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JPH09329760A - Projection display device - Google Patents

Projection display device

Info

Publication number
JPH09329760A
JPH09329760A JP8171725A JP17172596A JPH09329760A JP H09329760 A JPH09329760 A JP H09329760A JP 8171725 A JP8171725 A JP 8171725A JP 17172596 A JP17172596 A JP 17172596A JP H09329760 A JPH09329760 A JP H09329760A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
color
optical system
light
polarization
signal light
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP8171725A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hideaki Shimomura
英明 下村
Yuji Mabe
雄二 間辺
Masaaki Kusano
正明 草野
Tetsuo Hattori
徹夫 服部
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
Priority to JP8171725A priority Critical patent/JPH09329760A/en
Publication of JPH09329760A publication Critical patent/JPH09329760A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Projection Apparatus (AREA)
  • Video Image Reproduction Devices For Color Tv Systems (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 投射像の高輝度化を図りつつ、カラーシェー
ディングやコントラストムラのない投射像を得る。 【解決手段】 光源1からの光は、偏光ビームスプリッ
タ3にて第1及び第2の偏光光に分離される。第1の偏
光光は、クロスダイクロイックミラー4により色分解さ
れる。色分解された各色光は、ライトバルブ10R,1
0G,10Bによりそれぞれ変調され、クロスダイクロ
イックプリズム7により色合成される。第2の偏光光
は、ライトバルブ11により輝度信号による変調がなさ
れ、偏光ビームスプリッタ9により色合成光と偏光合成
され、投射レンズ106により投射される。偏光ビーム
スプリッタ3,9、クロスダイクロイックミラー4及び
クロスダイクロイックプリズム7は、投射レンズ106
の開口絞りによって定まる主光線がテレセントリック性
を維持している位置に設けられている。
(57) [PROBLEMS] To obtain a projected image without color shading and contrast unevenness while achieving high brightness of the projected image. SOLUTION: Light from a light source 1 is separated into first and second polarized lights by a polarizing beam splitter 3. The first polarized light is color-separated by the cross dichroic mirror 4. The color-separated light of each color is divided into the light valves 10R and 1R.
They are respectively modulated by 0G and 10B, and are color-synthesized by the cross dichroic prism 7. The second polarized light is modulated by the brightness signal by the light valve 11, is polarized and combined with the color combined light by the polarization beam splitter 9, and is projected by the projection lens 106. The polarization beam splitters 3 and 9, the cross dichroic mirror 4 and the cross dichroic prism 7 are connected to the projection lens 106.
The principal ray defined by the aperture stop of is provided at a position where the telecentricity is maintained.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶ライトバルブ
上に形成される画像をスクリーン上に投射する投射型表
示装置に関し、特に複数の色成分用液晶ライトバルブに
形成される画像をそれぞれ複数の色成分の照明光で照明
するとともに、これらの画像を合成して投射光学系にて
該合成像を投射する投射型表示装置に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a projection type display device for projecting an image formed on a liquid crystal light valve onto a screen, and particularly to a plurality of images formed on liquid crystal light valves for a plurality of color components. The present invention relates to a projection type display device that illuminates with illumination light of color components, combines these images, and projects the combined image by a projection optical system.

【0002】[0002]

【従来の技術】光源からの白色光を偏光ビームスプリッ
タ(PBS)にてP偏光光とS偏光光とに分け、両偏光
光とも液晶パネルに入射させ、投射光の輝度を向上させ
ることは既に知られている。例えば、特開平4−185
44号公報の第1図には基本原理としての液晶プロジェ
クタの構成が、同号公報の第2図には同原理を用いたフ
ルカラープロジェクターの構成が記載されている。この
フルカラープロジェクターの構成を簡単に説明する。こ
のプロジェクターでは、光源から出射した光源光はPB
Sにて透過するP偏光光(公報ではS偏光となっている
が、P偏光の誤りであろう)と該PBSにて反射される
S偏光光とに分離される。分離されたP偏光光とS偏光
光は共にダイクロイックミラーにて赤色光(R光)、緑
色光(G光)及び青色光(B光)に色分解される。色分
解されたそれぞれの色光は透過タイプの液晶パネルにて
変調を受け、パネル出射側の偏光板が入射側の偏光板と
直交に配置されている場合において入射側偏光板がP偏
光光を透過させるように構成されている場合にはS偏光
に、入射側偏光板がS偏光光を透過させるように構成さ
れている場合にはP偏光に変換されて出射される。液晶
パネルを出射した各偏光光は合成ダイクロイックミラー
にて各偏光毎に合成され、更に合成用の偏光ビームスプ
リッタにて合成されて投射レンズにて投射される構造で
ある。
2. Description of the Related Art It has already been known that white light from a light source is split into P-polarized light and S-polarized light by a polarizing beam splitter (PBS), and both polarized lights are incident on a liquid crystal panel to improve the brightness of the projected light. Are known. For example, JP-A-4-185
FIG. 1 of JP-A-44 discloses the structure of a liquid crystal projector as the basic principle, and FIG. 2 of the JP-A-44 discloses the structure of a full-color projector using the same principle. The configuration of this full-color projector will be briefly described. In this projector, the light source light emitted from the light source is PB
The light is separated into P-polarized light transmitted by S (which is S-polarized light in the publication, but an error of P-polarized light) and S-polarized light reflected by the PBS. Both the separated P-polarized light and S-polarized light are separated into red light (R light), green light (G light) and blue light (B light) by a dichroic mirror. Each of the color-separated color lights is modulated by a transmission-type liquid crystal panel, and the incident-side polarizing plate transmits P-polarized light when the polarizing plate on the output side of the panel is arranged orthogonal to the polarizing plate on the incident side. When the incident side polarizer is configured to transmit S-polarized light, the light is converted into P-polarized light and emitted. The polarized light emitted from the liquid crystal panel is synthesized for each polarized light by the synthetic dichroic mirror, further synthesized by the polarizing beam splitter for synthesis, and projected by the projection lens.

【0003】しかしながら、この方式では、分離用の偏
光ビームスプリッタにて分離された一方の偏光光を廃棄
する方法に比較して確かに投射像は明るくなるが、液晶
パネルと色分解と色合成のダイクロイックミラーが片方
の偏光分と同数必要になる上に、解像度を向上させるた
めには、高価な高解像度の液晶パネルを6枚も用意しな
くてはいけなくなる。
However, in this method, the projected image is certainly brighter than the method of discarding one of the polarized lights separated by the separating polarizing beam splitter. In addition to the necessity of the same number of dichroic mirrors as that of one polarized light, in order to improve the resolution, six expensive high-resolution liquid crystal panels must be prepared.

【0004】他の従来例として、色信号用ライトバルブ
3個と輝度信号用ライトバルブ1個を使用する投射型表
示装置が特開平3−296030号公報に開示されてい
る。同号公報の第1図に示されている実施例を図3に従
来例として示す。同号公報によれば、光源201からの
光源光を偏光ビームスプリッタ202にて偏光分離し、
その一方の透過したP偏光光をダイクロイックミラー2
10,215からなる色分解光学系にて色分解し、色分
解されたR,G,B光を各色信号用ライトバルブ20
6,207,208に入射させ、各ライトバルブ20
6,207,208の色信号によって変調させて各ライ
トバルブ206,207,208から出射させる。他
方、もう一方のS偏光光を輝度信号用ライトバルブ20
4に入射させ、輝度信号によって変調させて輝度信号用
ライトバルブ204から変調光として出射させる。色信
号変調光を色合成用ダイクロイックミラー213,21
4にて色合成し、該色合成された光と輝度信号変調光と
を合成用偏光ビームスプリッタ209で合成した後、投
射レンズ219で合成像を投射する装置である。なお、
図3中、203,211,218はミラー、205は輝
度信号Yを供給する端子、212,216,217は色
信号としての色差信号R−Y,G−Y,B−Yをそれぞ
れ供給する端子である。この装置によれば、使用するラ
イトバルブは4個に減らすことができ、輝度信号による
変調光が色信号による変調光に重畳されるために高輝度
が達成でき、さらに輝度信号用ライトバルブを高解像度
にすることにより高解像度の投射像を得ることができ
る。
As another conventional example, a projection type display device using three light valves for color signals and one light valve for luminance signals is disclosed in Japanese Patent Laid-Open Publication No. Hei 3-296030. The embodiment shown in FIG. 1 of the same publication is shown in FIG. 3 as a conventional example. According to the publication, the light source light from the light source 201 is polarized and separated by the polarization beam splitter 202,
One of the transmitted P-polarized lights is converted to a dichroic mirror 2
The color separation optical system composed of the color separation optical systems 10 and 215 separates the color-separated R, G, and B lights into light valves 20 for respective color signals.
6,207,208, and each light valve 20
The light is modulated by the color signals 6, 207 and 208 and emitted from the light valves 206, 207 and 208. On the other hand, the other S-polarized light is supplied to the light valve 20 for luminance signal.
4 and is modulated by a luminance signal and emitted from the luminance signal light valve 204 as modulated light. The dichroic mirrors 213 and 21 for color synthesis use the color signal modulated light.
4, a device for projecting a composite image by a projection lens 219 after the color composite light is composited in 4, and the color composite light and the luminance signal modulated light are composited in a composition polarization beam splitter 209. In addition,
In FIG. 3, 203, 211 and 218 are mirrors, 205 is a terminal for supplying a luminance signal Y, 212, 216 and 217 are terminals for supplying color difference signals R-Y, G-Y and B-Y as color signals, respectively. Is. According to this device, the number of light valves to be used can be reduced to four, and high luminance can be achieved because the modulated light by the luminance signal is superimposed on the modulated light by the chrominance signal. By setting the resolution, a high-resolution projected image can be obtained.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来例においては以下に示す問題があった。つまり、前記
従来例の投射型表示装置等において色分解光学系や色合
成光学系として使用するダイクロイックミラーやダイク
ロイックプリズムにおいて用いられる多層膜フィルター
においては、その分光特性に角度依存性がある。そのた
めに、投射レンズの開口絞りによって決定される主光線
の多層膜フィルターに対する入射角度が場所によって異
なると、多層膜フィルターの分光特性が各主光線ごとに
異なり、スクリーン上においてカラーシェーディングが
発生する。
However, the conventional example has the following problems. That is, the spectral characteristics of the multi-layer film filters used in the dichroic mirrors and dichroic prisms used as the color separation optical system and the color combining optical system in the projection type display device of the conventional example have angle dependence. Therefore, if the angle of incidence of the principal ray on the multilayer filter determined by the aperture stop of the projection lens differs depending on the location, the spectral characteristics of the multilayer filter differ for each principal ray, and color shading occurs on the screen.

