応
色に係る集光レンズ11Rまで導光しており、光源1から赤
光rに係る空間光変調部14Rまでの光路長が緑光gと青
光bに係る前記の光路長より長くなって色シェーディン
グが発生することを前記の迂回光路中に補正レンズ9,9'
を介在させて防止している。
On the other hand, the red light r transmitted through the dichroic mirror 8 is incident on a correction lens 9 arranged on the optical axis of the transmitted light, and after being subjected to a predetermined light collecting action by the lens 9,
The direction is changed by 90 ° in the horizontal plane by the reflection mirror 10,
The light is subjected to a predetermined light condensing action by another correction lens 9 ′ disposed on the optical axis after the direction change, and further, is changed in direction by 90 ° in a horizontal plane by a reflection mirror 10 ′. The light enters the reflection mirror 7R disposed directly below the condenser lens 11R in the polarization selection optical system (FIG. 5) in an inclined manner. Then, the red light r reflected by the reflection mirror 7R is made incident on the condenser lens 11R. That is, red light r
With respect to, a detour optical path is formed on the space side formed below the projection lens 16 of the modulation / color synthesis / projection optical system to guide light to the condenser lens 11R for the corresponding color, and the light source 1 emits red light. Correction lenses 9, 9 'in the bypass light path that the light path length to the spatial light modulator 14R for the light r is longer than the light path length for the green light g and the blue light b and color shading occurs.
To prevent this.

【0024】ところで、この実施形態の投写型表示装置
の場合、色分解・導光光学系が平面的に占める領域を画
する方形領域は図4において点線で囲まれた領域31に相
当し、変調・色合成・投射光学系が平面的に占める領域を
画する方形領域は図6において点線で囲まれた領域32に
相当するため、平面的に見て前者の領域31は後者の領域
32に含まれている。従って、装置の外部筐体は[(領域32
と光源部の領域1〜5)×(3階層分の高さ)]で与えられる
容積を目安として設計すればよいことになる。
Incidentally, in the case of the projection type display device of this embodiment, the rectangular area defining the area occupied by the color separation / light guide optical system in a plane corresponds to the area 31 surrounded by the dotted line in FIG. The square area defining the area occupied by the color combining / projecting optical system in a plane corresponds to the area 32 surrounded by the dotted line in FIG.
32 included. Therefore, the external housing of the device is [(region 32
And the light source unit area 1 to 5) × (height for three layers)].

【0025】一方、従来技術で示した投写型表示装置
(図7)の場合、色分解・導光光学系が平面的に占める領
域を画する方形領域は図8において点線で囲まれた領域
33に相当し、変調・色合成・投射光学系が平面的に占める
領域を画する方形領域は図10において点線で囲まれた
領域34(前記領域32と同等)に相当する。そして、この場
合の領域33は領域34に含まれておらず、領域34に対して
ミラー17,19R,19B',19Bの配設領域分だけ両側方へ大き
く拡がっており、また、図7からも明らかなようにミラ
ー17,18,19Bの配設領域分だけ後方へ大きく拡がってい
る。従って、外部筐体の設計に際して、[(領域33と領域
34が平面的に占める領域を画する方形領域と光源部の領
域1〜5)×(3階層分の高さ)]で与えられる容積を目安に
した場合には極めて大きな筐体となり、仮に、容積を小
さくするために各光学要素の外側に沿って壁面を構成す
るような筐体を設計しても、平面的に占める面積は実施
形態の場合と比較して遥かに大きなものになると共に筐
体の形状が複雑化し、何れにしても装置の大型化や製造
コストのアップを招くことになる。
On the other hand, a projection display device shown in the prior art
In the case of (FIG. 7), a rectangular area defining the area occupied by the color separation / light guide optical system in a plane is an area surrounded by a dotted line in FIG.
A rectangular area corresponding to the area 33 and defining the area occupied by the modulation / color synthesis / projection optical system in a plane corresponds to an area 34 (equivalent to the area 32) surrounded by a dotted line in FIG. In this case, the region 33 is not included in the region 34, and greatly expands to both sides with respect to the region 34 by the arrangement region of the mirrors 17, 19R, 19B ', and 19B. As is clear from FIG. 7, the mirrors 17, 18, and 19 B greatly extend rearward by the arrangement area. Therefore, when designing the outer housing, [(region 33 and region
If the volume given by the rectangular area defining the area occupied by 34 and the area of the light source section 1 to 5) × (height of three layers) is a guide, it will be an extremely large housing, Even if the housing is designed so that the wall is formed along the outside of each optical element to reduce the volume, the area occupied in a plane is much larger than that of the embodiment and the housing is larger. The shape of the body becomes complicated, and in any case, the size of the apparatus is increased and the manufacturing cost is increased.