【0006】また、液晶ライトバルブにおいても性能に
角度依存性があるために、該ライトバルブに対する主光
線の入射角度が場所によって異なると、これに起因して
投射像のコントラストムラが発生する。
Further, since the performance of the liquid crystal light valve also depends on the angle, if the incident angle of the chief ray with respect to the light valve varies depending on the location, the uneven contrast of the projected image occurs due to this.

【0007】さらに、偏光分離や合成に使用する偏光ビ
ームスプリッタにおいても性能に角度依存性が存在し、
偏光ビームスプリッタの偏光分離面に対する主光線の入
射角度が場所によって異なると、これに起因して投射像
のコントラストのムラが同様に発生する。
Furthermore, there is angle dependence in the performance of the polarization beam splitter used for polarization separation and combination.
If the incident angle of the principal ray with respect to the polarization splitting surface of the polarization beam splitter varies depending on the location, unevenness in the contrast of the projected image similarly occurs due to this.

【0008】さらにまた、色信号用ライトバルブの画像
形成部分の形状及び大きさと輝度信号用ライトバルブの
画像形成部分の形状及び大きさとが同じである場合、両
者のライトバルブの開口率(入射光が透過できる部分の
面積と透過できない部分(スイッチング素子等が配置さ
れる部分)の面積の比率)を同一にしてしまうと、高精
細でかつ明るい投射像を得ることができなかった。すな
わち、ライトバルブでは、画素ごとに設けられるスイッ
チング素子等の大きさには限度があるため、開口率を大
きく保ちながら画素数を多くことはできない。したがっ
て、色信号用ライトバルブの画像形成部分の形状及び大
きさと輝度信号用ライトバルブの画像形成部分の形状及
び大きさとが同じである場合、両者の画素数を多くする
と、両者の開口率が低下してしまい、投射像は高精細に
はなるものの暗くなってしまう欠点がある。一方、両者
の画素数を少なくして両者の開口率を上げると、投射像
は明るくなるものの解像度が低下する欠点がある。
Furthermore, when the shape and size of the image forming portion of the color signal light valve and the shape and size of the image forming portion of the brightness signal light valve are the same, the aperture ratio of both light valves (incident light) However, if the area ratio of the area where the light can be transmitted and the area where the light cannot be transmitted (the area where the switching element and the like are arranged) are the same, it is not possible to obtain a high-definition and bright projected image. That is, in the light valve, since the size of the switching element or the like provided for each pixel is limited, it is not possible to increase the number of pixels while maintaining a large aperture ratio. Therefore, when the shape and size of the image forming portion of the color signal light valve and the shape and size of the image forming portion of the brightness signal light valve are the same, increasing the number of pixels of both reduces the aperture ratio of both. As a result, the projected image becomes high-definition but dark. On the other hand, if the number of pixels of both is reduced and the aperture ratio of both is increased, the projected image becomes bright, but the resolution is lowered.

【0009】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、投射像の高輝度化を図りつつ、カラーシェー
ディングやコントラストムラのない投射像を得ることが
できる投射型表示装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a projection type display device capable of obtaining a projected image without color shading and uneven contrast while achieving high brightness of the projected image. The purpose is to

【0010】また、本発明は、高精細でかつ明るい投射
像を得ることができる投射型表示装置を提供することを
目的とする。
Another object of the present invention is to provide a projection type display device capable of obtaining a high-definition and bright projection image.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明の第1の態様による投射型表示装置は、光源
からの光を第1の偏光光と第2の偏光光とに偏光分離す
る偏光分離光学系と、前記偏光分離光学系により偏光分
離された前記第1の偏光光を第1、第2及び第3の色光
に色分解する色分解光学系と、前記色分解された第1、
第2及び第3の色光をそれぞれ所定の色信号に基づいて
変調する第1、第2及び第3の色信号用ライトバルブ
と、前記第1、第2及び第3の色信号用ライトバルブに
より変調されて前記第1、第2及び第3の色信号用ライ
トバルブからそれぞれ出射される光を色合成する色合成
光学系と、前記偏光分離光学系により偏光分離された前
記第2の偏光光を所定の輝度信号に基づいて変調する輝
度信号用ライトバルブと、前記色合成光学系により色合
成された光と前記輝度信号用ライトバルブにより変調さ
れて前記輝度信号用ライトバルブから出射された光とを
合成する偏光合成光学系と、前記偏光合成光学系により
合成された光を投射する投射光学系と、を有する投射型
表示装置において、前記偏光分離光学系、前記色分解光
学系、前記色合成光学系及び前記偏光合成光学系が、前
記投射光学系の開口絞りによって決定される主光線がテ
レセントリック性を有する位置に配置されたものであ
る。
In order to solve the above-mentioned problems, a projection display according to a first aspect of the present invention comprises: a light-emitting element for separating a light from a light source into a first polarized light and a second polarized light; A polarization-separating optical system, a color-separating optical system that color-separates the first polarized light separated by the polarization-separating optical system into first, second, and third color lights; 1,
With the first, second, and third color signal light valves that modulate the second and third color lights based on predetermined color signals, respectively, and the first, second, and third color signal light valves. A color synthesizing optical system for color-synthesizing the modulated lights respectively emitted from the first, second, and third color signal light valves, and the second polarized light polarized and separated by the polarization separating optical system. A light valve for a brightness signal that modulates the light signal based on a predetermined brightness signal, light that is color-synthesized by the color combining optical system, and light that is modulated by the light valve for the brightness signal and emitted from the light valve for the brightness signal In a projection display device having a polarized light combining optical system for combining and a projection optical system for projecting the light combined by the polarized light combining optical system, the polarized light separating optical system, the color separation optical system, and the color Synthetic light System and the polarization combining optical system, the principal ray is determined by the aperture stop of the projection optical system is one which is arranged at a position having telecentricity.

【0012】この第1の態様によれば、偏光分離光学
系、色分解光学系、色合成光学系及び偏光合成光学系の
全てが、投射光学系の開口絞りによって決定される主光
線がテレセントリック性を維持している位置に設けられ
ているので、偏光分離光学系及び偏光合成光学系の角度
特性に起因する投射像のコントラストムラ、並びに、色
分解光学系及び色合成光学系の角度特性に起因する投射
像のカラーシェーディングを全てなくすことができ、優
れた画質の投射像を得ることができる。
According to the first aspect, in all of the polarization separating optical system, the color separating optical system, the color combining optical system and the polarization combining optical system, the chief ray determined by the aperture stop of the projection optical system is telecentric. Since it is provided in a position that maintains, the unevenness of the contrast of the projected image due to the angular characteristics of the polarization splitting optical system and the polarization combining optical system, and the angular characteristics of the color separation optical system and the color combining optical system. It is possible to eliminate all color shading of the projected image, and it is possible to obtain a projected image with excellent image quality.

【0013】本発明の第2の態様による投射型表示装置
は、前記第1の態様による投射型表示装置において、前
記第1、第2及び第3の色信号用ライトバルブ並びに前
記輝度信号用ライトバルブが、前記投射光学系の開口絞
りによって決定される主光線がテレセントリック性を有
する位置に配置されて、前記第1、第2及び第3の色信
号用ライトバルブ並びに前記輝度信号用ライトバルブに
対してテレセントリック照明がなされるものである。
A projection type display device according to a second aspect of the present invention is the projection type display device according to the first aspect, wherein the first, second and third color signal light valves and the brightness signal light are provided. A valve is arranged at a position where a chief ray determined by the aperture stop of the projection optical system has telecentricity, and the first, second and third color signal light valves and the brightness signal light valve are provided. On the other hand, telecentric lighting is performed.

【0014】この第2の態様によれば、各ライトバルブ
は主光線がテレセントリック性を維持している位置に配
置され、各ライトバルブに対してテレセントリック照明
がなされるので、各ライトバルブの角度特性による投射
像のコントラストのムラも発生しなくなる。
According to the second aspect, since each light valve is arranged at a position where the chief ray maintains the telecentricity, and the telecentric illumination is performed on each light valve, the angle characteristic of each light valve is provided. Also, the unevenness of the contrast of the projected image due to the generation does not occur.

【0015】本発明の第3の態様による投射型表示装置
は、光源からの光を第1の偏光光と第2の偏光光とに偏
光分離する偏光分離光学系と、前記偏光分離光学系によ
り偏光分離された前記第1の偏光光を第1、第2及び第
3の色光に色分解する色分解光学系と、前記色分解され
た第1、第2及び第3の色光をそれぞれ所定の色信号に
基づいて変調する第1、第2及び第3の色信号用ライト
バルブと、前記第1、第2及び第3の色信号用ライトバ
ルブにより変調されて前記第1、第2及び第3の色信号
用ライトバルブからそれぞれ出射される光を色合成する
色合成光学系と、前記偏光分離光学系により偏光分離さ
れた前記第2の偏光光を所定の輝度信号に基づいて変調
する輝度信号用ライトバルブと、前記色合成光学系によ
り色合成された光と前記輝度信号用ライトバルブにより
変調されて前記輝度信号用ライトバルブから出射された
光とを合成する偏光合成光学系と、前記偏光合成光学系
により合成された光を投射する投射光学系と、を有する
投射型表示装置において、前記光源と前記偏光分離光学
系との間には、前記光源からの光が入射されるインテグ
レータと該インテグレータからの出射光を前記偏光分離
光学系に導く第1のリレー光学系とが設けられ、前記輝
度信号用ライトバルブは、前記第1のリレー光学系によ
り形成される前記インテグレータの出射面の実像であっ
て前記偏光分離光学系により分離された前記第2の偏光
光による実像が形成される位置に配置され、前記色分解
光学系と前記第1、第2及び第3の色信号用ライトバル
ブとの間には、前記色分解光学系により色分解された前
記第1、第2及び第3の色光による前記インテグレータ
の出射面の実像を前記第1、第2及び第3の色信号用ラ
イトバルブ上にそれぞれ結像させる第2、第3及び第4
のリレー光学系が、それぞれ配置されたものである。
The projection type display device according to the third aspect of the present invention comprises a polarization splitting optical system for splitting light from a light source into first polarized light and second polarized light, and the polarization splitting optical system. A color separation optical system that color-separates the polarization-separated first polarized light into first, second, and third color lights, and the color-separated first, second, and third color lights in a predetermined manner. First, second, and third color signal light valves that are modulated based on color signals, and the first, second, and third color signal light valves that are modulated by the first, second, and third color signal light valves. A color combining optical system that performs color combination of lights emitted from the three color signal light valves, and a brightness that modulates the second polarized light polarized and separated by the polarization separating optical system based on a predetermined brightness signal. Light combined with the signal light valve and the color combining optical system A polarization combining optical system that combines the light that is modulated by the brightness signal light valve and that is emitted from the brightness signal light valve, and a projection optical system that projects the light combined by the polarization combining optical system. In the projection display device having, an integrator between the light source and the polarization splitting optical system, into which light from the light source is incident, and a first relay that guides light emitted from the integrator to the polarization splitting optical system. An optical system is provided, and the brightness signal light valve is a real image of the exit surface of the integrator formed by the first relay optical system and is the second polarized light separated by the polarization separation optical system. The color separation optical system is arranged at a position where a real image by light is formed, and is provided between the color separation optical system and the first, second, and third color signal light valves. Second and third images for forming real images of the emission surface of the integrator by the color-separated first, second and third color lights on the first, second and third color signal light valves, respectively. 3 and 4
Relay optical systems are arranged respectively.

【0016】この第3の態様のように、第1乃至第4の
リレー光学系を有する構成を採用すれば、前記第1及び
第2の態様のような配置を容易に実現することができ
る。そして、この第3の態様では、インテグレータ及び
リレー光学系が用いられているので、光源からの光を無
駄なく伝送することができる。
If the configuration having the first to fourth relay optical systems is adopted as in the third aspect, the arrangements of the first and second aspects can be easily realized. Further, in the third aspect, since the integrator and the relay optical system are used, the light from the light source can be transmitted without waste.

【0017】本発明の第4の態様による投射型表示装置
は、前記第3の態様による投射型表示装置において、前
記インテグレータがロッドインテグレータであるもので
ある。
A projection type display device according to a fourth aspect of the present invention is the projection type display device according to the third aspect, wherein the integrator is a rod integrator.

【0018】本発明の第5の態様による投射型表示装置
は、前記第1乃至第4のいずれかの態様による投射型表
示装置において、前記偏光分離光学系及び前記偏光合成
光学系はそれぞれ偏光ビームスプリッタから構成され、
前記色分解光学系及び前記色合成光学系はそれぞれクロ
スダイクロイックプリズム又はクロスダイクロイックミ
ラーから構成されたものである。
A projection type display device according to a fifth aspect of the present invention is the projection type display device according to any one of the first to fourth aspects, wherein the polarization splitting optical system and the polarization combining optical system are polarized beams. Consists of a splitter,
The color separation optical system and the color synthesis optical system each include a cross dichroic prism or a cross dichroic mirror.

【0019】本発明の第6の態様による投射型表示装置
は、前記第1乃至第5のいずれかの態様による投射型表
示装置において、前記輝度信号用ライトバルブと前記偏
光合成光学系の間には、前記輝度信号用ライトバルブか
ら前記投射光学系までの光路長を、前記第1、第2及び
第3の色信号用ライトバルブから前記投射光学系までの
光路長と略一致させる光路長補正用部材が配置されたも
のである。
A projection type display apparatus according to a sixth aspect of the present invention is the projection type display apparatus according to any one of the first to fifth aspects, wherein the luminance signal light valve and the polarization combining optical system are provided. Is an optical path length correction that causes the optical path length from the brightness signal light valve to the projection optical system to substantially match the optical path length from the first, second, and third color signal light valves to the projection optical system. The member for use is arranged.

【0020】この第6の態様のように光路長補正用部材
を用いると、色信号による画像と輝度信号による画像と
を良好な結像で重ね合わせながら、各要素のコンパクト
な配置を実現することができる。
By using the member for correcting the optical path length as in the sixth aspect, it is possible to realize a compact arrangement of each element while superimposing an image formed by a color signal and an image formed by a luminance signal with good image formation. You can

【0021】本発明の第7の態様による投射型表示装置
は、光源からの光を第1の偏光光と第2の偏光光とに偏
光分離する偏光分離光学系と、前記偏光分離光学系によ
り偏光分離された前記第1の偏光光を第1、第2及び第
3の色光に色分解する色分解光学系と、前記色分解され
た第1、第2及び第3の色光をそれぞれ所定の色信号に
基づいて変調する第1、第2及び第3の色信号用ライト
バルブと、前記第1、第2及び第3の色信号用ライトバ
ルブにより変調されて前記第1、第2及び第3の色信号
用ライトバルブからそれぞれ出射される光を色合成する
色合成光学系と、前記偏光分離光学系により偏光分離さ
れた前記第2の偏光光を所定の輝度信号に基づいて変調
する輝度信号用ライトバルブと、前記色合成光学系によ
り色合成された光と前記輝度信号用ライトバルブにより
変調されて前記輝度信号用ライトバルブから出射された
光とを合成する偏光合成光学系と、前記偏光合成光学系
により合成された光を投射する投射光学系と、を有する
投射型表示装置において、前記第1、第2及び第3の色
信号用ライトバルブの画像形成部分の形状及び大きさと
前記輝度信号用ライトバルブの画像形成部分の形状及び
大きさとが実質的に同一であり、前記輝度信号用ライト
バルブの開口率は、前記第1、第2及び第3の色信号用
ライトバルブの開口率より小さいものである。
A projection type display apparatus according to a seventh aspect of the present invention is a polarization splitting optical system for splitting light from a light source into first polarized light and second polarized light, and the polarization splitting optical system. A color separation optical system that color-separates the polarization-separated first polarized light into first, second, and third color lights, and the color-separated first, second, and third color lights in a predetermined manner. First, second, and third color signal light valves that are modulated based on color signals, and the first, second, and third color signal light valves that are modulated by the first, second, and third color signal light valves. A color combining optical system that performs color combination of lights emitted from the three color signal light valves, and a brightness that modulates the second polarized light polarized and separated by the polarization separating optical system based on a predetermined brightness signal. Light combined with the signal light valve and the color combining optical system A polarization combining optical system that combines the light that is modulated by the brightness signal light valve and that is emitted from the brightness signal light valve, and a projection optical system that projects the light combined by the polarization combining optical system. In the projection display device having the above, the shape and size of the image forming portions of the first, second and third color signal light valves and the shape and size of the image forming portions of the brightness signal light valve are substantially the same. The aperture ratios of the light signal light valves are the same, and are smaller than the aperture ratios of the first, second, and third color signal light valves.