【0026】換言すれば、この実施形態の装置による
と、色分解・導光光学系を2枚のダイクロイックミラー
6,8と反射ミラー7G,7R,10,10'と補正レンズ9,9'を最小
平面領域内に構成して各原色光を偏光選択光学系へ導く
ようにしており、装置を極めてコンパクトに構成するこ
とが可能になっている。また、従来技術で示した投写型
表示装置では6枚の反射ミラー19R,20R,20G,19B,19B',2
0Bを用いているが、この実施形態の装置では4枚の反射
ミラー7G,7R,10,10'しか必要とせず、部品点数の削減も
図れている。
In other words, according to the apparatus of this embodiment, the color separation / light guide optical system is composed of two dichroic mirrors.
6, 8 and reflection mirrors 7G, 7R, 10, 10 'and correction lenses 9, 9' are configured in the minimum plane area to guide each primary color light to the polarization selection optical system, making the device extremely compact. It is possible to configure. In the projection display device shown in the prior art, six reflection mirrors 19R, 20R, 20G, 19B, 19B ', 2
Although 0B is used, the apparatus of this embodiment requires only four reflection mirrors 7G, 7R, 10, and 10 ', and the number of parts can be reduced.

【0027】尚、従来技術で示した装置及びこの実施形
態の装置では双方とも中間階層として偏光選択光学系を
介在させているが、その偏光選択光学系は必須の光学系
ではない。何故なら、偏光選択機能は変調・色合成・投射
光学系の各偏光ビームスプリッタ13G,13B,13Rに持たせ
ることができるからであり、あえて偏光選択光学系を介
在させているのは、予め偏光成分を選択しておくことで
コントラスト比の高い高品質な映像表示が可能になるか
らである。
In both the device shown in the prior art and the device of this embodiment, a polarization selection optical system is interposed as an intermediate layer, but the polarization selection optical system is not an essential optical system. This is because the polarization selection function can be provided in each of the polarization beam splitters 13G, 13B, and 13R of the modulation, color synthesis, and projection optical systems. This is because by selecting the components, it is possible to display a high-quality image with a high contrast ratio.

【0028】[0028]

【発明の効果】本発明の投写型表示装置は、以上の構成
を有していることにより、次のような効果を奏する。請
求項1の発明は、色分解・導光光学系と変調・色合成・
投射光学系とを階層別に構成した投写型表示装置におい
て、色分解・導光光学系を2枚の独立したダイクロイッ
クミラーと複数の反射ミラーで構成することにより、交
叉型ダイクロイックミラーを用いた場合のように投射映
像中にその交叉部の影や不要な輝線や異常色が発生する
ことを防止する。一方、色分解・導光光学系を前記の構
成にすると、3原色光の内の少なくとも1原色光の光路
を迂回させる態様で引き回さなければならないが、色分
解・導光光学系の光学要素を変調・色合成・投射光学系
が平面的に占める領域を画する方形領域に対応した平面
的領域内に収まる態様で配設することにより、装置の小
型化を実現する。請求項2の発明は、色分解・導光光学
系における第2光学系の迂回光路が投射レンズ側の比較
的大きな空間に構成されることを利用し、その迂回光路
中に補正レンズを無理なく介装させて各原色光の光路長
を実質的に等しくすることにより、装置の小型化を図る
目的と色シェーディング発生の抑制対策を併立させる。
According to the projection display apparatus of the present invention having the above configuration, the following effects can be obtained. The first aspect of the present invention provides a color separation / light guide optical system and a modulation / color synthesis /
In a projection type display device in which a projection optical system and a hierarchy are configured for each layer, a color separation / light guide optical system is configured by two independent dichroic mirrors and a plurality of reflection mirrors, so that a cross-type dichroic mirror is used. In this way, it is possible to prevent the shadow of the intersection, unnecessary bright lines, and abnormal colors from being generated in the projected image. On the other hand, if the color separation / light guide optical system is configured as described above, it must be routed in such a manner as to bypass the optical path of at least one of the three primary color lights. by modulating elements, color synthesis and the projection optical system is disposed at snaps manner in plan view in the area corresponding to the rectangular area demarcating a region it occupied in plan, implement small <br/> type of device I do. The second aspect of the present invention is a color separation / light guide optical system.
Comparison of the detour optical path of the second optical system with the projection lens side in the system
The purpose and color of the device is to reduce the size of the device by making the optical path length of each primary color light substantially equal by interposing a correction lens in the detour optical path without difficulty, utilizing the fact that it is configured in a large space. Simultaneous countermeasures against shading are also provided.