【0022】この第7の態様によれば、輝度信号用ライ
トバルブの開口率は色信号用ライトバルブの開口率より
小さいことから輝度信号用ライトバルブの画素数を十分
に多くすることができ、輝度信号用ライトバルブによ
り、比較的暗いものの高精細の輝度信号像を得ることが
できる。一方、色信号用ライトバルブの開口率は輝度信
号用ライトバルブの開口率より大きいので、色信号用ラ
イトバルブにより、比較的解像度は低いものの明るい色
信号像を得ることができる。したがって、輝度信号像と
色信号像とが重畳されて投射像となることから、高精細
でかつ明るい投射像を得ることができる。
According to the seventh aspect, since the aperture ratio of the brightness signal light valve is smaller than the aperture ratio of the color signal light valve, the number of pixels of the brightness signal light valve can be sufficiently increased. With the brightness signal light valve, it is possible to obtain a high-definition brightness signal image that is relatively dark. On the other hand, since the aperture ratio of the color signal light valve is larger than that of the luminance signal light valve, the color signal light valve can provide a bright color signal image with a relatively low resolution. Therefore, since the luminance signal image and the color signal image are superimposed to form a projection image, a high-definition and bright projection image can be obtained.

【0023】本発明の第8の態様による投射型表示装置
は、前記第7の態様による投射型表示装置において、前
記輝度信号用ライトバルブの画素数は、前記第1、第2
及び第3の色信号用ライトバルブの画素数より多いもの
である。高精細の投射像を得るためには、この第8の態
様のように、輝度信号用ライトバルブの画素数を色信号
用ライトバルブの画素数より多くしておくことが好まし
い。
According to an eighth aspect of the present invention, there is provided the projection type display device according to the seventh aspect, wherein the number of pixels of the brightness signal light valve is the first or second.
And the number of pixels of the third color signal light valve is larger. In order to obtain a high-definition projected image, it is preferable that the number of pixels of the luminance signal light valve is larger than the number of pixels of the color signal light valve as in the eighth aspect.

【0024】本発明の第9の態様による投射型表示装置
は、前記第7又は第8の態様による投射型表示装置にお
いて、前記第1、第2及び第3の色信号用ライトバルブ
並びに前記輝度信号用ライトバルブが、前記投射光学系
の開口絞りによって決定される主光線がテレセントリッ
ク性を有する位置に配置されて、前記第1、第2及び第
3の色信号用ライトバルブ並びに前記輝度信号用ライト
バルブに対してテレセントリック照明がなされるもので
ある。
A projection type display device according to a ninth aspect of the present invention is the projection type display device according to the seventh or eighth aspect, wherein the light valves for the first, second and third color signals and the luminance are used. A signal light valve is arranged at a position where the chief ray determined by the aperture stop of the projection optical system has telecentricity, and the first, second and third color signal light valves and the luminance signal Telecentric lighting is performed on the light valve.

【0025】この第9の態様によれば、各ライトバルブ
は主光線がテレセントリック性を維持している位置に配
置され、各ライトバルブに対してテレセントリック照明
がなされるので、各ライトバルブの角度特性による投射
像のコントラストムラが発生しなくなる。
According to the ninth aspect, since each light valve is arranged at a position where the chief ray maintains the telecentricity, and the telecentric illumination is performed on each light valve, the angle characteristic of each light valve is obtained. The unevenness in the contrast of the projected image due to the phenomenon does not occur.

【0026】本発明の第10の態様による投射型表示装
置は、前記第7乃至第9のいずれかの態様による投射型
表示装置において、前記偏光分離光学系、前記色分解光
学系、前記色合成光学系及び前記偏光合成光学系が、前
記投射光学系の開口絞りによって決定される主光線がテ
レセントリック性を有する位置に配置されたものであ
る。
A projection type display device according to a tenth aspect of the present invention is the projection type display device according to any one of the seventh to ninth aspects, wherein the polarization splitting optical system, the color separation optical system, and the color combination are used. The optical system and the polarized light combining optical system are arranged at a position where the chief ray determined by the aperture stop of the projection optical system has telecentricity.

【0027】この第10の態様によれば、偏光分離光学
系、色分解光学系、色合成光学系及び偏光合成光学系の
全てが、投射光学系の開口絞りによって決定される主光
線がテレセントリック性を維持している位置に設けられ
ているので、偏光分離光学系及び偏光合成光学系の角度
特性に起因する投射像のコントラストムラ、並びに、色
分解光学系及び色合成光学系の角度特性に起因する投射
像のカラーシェーディングを全てなくすことができ、優
れた画質の投射像を得ることができる。
According to the tenth aspect, in all of the polarization separating optical system, the color separating optical system, the color combining optical system, and the polarization combining optical system, the chief ray determined by the aperture stop of the projection optical system is telecentric. Since it is provided in a position that maintains, the unevenness of the contrast of the projected image due to the angular characteristics of the polarization splitting optical system and the polarization combining optical system, and the angular characteristics of the color separation optical system and the color combining optical system. It is possible to eliminate all color shading of the projected image, and it is possible to obtain a projected image with excellent image quality.

【0028】[0028]

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態によ
る投射型表示装置について、図1及び図2を参照して説
明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A projection type display device according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.

【0029】図1は、本発明の一実施の形態による投射
型表示装置の全体構成を示す概略斜視図である。説明を
理解し易くするために、図1に示すように互いに直交す
るX,Y,Z軸を定義する。図2は、図1に示す投射型
表示装置の図1中のXZ断面における光路図である。図
2中の実線は軸外光線の最周縁光線を示し、図2中の破
線は軸外光線の主光線(投射レンズ106の開口絞り
(図示せず)によって決定される主光線)を示してい
る。なお、図2における座標系は、図1のものと対応し
ている。図2では、図1中の光源1、投射レンズ106
及び1/2波長板110,111の図示を省略してい
る。また、図2では、断面光線図としたため、色分解か
ら色合成までのR光及びB光の光路を省略し、色光につ
いてはG光のみの光路を図示している。
FIG. 1 is a schematic perspective view showing the overall structure of a projection type display device according to an embodiment of the present invention. To facilitate understanding of the explanation, X, Y, and Z axes orthogonal to each other are defined as shown in FIG. FIG. 2 is an optical path diagram in the XZ section in FIG. 1 of the projection type display device shown in FIG. The solid line in FIG. 2 indicates the outermost marginal ray of the off-axis ray, and the broken line in FIG. 2 indicates the principal ray of the off-axis ray (the principal ray determined by the aperture stop (not shown) of the projection lens 106). There is. The coordinate system in FIG. 2 corresponds to that in FIG. In FIG. 2, the light source 1 and the projection lens 106 in FIG.
The half-wave plates 110 and 111 are not shown. In addition, in FIG. 2, since it is a cross-sectional ray diagram, the optical paths of R light and B light from color separation to color combination are omitted, and the optical path of only G light for color light is illustrated.

【0030】本実施の形態による投射型表示装置では、
図1に示すように、光源1は楕円鏡と該楕円鏡の近接焦
点部に配置された図示しないランプとから構成されてい
る。光源1から出射された光は、図示しない赤外光吸収
フィルター及び紫外光吸収フィルターを経由して、直方
体形状の透明光学部材からなるロッドインテグレータ2
の光源1に近い側の端面に集光され、該ロッドインテグ
レータ2に入射する。インテグレータ2に入射した光
は、その内面にて複数回反射を繰り返した後にインテグ
レータ2の他の端面(入射端面と対向する端面)から出
射され、その出射端面は均一な光強度を持つ面光源とな
る。なお、本実施の形態では、インテグレータ2の断面
形状及びその大きさは、後述する液晶ライトバルブ10
R,10G,10B,11の画像形成部分と同じ形状及
び大きさとなっている。
In the projection type display device according to this embodiment,
As shown in FIG. 1, the light source 1 is composed of an elliptic mirror and a lamp (not shown) arranged at the near focus portion of the elliptic mirror. The light emitted from the light source 1 passes through an infrared light absorption filter and an ultraviolet light absorption filter, which are not shown, and then a rod integrator 2 made of a rectangular parallelepiped transparent optical member.
The light is condensed on the end surface of the rod near the light source 1 and enters the rod integrator 2. The light incident on the integrator 2 is repeatedly reflected on the inner surface thereof a plurality of times and then is emitted from the other end face of the integrator 2 (the end face facing the incident end face), and the emission end face thereof serves as a surface light source having a uniform light intensity. Become. In the present embodiment, the cross-sectional shape and the size of the integrator 2 are the liquid crystal light valve 10 described later.
It has the same shape and size as the image forming portions of R, 10G, 10B and 11.

【0031】次に、ロッドインテグレータ2の出射端面
から出射された光は、図中のX方向に進行し、第1のリ
レー光学系としての等倍リレーレンズ101を経由して
偏光分離光学系としての偏光ビームスプリッタ3に入射
され、偏光ビームスプリッタ3の誘電体多層膜から構成
される偏光分離部を透過してX軸方向に出射する第1の
偏光光(P偏光光)と該偏光分離部にて反射されて−Z
軸方向に出射する第2の偏光光(S偏光光)とに偏光分
離される。偏光ビームスプリッタ3を出射した第1の偏
光光は、1/2波長板110を通過して偏光方向が90
度変換され、色分解光学系に入射される。本実施の形態
では、該色分解光学系は、B光反射ダイクロイックミラ
ー4BとR光反射ダイクロイックミラー4RをX字型に
配置した構造を有するクロスダイクロイックミラー4か
ら構成されている。クロスダイクロイックミラー4に入
射した光は、ダイクロイックミラー4B,4Rを透過し
てそのまま光軸を変えないでX軸方向進行するG光と、
R光反射ダイクロイックミラー4Rにて反射されて−Y
軸方向に進行するR光と、B光反射ダイクロイックミラ
ー4Bにて反射されてY軸方向に進行するB光とに色分
解される。偏光ビームスプリッタ3をX軸方向に出射し
た第1の偏光光(P偏光光)は、前記の説明のように1
/2波長板110によって偏光方向を前記第2の偏光光
と同じ方向に90度変換させるため、ダイクロイックミ
ラー4R,4Bのクロスダイクロイック膜形成面に対し
てP偏光光として入射されることになる。これは、後に
色合成光学系としてのクロスダイクロイックプリズム7
によって色合成されるときに、該クロスダイクロイック
プリズム7のダイクロイック膜形成面に対してS偏光光
として入射させるためである。なお、このように色合成
光学系への入射光を色合成光学系の色合成膜面に対して
S偏光光にすると、当該色合成膜の分光特性がP偏光光
の場合に比べてS偏光光の場合の方が優れているので、
光損失を少なくすることができ、好ましい。
Next, the light emitted from the emission end surface of the rod integrator 2 travels in the X direction in the figure, passes through the equal-magnification relay lens 101 as the first relay optical system, and serves as a polarization separation optical system. Of the first polarized light (P-polarized light) which is incident on the polarization beam splitter 3 of the polarization beam splitter 3, is transmitted through the polarization splitting portion formed of the dielectric multilayer film of the polarization beam splitter 3, and is emitted in the X-axis direction, Reflected at -Z
It is polarized and separated into the second polarized light (S-polarized light) emitted in the axial direction. The first polarized light emitted from the polarization beam splitter 3 passes through the half-wave plate 110 and has a polarization direction of 90 °.
After being converted, the light is incident on the color separation optical system. In this embodiment, the color separation optical system is composed of a cross dichroic mirror 4 having a structure in which a B light reflection dichroic mirror 4B and an R light reflection dichroic mirror 4R are arranged in an X shape. The light incident on the cross dichroic mirror 4 is transmitted through the dichroic mirrors 4B and 4R, and is G light that advances in the X-axis direction without changing the optical axis.
R-light reflection dichroic mirror 4R reflects -Y
Color separation is performed into R light traveling in the axial direction and B light traveling in the Y axis direction after being reflected by the B light reflecting dichroic mirror 4B. The first polarized light (P-polarized light) emitted from the polarization beam splitter 3 in the X-axis direction is 1 as described above.
The / 2 wavelength plate 110 changes the polarization direction by 90 degrees in the same direction as the second polarized light, so that it is incident as P-polarized light on the cross dichroic film forming surfaces of the dichroic mirrors 4R and 4B. This is a cross dichroic prism 7 as a color combining optical system.
This is because the light is made to enter as S-polarized light on the dichroic film formation surface of the cross dichroic prism 7 when the colors are combined. When the incident light to the color synthesizing optical system is made into S-polarized light with respect to the color synthesizing film surface of the color synthesizing optical system in this way, the spectral characteristics of the color synthesizing film are S-polarized light as compared with the case of P-polarized light. In the case of light is better, so
Light loss can be reduced, which is preferable.

【0032】一方、偏光ビームスプリッタ3にて偏光分
離されて該偏光ビームスプリッタ3を−Z軸方向に出射
した第2の偏光光(S偏光光)は、輝度信号用ライトバ
ルブ11に入射される。
On the other hand, the second polarized light (S-polarized light) which is polarized and separated by the polarization beam splitter 3 and emitted from the polarization beam splitter 3 in the −Z-axis direction is incident on the brightness signal light valve 11. .

【0033】図2においては投射レンズ106は図示さ
れていないが、投射レンズ106は、開口絞り(図示せ
ず)を有し、該開口絞りによって主光線は決定される。
その開口絞りの中心を通過する当該主光線は、投射レン
ズ106を構成する前側レンズ群(前記開口絞りに対し
て光入射側を前側とし、出射(投射)側を後側とす
る。)によって光軸と平行な光線にされている。すなわ
ち、投射レンズ106は、前記前側レンズ群の後側焦点
位置に前記開口絞りが配置された構成を有しており、前
側(入射側)にテレセントリック性を有している。な
お、図2においては、主光線のうち光軸より最も外側を
通過する2光線を点線で記述している。
Although the projection lens 106 is not shown in FIG. 2, the projection lens 106 has an aperture stop (not shown), and the chief ray is determined by the aperture stop.
The chief ray passing through the center of the aperture stop is emitted by the front lens group (the light incident side is the front side and the emission (projection) side is the rear side with respect to the aperture stop) constituting the projection lens 106. The rays are parallel to the axis. That is, the projection lens 106 has a configuration in which the aperture stop is arranged at the rear focal position of the front lens group, and has telecentricity on the front side (incident side). Note that, in FIG. 2, two rays of the principal rays that pass the outermost side from the optical axis are described by dotted lines.

【0034】インテグレータ2の出射面から出射した光
は、偏光ビームスプリッタ3により偏光分離された前記
第1及び第2の偏光光の両方とも、出射側にテレセント
リック性を有する等倍リレーレンズ101(図2中、1
01aは等倍リレーレンズ101の開口絞りである。)
によって、インテグレータ2の出射面の2つの共役点
(前記第1の偏光光に関する共役点と前記第2の偏光光
に関する共役点)に該出射面の等倍実像(1次実像)を
形成する。前記第2の偏光がインテグレータ2の出射面
の等倍実像を形成する位置には、輝度信号用ライトバル
ブ11が配置されている。このため、輝度信号用ライト
バルブ11は、主光線がテレセントリック性を有する位
置に配置されて、テレセントリックに臨界照明されるこ
とになる。一方、偏光ビームスプリッタ3を透過する第
1の偏光光は、図2に示すようにクロスダイクロイック
ミラー4の内部に、インテグレータ2の出射面の等倍実
像Iを形成する。主光線は、偏光ビームスプリッタ3に
対して入射側及出射側とも光軸と平行になり、当該偏光
ビームスプリッタ3は、主光線がテレセントリック性を
有する位置に配置されている。偏光ビームスプリッタ3
の偏光分離部を構成する偏光分離膜は、誘電体の多層膜
で構成されている。当該膜は、光線の入射角度によって
偏光分離能が異なるという性質があるが、主光線がテレ
セントリック性を有する位置に配置されているので、偏
光分離性能の入射角によるムラは発生しない。
The light emitted from the emission surface of the integrator 2 is a unit magnification relay lens 101 (FIG. 2) having telecentricity on the emission side, for both the first and second polarized light beams polarized and separated by the polarization beam splitter 3. 1 out of 2
Reference numeral 01a is an aperture stop of the equal-magnification relay lens 101. )
Thus, a real-magnification real image (first-order real image) of the exit surface is formed at two conjugate points on the exit surface of the integrator 2 (the conjugate point for the first polarized light and the conjugate point for the second polarized light). A brightness signal light valve 11 is disposed at a position where the second polarized light forms a real-size real image of the exit surface of the integrator 2. Therefore, the brightness signal light valve 11 is arranged at a position where the principal ray has telecentricity, and is subjected to telecentric critical illumination. On the other hand, the first polarized light that passes through the polarization beam splitter 3 forms a real-magnification image I of the exit surface of the integrator 2 inside the cross dichroic mirror 4 as shown in FIG. The principal ray is parallel to the optical axis on both the incident side and the emitting side with respect to the polarization beam splitter 3, and the polarization beam splitter 3 is arranged at a position where the principal ray has telecentricity. Polarizing beam splitter 3
The polarization splitting film forming the polarization splitting part is composed of a dielectric multilayer film. The film has a property that the polarization separation ability varies depending on the incident angle of the light beam, but since the principal ray is arranged at a position having telecentricity, unevenness of the polarization separation performance due to the incident angle does not occur.