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

【図1】本発明の実施形態に係る投写型表示装置を斜め
上方から見てその光学要素の配置関係を示した斜視図で
ある。
FIG. 1 is a perspective view showing an arrangement relationship of optical elements of a projection display device according to an embodiment of the present invention when viewed obliquely from above.

【図2】投写型表示装置を斜め側方から見てその光学要
素の配置関係を示した斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view showing an arrangement relationship of optical elements of the projection display device as viewed from an oblique side.

【図3】投写型表示装置を斜め下方から見てその光学要
素の配置関係を示した斜視図である。
FIG. 3 is a perspective view showing an arrangement relationship of optical elements of the projection display device as viewed obliquely from below.

【図4】光源部と色分解・導光光学系の階層を下側から
見た平面図である。
FIG. 4 is a plan view of the hierarchy of the light source unit and the color separation / light guide optical system as viewed from below.

【図5】偏光選択光学系の階層を下側から見た平面図で
ある。
FIG. 5 is a plan view of the hierarchy of the polarization selection optical system as viewed from below.

【図6】変調・色合成・投射光学系の階層を下側から見た
平面図である。
FIG. 6 is a plan view of the hierarchy of the modulation / color synthesis / projection optical system as viewed from below.

【図7】従来技術に係る投写型表示装置の側面図であ
る。
FIG. 7 is a side view of a projection display device according to the related art.

【図8】光源部と色分解・導光光学系の階層を下側から
見た平面図である。
FIG. 8 is a plan view of the hierarchy of the light source unit and the color separation / light guide optical system as viewed from below.

【図9】偏光選択光学系の階層を下側から見た平面図で
ある。
FIG. 9 is a plan view of the hierarchy of the polarization selection optical system as viewed from below.

【図10】変調・色合成・投射光学系の階層を下側から見
た平面図である。
FIG. 10 is a plan view of the hierarchy of the modulation / color synthesis / projection optical system as viewed from below.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…光源、2…コリメータレンズ、3,4…インテグレー
タ、5…コールドミラー、6,8,17,18…ダイクロイックミ
ラー、7G,7R,10,10',19B,19B',19R,20B,20G,20R…反射
ミラー、9,9'…補正レンズ、11G,11B,11R…集光レン
ズ、12G,12B,12R,13G,13B,13R…偏光ビームスプリッ
タ、12b,12g,12r,13b,13g,13r…偏光膜、14G,14B,14R…
反射型の空間光変調部、15…色合成用の交叉型ダイクロ
イックプリズム、15b,15r…ダイクロイックミラー面、1
6…投射レンズ、31,33…色分解・導光光学系が平面的に
占める領域を画する方形領域、32,34…変調・色合成・投
射光学系が平面的に占める領域を画する方形領域。
1 ... Light source, 2 ... Collimator lens, 3,4 ... Integrator, 5 ... Cold mirror, 6,8,17,18 ... Dichroic mirror, 7G, 7R, 10,10 ', 19B, 19B', 19R, 20B, 20G , 20R… Reflection mirror, 9,9 ′… Correction lens, 11G, 11B, 11R… Condenser lens, 12G, 12B, 12R, 13G, 13B, 13R… Polarization beam splitter, 12b, 12g, 12r, 13b, 13g, 13r… Polarizing film, 14G, 14B, 14R…
Reflective spatial light modulator, 15 ... crossed dichroic prism for color synthesis, 15b, 15r ... dichroic mirror surface, 1
6 ... Projection lens, 31,33 ... Square area that defines the area occupied by the color separation / light guide optical system in a plane, 32,34 ... Square area that defines the area occupied by the modulation, color synthesis, and projection optical system in a plane region.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI H04N 9/31 H04N 9/31 C (72)発明者 小山 扶二子 神奈川県横浜市神奈川区守屋町3丁目12 番地 日本ビクター株式会社内 (72)発明者 高橋 竜作 神奈川県横浜市神奈川区守屋町3丁目12 番地 日本ビクター株式会社内 (72)発明者 石坂 安雄 神奈川県横浜市神奈川区守屋町3丁目12 番地 日本ビクター株式会社内 (56)参考文献 特開 平7−325283(JP,A) 特開 平5−100247(JP,A) 欧州特許出願公開646828(EP,A 1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02B 27/28 G02F 1/13 505 G02F 1/1335 525 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI H04N 9/31 H04N 9/31 C (72) Inventor Fujiko Koyama 3-12 Moriyacho, Kanagawa-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture Victor Company of Japan Inside the company (72) Inventor Ryusaku Takahashi 3-12-12 Moriyacho, Kanagawa-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture Inside of Victor Company of Japan (72) Inventor Yasuo Ishizaka 3--12 Moriyacho, Kanagawa-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture Inside Victor Company of Japan (56) reference Patent flat 7-325283 (JP, a) JP flat 5-100247 (JP, a) European Patent application Publication 646828 (EP, a 1) ( 58) investigated the field (Int.Cl. 7 , DB name) G02B 27/28 G02F 1/13 505 G02F 1/1335 525