【0035】偏光ビームスプリッタ3を透過して1/2
波長板110を通過した光は、前記等倍実像Iを形成し
た後、同様にその主光線がテレセントリック性を有した
まま色分解光学系であるクロスダイクロイックミラー4
に入射し、該ミラー4にて色分解される。すなわち、ク
ロスダイクロイックミラー4は、投射レンズ106の開
口絞りによって決定される主光線がテレセントリック性
を有する位置に配置されている。クロスダイクロイック
ミラー4を構成するダイクロイック膜は入射光線の角度
によって色分解特性が異なるが、主光線に対するテレセ
ントリック性が確保されているために、分解光の色のム
ラ、すなわちカラーシェーディングの問題は発生しな
い。
After passing through the polarization beam splitter 3, it becomes 1/2
The light that has passed through the wave plate 110 forms the same-magnification real image I, and then the cross ray dichroic mirror 4 which is also a color separation optical system with its principal ray having telecentricity.
And is separated by the mirror 4. That is, the cross dichroic mirror 4 is arranged at a position where the chief ray determined by the aperture stop of the projection lens 106 has telecentricity. The dichroic film forming the cross dichroic mirror 4 has different color separation characteristics depending on the angle of the incident light ray, but since the telecentricity with respect to the chief ray is ensured, the problem of color shading of the separated light, that is, color shading does not occur. .

【0036】クロスダイクロイックミラー4によって分
解されたR光はダイクロイックミラー4Rによって反射
され−Y軸方向に、G光はR光反射ダイクロイックミラ
ー4R及びB光反射ダイクロイックミラー4Bを透過し
てX軸方向に、B光はダイクロイックミラー4Bによっ
て反射されてY軸方向にそれぞれ進行する。
The R light decomposed by the cross dichroic mirror 4 is reflected by the dichroic mirror 4R in the -Y axis direction, and the G light is transmitted through the R light reflection dichroic mirror 4R and the B light reflection dichroic mirror 4B in the X axis direction. , B light is reflected by the dichroic mirror 4B and travels in the Y-axis direction.

【0037】クロスダイクロイックミラー4を出射した
R光は、レンズ102Rとレンズ103Rとから構成さ
れるR光用第1照明レンズを経て折り曲げミラー5Rに
て光軸を−Z軸方向に変え、レンズ104Rとレンズ1
05Rとから構成されるR光用第2照明レンズ(レンズ
104R,105R間には折り曲げミラー6Rが配置さ
れており、光軸をY軸方向に変える)を経由してR光用
液晶ライトバルブ10Rに入射する。本実施の形態で
は、このR光用第1照明レンズ及びR光用第2照明レン
ズが、インテグレータ2の出射面の実像をR光用ライト
バルブ上に結像させる第2のリレー光学系を構成してい
る。
The R light emitted from the cross dichroic mirror 4 passes through the first illumination lens for R light composed of the lens 102R and the lens 103R, and the folding mirror 5R changes the optical axis to the -Z axis direction, and the lens 104R. And lens 1
Liquid crystal light valve 10R for R light via a second illumination lens for R light composed of 05R (a bending mirror 6R is arranged between the lenses 104R and 105R, and the optical axis is changed to the Y-axis direction). Incident on. In the present embodiment, the first illumination lens for R light and the second illumination lens for R light constitute a second relay optical system that forms a real image of the exit surface of the integrator 2 on the light valve for R light. are doing.

【0038】クロスダイクロイックミラー4を出射した
G光は、レンズ102Gとレンズ103Gと構成される
G光用第1照明レンズを経て折り曲げミラー5Gにて光
軸を−Z軸方向に変え、レンズ104Gとレンズ105
Gとから構成されるG光用第2照明レンズ(レンズ間に
は折り曲げミラー6Gが配置されており、光軸を−X軸
方向に変える)を経由してG光用液晶ライトバルブ10
Gに入射する。本実施の形態では、このG光用第1照明
レンズ及びG光用第2照明レンズが、インテグレータ2
の出射面の実像をG光用ライトバルブ上に結像させる第
3のリレー光学系を構成している。
The G light emitted from the cross dichroic mirror 4 passes through the first illumination lens for G light composed of the lens 102G and the lens 103G, and the folding mirror 5G changes the optical axis in the -Z axis direction to form the lens 104G. Lens 105
G light liquid crystal light valve 10 via a G light second illumination lens (a bending mirror 6G is arranged between the lenses, and the optical axis is changed to the −X axis direction) composed of G and G.
It is incident on G. In the present embodiment, the first illumination lens for G light and the second illumination lens for G light are the integrator 2
Constitutes a third relay optical system for forming a real image of the exit surface of G on the light valve for G light.

【0039】クロスダイクロイックミラー4を出射した
B光は、レンズ102Bとレンズ103Bとから構成さ
れるB光用第1照明レンズを経て折り曲げミラー5Bに
て光軸を−Z軸方向に変え、レンズ104Bとレンズ1
05Bとから構成される第2照明レンズ(レンズ間には
折り曲げミラー6Bが配置されており、光軸を−Y軸方
向に変える)を経由してB光用液晶ライトバルブ10B
に入射する。本実施の形態では、このB光用第1照明レ
ンズ及びB光用第2照明レンズが、インテグレータ2の
出射面の実像をB光用ライトバルブ上に結像させる第4
のリレー光学系を構成している。
The B light emitted from the cross dichroic mirror 4 passes through the first illumination lens for B light composed of the lens 102B and the lens 103B, and the folding mirror 5B changes the optical axis to the -Z axis direction, and the lens 104B. And lens 1
Liquid crystal light valve 10B for B light via a second illumination lens (a bending mirror 6B is arranged between the lenses and the optical axis is changed to the −Y axis direction) composed of
Incident on. In the present embodiment, the B-light first illumination lens and the B-light second illumination lens form a real image of the exit surface of the integrator 2 on the B-light light valve.
Of the relay optical system.

【0040】各色用の前記第1照明レンズはそれぞれ色
毎に同じレンズから構成され、色分解光学系としてのク
ロスダイクロイックミラー4から同じ光路長位置に配置
されている。さらに、各色用の前記第2照明レンズもそ
れぞれ色毎に同じレンズから構成され、各色用のライト
バルブ10R,10G,10Bまでの光路長は各色毎で
同じである。
The first illumination lens for each color is composed of the same lens for each color, and is arranged at the same optical path length position from the cross dichroic mirror 4 as a color separation optical system. Further, the second illumination lens for each color is also composed of the same lens for each color, and the optical path length to the light valves 10R, 10G, 10B for each color is the same for each color.

【0041】ここで、各色光のうちG光について、図2
を参照して説明する。クロスダイクロイックミラー4を
通過したG光は、レンズ102Gとレンズ103Gとか
ら構成される第1照明レンズと、レンズ104Gとレン
ズ105Gとから構成される第2照明レンズとによって
構成される第3のリレー光学系に入射する。前記第1照
明レンズを経て瞳空間を形成し、主光線が交差する点で
瞳を構成する。さらに、該瞳を出射した主光線は、前記
第2照明レンズによって光軸と平行にされ、G光用ライ
トバルブ10Gに入射される。すなわち、当該第3のリ
レー光学系は入射側及び出射側に対して主光線が光軸と
平行なテレセントリック光学系を構成する。さらに、当
該第3のリレー光学系によってG光用ライトバルブ10
G上にインテグレータ2の出射面の第2次像(前記実像
Iの実像)を形成する。したがって、G光用ライトバル
ブに対してテレセントリックな臨界照明が達成される。
Here, the G light of each color light is shown in FIG.
This will be described with reference to FIG. The G light that has passed through the cross dichroic mirror 4 is a third relay including a first illumination lens including a lens 102G and a lens 103G and a second illumination lens including a lens 104G and a lens 105G. It is incident on the optical system. A pupil space is formed through the first illumination lens, and the pupil is formed at the points where the chief rays intersect. Further, the chief ray emitted from the pupil is made parallel to the optical axis by the second illumination lens and is incident on the G light light valve 10G. That is, the third relay optical system constitutes a telecentric optical system in which the principal ray is parallel to the optical axis with respect to the incident side and the emitting side. Further, the G light light valve 10 is provided by the third relay optical system.
A secondary image (real image of the real image I) of the exit surface of the integrator 2 is formed on G. Therefore, a telecentric critical illumination is achieved for the G light light valve.

【0042】R光及びB光に関しても、G光の場合と同
様に、前記第2のリレー光学系及び前記第4のリレー光
学系によって、R光用ライトバルブ10R及びB光用ラ
イトバルブ10Bに対してそれぞれテレセントリックな
臨界照明が達成される。
Regarding the R light and the B light, as in the case of the G light, the R light light valve 10R and the B light light valve 10B are provided by the second relay optical system and the fourth relay optical system. For each, telecentric critical illumination is achieved.

【0043】ここで、液晶ライトバルブ10R,10
B,10G,11について説明する。一般に、液晶ライ
トバルブは液晶パネルをクロスニコルを構成する2枚の
偏光板にて挟み込んだ構造をなしている。図面には示し
ていないが、この液晶パネルは、入射光側から順に、透
明ガラス基板、該ガラス基板上に形成された格子状の画
素を選択スイッチングするアクティブ非線形素子(例え
ばTFT)及びこれと結合された画素を構成する電極、
液晶層、対向電極、透明ガラス基板から構成されてい
る。各色毎の色信号又は輝度信号によってスイッチング
された前記アクティブ素子によって画素電極とこれに対
向する対向電極との間に電圧が印加されることにより、
その電界によって液晶の分子が互いに平行にかつ基板に
対して垂直に配列する。そのため、入射側の偏光板を通
過した偏光光はそのままパネルを通過し、クロスニコル
を構成する出射側の偏光板に吸収される。一方、前記ア
クティブ素子によって選択されない箇所では液晶分子は
ねじれ構造を維持することとなり、この場合、入射側の
偏光板を通過した偏光光は、液晶分子のねじれに倣って
偏光方向が90度変換されてからパネルを出射し、出力
側の偏光板を通過することとなる。このように、各色用
液晶ライトバルブ及び輝度信号用液晶ライトバルブは各
色信号又は輝度信号によりスイッチングされることによ
り、当該ライトバルブ上に各色信号又は輝度信号に応じ
た画像を形成する。すなわち各液晶ライトバルブを通過
する光に対し変調をかけることとなる。
Here, the liquid crystal light valves 10R and 10R
B, 10G, and 11 will be described. In general, a liquid crystal light valve has a structure in which a liquid crystal panel is sandwiched between two polarizing plates forming a crossed Nicols. Although not shown in the drawing, the liquid crystal panel includes, in order from the incident light side, a transparent glass substrate, an active non-linear element (for example, a TFT) that selectively switches lattice-shaped pixels formed on the glass substrate, and a combination thereof. Electrodes that form a pixel,
It is composed of a liquid crystal layer, a counter electrode, and a transparent glass substrate. By applying a voltage between the pixel electrode and the counter electrode facing it by the active element switched by the color signal or the luminance signal for each color,
The electric field causes the liquid crystal molecules to be aligned parallel to each other and perpendicular to the substrate. Therefore, the polarized light that has passed through the incident side polarization plate passes through the panel as it is and is absorbed by the emission side polarization plate forming the crossed Nicols. On the other hand, the liquid crystal molecules maintain a twisted structure at a position not selected by the active element. In this case, the polarized light passing through the incident side polarization plate is converted in the polarization direction by 90 degrees in accordance with the twist of the liquid crystal molecules. After that, the light is emitted from the panel and passes through the polarizing plate on the output side. As described above, the liquid crystal light valve for each color and the liquid crystal light valve for luminance signal are switched by each color signal or luminance signal to form an image corresponding to each color signal or luminance signal on the light valve. That is, the light passing through each liquid crystal light valve is modulated.

【0044】本実施の形態にて使用した色信号用ライト
バルブ10R,10B,10G及び輝度信号用ライトバ
ルブ11は、いずれも画像形成部の大きさ及び形状並び
に前記説明の基本構造においては同じであるが、次の点
で異なっている。
The color signal light valves 10R, 10B and 10G and the brightness signal light valve 11 used in the present embodiment are the same in the size and shape of the image forming section and the basic structure described above. However, they differ in the following points.

【0045】色信号用のライトバルブ10R,10B,
10Gは、輝度信号用ライトバルブ11に比して、画素
数を少なく、すなわち作製する非線形素子(スイッチン
グ素子)の数を減らしている。さらに、色信号用ライト
バルブの開口率は、輝度信号用ライトバルブ11の開口
率より大きくしている。
Light valves 10R, 10B for color signals,
10G has a smaller number of pixels, that is, a smaller number of non-linear elements (switching elements) to be manufactured than the brightness signal light valve 11. Further, the aperture ratio of the color signal light valve is set larger than that of the luminance signal light valve 11.

【0046】画素数が色信号用ライトバルブ10R,1
0B,10Gと高精細の輝度信号ライトバルブ11とで
同じである場合には、入射光が透過できる部分の面積と
ライトバルブ上における前記アクティブ非線形素子の占
める面積(入射光が透過できない部分の面積)の比率、
すなわち開口率が両者とも低下してしまい、高精細には
なるものの投射像が暗くなってしまうという欠点が生じ
てしまい、さらに両者の製造歩留まりも非線形素子の数
が多くなることから悪くなってしまう。両者ともに低解
像度の少ない画素数では、両者とも開口率が増して投射
像が明るくなるという点は達成できるが、解像度が悪く
なる。本実施の形態では、前記のように、色信号用ライ
トバルブ10R,10B,10Gとして、一個の画素面
積が輝度信号用ライトバルブ11の一個の画素面積より
大きいライトバルブを使用している。この結果、色信号
用ライトバルブ10R,10B,10Gを出射する光量
は開口率が向上するため多くなり、明るい色信号像を投
射できることとなる。さらに、高精細の輝度信号用ライ
トバルブ11より投射された高精細の輝度信号による投
射像が前記色信号ライトバルブより投射された色投射像
に重畳されるため、明るくかつ高精細の投射像が投射で
きることとなる。
The number of pixels is the color signal light valve 10R, 1
0B, 10G and the high-definition luminance signal light valve 11 are the same, the area of the portion through which the incident light can pass and the area occupied by the active nonlinear element on the light valve (the area of the portion through which the incident light cannot pass) ) Ratio,
In other words, the aperture ratios of both are lowered, and the defect that the projected image becomes dark although the resolution is high is caused, and the manufacturing yields of both are deteriorated due to the increase in the number of nonlinear elements. . Both of them can achieve the point that the aperture ratio increases and the projected image becomes brighter with a small number of pixels having low resolution, but the resolution becomes poor. In the present embodiment, as described above, as the color signal light valves 10R, 10B, and 10G, light valves each having a pixel area larger than that of the brightness signal light valve 11 are used. As a result, the amount of light emitted from the color signal light valves 10R, 10B, and 10G is increased because the aperture ratio is improved, and a bright color signal image can be projected. Further, since the projection image of the high-definition brightness signal projected from the high-definition brightness signal light valve 11 is superimposed on the color projection image projected from the color signal light valve, a bright and high-definition projection image is obtained. It will be possible to project.

【0047】前述したように各色信号用ライトバルブ1
0R,10B,10G上にはインテグレータ2の出射面
の2次実像が形成されて臨界テレセントリック照明が達
成されるため、液晶ライトバルブ10R,10B,10
Gの角度特性に起因する投射像のコントラストムラ(す
なわち、ライトバルブへの主光線の入射角度が場所によ
って異なることによるライトバルブの変調特性の差に基
づいて発生するコントラストムラ)が発生することはな
い。
As described above, the light valve 1 for each color signal
Since a secondary real image of the exit surface of the integrator 2 is formed on 0R, 10B, 10G to achieve critical telecentric illumination, the liquid crystal light valves 10R, 10B, 10
Contrast unevenness of the projected image due to the angle characteristic of G (that is, contrast unevenness caused by the difference in the modulation characteristic of the light valve due to the fact that the incident angle of the principal ray on the light valve differs depending on the location) is not caused. Absent.

【0048】色信号用ライトバルブ10R,10G,1
0Bからの出射光は、それぞれ主光線がテレセントリッ
ク性を保ったまま色信号用ライトバルブ10R,10
G,10Bの出射口近傍に配置された色合成光学系であ
るクロスダイクロイックプリズム7に入射され、該クロ
スダイクロイックプリズム7を構成するダイクロイック
膜によって色合成が達成され、主光線がテレセントリッ
ク性を保ったまま該プリズム7から出射される。すなわ
ち、クロスダイクロイックプリズム7は、投射レンズ1
06の開口絞りによって決定される主光線がテレセント
リック性を有する位置に配置されている。クロスダイク
ロイックプリズム7を構成するダイクロイック膜は入射
光線の角度によって色合成特性が異なるが、主光線に対
するテレセントリック性が確保されているために、合成
光の色のムラ、すなわちカラーシェーディングの問題は
発生しない。前記ライトバルブ10R,10G,10B
を出射した光は、偏光ビームスプリッタ3を透過した前
記第1の偏光光を1/2波長板110にてその偏光方向
を90度変換した光によるものであるため、前述したよ
うに、クロスダイクロイックプリズム7のダイクロイッ
ク膜形成面に対してはS偏光光として入射することとな
り、ダイクロイックプリズム7の色合成特性が向上す
る。
Color signal light valves 10R, 10G, 1
The emitted light from 0B is the color signal light valves 10R and 10R with the principal rays maintaining the telecentricity.
The light is incident on a cross dichroic prism 7 which is a color combining optical system arranged in the vicinity of the exit ports of G and 10B, and color combination is achieved by the dichroic film forming the cross dichroic prism 7, and the chief ray maintains telecentricity. The light is emitted from the prism 7 as it is. That is, the cross dichroic prism 7 is the projection lens 1
The chief ray determined by the 06 aperture stop is arranged at a position having telecentricity. The dichroic film forming the cross dichroic prism 7 has different color combination characteristics depending on the angle of the incident light ray, but since the telecentricity with respect to the principal ray is ensured, the problem of color shading of the combined light, that is, color shading does not occur. . The light valves 10R, 10G, 10B
Since the light emitted from is the light obtained by converting the polarization direction of the first polarized light transmitted through the polarization beam splitter 3 by 90 ° by the half-wave plate 110, as described above, the cross dichroic S-polarized light is incident on the surface of the prism 7 on which the dichroic film is formed, so that the color combining characteristic of the dichroic prism 7 is improved.