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 3原色の内の異なる2色の光に係る波
長選択性反射膜を交叉させ、その交叉軸を中心に出射面
と3面の入射面が構成された交叉型ダイクロイックプリ
ズムに対して、その出射面には投射レンズを、各入射面
にはそれぞれ出射面を対向させた態様で第1から第3の
偏光ビームスプリッタを配設すると共に、前記の各偏光
ビームスプリッタにおける前記交叉型ダイクロイックプ
リズムとの対向側と逆側の面にそれぞれ反射型の空間光
変調部を対向させて配設した変調・色合成・投射光学系
と、光源が発生する白色光を3原色光に分解して前記変
調・色合成・投射光学系の第1から第3の偏光ビームス
プリッタの入射面へ導く色分解・導光光学系とを階層別
に構成した投写型表示装置において、前記変調・色合成
・投射光学系の第1から第3の偏光ビームスプリッタを
それらの入射面が前記色分解・導光光学系の階層側とな
るように偏光膜の方向を設定して配設し、一方、前記色
分解・導光光学系は、2枚のダイクロイックミラーと反
射ミラーで構成され、光源から入射する白色光を3原色
光に分離し、第1及び第2の色光をそれぞれ第1及び第
2の偏光ビームスプリッタへ入射させると共に、第3の
色光を前記投射レンズの配置側へ透過させる第1光学系
と、複数の反射ミラーで構成され、前記第1光学系が透
過させた前記第3の色光を前記投射レンズ側で迂回させ
て前記第3の偏光ビームスプリッタへ入射させる第2光
学系とからなり、且つそれら第1及び第2の光学系を前
記交叉型ダイクロイックプリズムにおける波長選択性反
射膜の交叉軸の方向から平面的に見た場合の前記変調・
色合成・投射光学系が占める領域を画する方形領域内に
構成したことを特徴とする投写型表示装置。
1. A wavelength-selective reflective film for two different colors of light of three primary colors is crossed, and an emission surface is formed around the cross axis.
Type dichroic pre that has three incident surfaces
Projection lens on the exit surface, and each entrance surface
To the first to third in a state where the emission surfaces are opposed to each other.
With arranging a polarizing beam splitter, the cross-type dichroic spatial light modulator of the respective reflective-type surface of the opposite side and opposite side are opposed modulation and color synthesis disposed between click prism in each of the polarizing beam splitter A projection optical system, and color separation / light guiding optics that separates white light generated by the light source into three primary color lights and guides them to the entrance surfaces of the first to third polarization beam splitters of the modulation / color synthesis / projection optical system . And a projection type display device in which the first and third polarization beam splitters of the modulation / color synthesis / projection optical system are arranged on the layer side of the color separation / light guide optical system. The direction of the polarizing film is set so as to be arranged, while the color separation / light guide optical system is opposite to the two dichroic mirrors.
It is composed of a projection mirror and converts white light coming from a light source into three primary colors.
And separates the first and second color lights into first and second light, respectively.
And the third polarization beam splitter.
First optical system for transmitting colored light to the side where the projection lens is disposed
And a plurality of reflection mirrors, and the first optical system is transparent.
The third color light passed by the projection lens side.
The second light incident on the third polarizing beam splitter
And the first and second optical systems in front of them.
Wavelength Selectivity in Crossed Dichroic Prism
The modulation / modulation when viewed in a plane from the direction of the cross axis of the film.
Within the rectangular area that defines the area occupied by the color synthesis / projection optical system
Projection display device, characterized in that configuration was.
【請求項2】 前記色分解・導光光学系における第2光
学系の光路中に、第3の色光に係る光源から第3の偏光
ビームスプリッタまでの光路長と第1及び第2の色光に
係る光源から第1及び第2の偏光ビームスプリッタまで
の光路長とを実質的に等しくするための補正レンズを介
装することとした請求項1の投写型表示装置。
2. The second light in the color separation / light guide optical system.
In the optical path of the optical system, the optical path length from the light source for the third color light to the third polarization beam splitter and the light path from the light source for the first and second color light to the first and second polarization beam splitters
2. The projection display device according to claim 1, further comprising a correction lens for making the optical path length substantially equal to the optical path length .
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