【0049】色合成用クロスダイクロイックプリズム7
からの出射光は、同様に主光線がテレセントリック性を
保ったまま、偏光合成光学系としての偏光ビームスプリ
ッタ9に入射され、該偏光ビームスプリッタ9により輝
度信号用ライトバルブ11からの出射光と合成される。
Cross dichroic prism 7 for color combination
Similarly, the main light ray is incident on the polarization beam splitter 9 as a polarization combining optical system while the main ray maintains the telecentricity, and is combined with the emission light from the brightness signal light valve 11 by the polarization beam splitter 9. To be done.

【0050】さて、既に説明したように、偏光分離用偏
光ビームスプリッタ3にて偏光分離された第2の偏光
は、リレーレンズ101によってインテグレータ2の出
射面の等倍実像が形成される位置に配置された輝度信号
用ライトバルブ11を臨界照明する。さらに、この第2
の偏光光は、主光線が光軸と平行であることより、輝度
信号用ライトバルブ11に対してテレセントリック照明
を達成する。このことより、色信号用ライトバルブ10
R,10G,10Bと同様に主光線の入射角度に起因す
るコントラストムラが発生しない。
As described above, the second polarized light that is polarized and separated by the polarization beam splitter 3 for polarization separation is arranged at a position where the relay lens 101 forms a 1 × real image of the exit surface of the integrator 2. The illuminated brightness signal light valve 11 is critically illuminated. In addition, this second
The polarized light of (1) achieves telecentric illumination for the brightness signal light valve 11 because the principal ray is parallel to the optical axis. From this, the light valve 10 for color signals
Similar to R, 10G, and 10B, the uneven contrast caused by the incident angle of the chief ray does not occur.

【0051】輝度信号用ライトバルブ11は、前記のよ
うに色信号用ライトバルブ10R,10G,10Bより
画素数が多く高精細になっているが、ライトバルブ上に
作製できる非線形スイッチング素子の大きさには限度が
あるため、開口率において色信号より劣ることになる。
当該輝度信号用ライトバルブ11によって偏光方向が9
0度変換されて出射した光は、主光線がテレセントリッ
ク性を保ったまま、1/2波長板111を透過して偏光
方向が再び90度変換されて、透明な光路長補正部材1
1を透過し、偏光合成用の偏光ビームスプリッタ9に主
光線がテレセントリック性を保ったまま入射する。光路
長補正部材11から出射した光と前記色合成クロスダイ
クロイックプリズム7を出射した色合成光とが、偏光ビ
ームスプリッタ9により偏光合成され、この合成光が投
射レンズ106にてスクリーン(図示せず)上に投射さ
れる。
The brightness signal light valve 11 has a larger number of pixels and higher definition than the color signal light valves 10R, 10G and 10B as described above, but the size of the non-linear switching element that can be formed on the light valve. Has a limit, the aperture ratio is inferior to the color signal.
With the brightness signal light valve 11, the polarization direction is 9
The light emitted after being converted by 0 degrees is transmitted through the half-wave plate 111 while the principal ray maintains the telecentricity, and the polarization direction is converted by 90 degrees again.
1, and the principal ray enters the polarization beam splitter 9 for polarization combination while maintaining the telecentricity. The light emitted from the optical path length correction member 11 and the color combined light emitted from the color combining cross dichroic prism 7 are polarized and combined by the polarization beam splitter 9, and the combined light is projected onto a screen (not shown) by the projection lens 106. Projected on.

【0052】本実施の形態では、光路長補正部材8は、
所定の屈折率を持つ直方体の透明光学部材であり、投射
レンズ106に対し、スクリーン上の像との共役性を輝
度信号用ライトバルブ11と色信号用ライトバルブ10
R,10G,10Bと間に担保するために配置されてい
る。すなわち、光路長補正部材8は、輝度信号用ライト
バルブ11から投射レンズ106までの光路長を、色信
号用ライトバルブ10R,10G,10Bから投射レン
ズ106までの光路長と一致させる。本実施の形態にお
いては、偏光合成用の偏光ビームスプリッタ9も主光線
がテレセントリック性を持つ位置に配置されており、偏
光ビームスプリッタ9における偏光合成を実施する偏光
分離膜の主光線の入射角度特性に起因するコントラスト
ムラを排除することができる。
In the present embodiment, the optical path length correction member 8 is
This is a rectangular parallelepiped transparent optical member having a predetermined refractive index, and has a conjugate property with the image on the screen with respect to the projection lens 106 that the brightness signal light valve 11 and the color signal light valve 10 are connected.
It is arranged to secure between R, 10G and 10B. That is, the optical path length correction member 8 matches the optical path length from the brightness signal light valve 11 to the projection lens 106 with the optical path length from the color signal light valves 10R, 10G, and 10B to the projection lens 106. In the present embodiment, the polarization beam splitter 9 for polarization combination is also arranged in a position where the principal ray has telecentricity, and the incident angle characteristic of the principal ray of the polarization separation film for performing polarization combination in the polarization beam splitter 9 is set. It is possible to eliminate the uneven contrast caused by.

【0053】以上、本発明の一実施の形態について説明
したが、本発明はこの実施の形態に限定されるものでは
ない。
Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to this embodiment.

【0054】例えば、本発明の実施の形態においては色
分解光学系としてクロスダイクロイックミラーを使用し
たが、代わりにクロスダイクロイックプリズムを使用し
てもよい。ただし、クロスダイクロイックプリズムは入
射する偏光光の偏光方向に対して色分解特性の差がクロ
スダイクロイックミラーに比して大きく、P偏光方向に
入射することは避けた方がよい。このため、該クロスダ
イクロイックプリズム入射前には本実施の形態のように
1/2波長板110にて偏光方向を変換させることはせ
ずに、S偏光方向にて入射させ、その後各色光ごとに1
/2波長板を配置して偏光方向を変換させ、結果として
合成用ダイクロイックプリズム7にS偏光方向にて入射
させるようにすることが好ましい。
For example, although the cross dichroic mirror is used as the color separation optical system in the embodiment of the present invention, a cross dichroic prism may be used instead. However, the cross dichroic prism has a larger difference in color separation characteristics with respect to the polarization direction of the incident polarized light than the cross dichroic mirror, and it is better to avoid incidence in the P polarization direction. For this reason, before entering the cross dichroic prism, the polarization direction is not converted by the ½ wavelength plate 110 as in the present embodiment, but is made to enter in the S polarization direction, and thereafter, for each color light. 1
It is preferable to dispose a / 2 wavelength plate to convert the polarization direction so that the light is incident on the combining dichroic prism 7 in the S polarization direction.

【0055】さらに、本実施の形態では色合成光学系と
してクロスダイクロイックプリズムが使用されていた
が、代わりにクロスダイクロイックミラーを使用しても
よいことは言うまでもない。
Further, although the cross dichroic prism is used as the color combining optical system in this embodiment, it goes without saying that a cross dichroic mirror may be used instead.

【0056】また、本実施の形態においては、光源から
の光を入射させるインテグレータの断面形状及びその大
きさは使用した色信号用ライトバルブ10R,10G,
10B、輝度信号用ライトバルブ11の画像形成部分の
形状及び大きさと同じであった。しかし、この場合、こ
れらのライトバルブ10R,10G,10B,11が大
きくなるとインテグレータ2をその断面形状に比例して
大きくする必要がでてくるが、大型のインテグレータを
作製することはコストアップにつながるし、製造上も困
難になる。このような際には、インテグレータの断面形
状を使用するライトバルブの画像形成部部分に対して比
例縮小した形状にし、かつリレーレンズ101を拡大リ
レーレンズとして構成し、該レンズ101によるインテ
グレータ出射面の像の大きさをライトバルブ10R,1
0G,10B,11の画像形成部分と略同じになるよう
に拡大すればよい。また、インテグレータとしては、ロ
ッドインテグレータに限定されることはなく、例えば、
フライアイインテグレータを使用してもよい。
Further, in the present embodiment, the cross-sectional shape and size of the integrator which makes the light from the light source incident are determined by the used color signal light valves 10R, 10G ,.
10B, the shape and size of the image forming portion of the light valve 11 for brightness signal were the same. However, in this case, when the light valves 10R, 10G, 10B, and 11 become large, it becomes necessary to make the integrator 2 large in proportion to the cross-sectional shape thereof, but the production of a large integrator leads to cost increase. However, it is difficult to manufacture. In such a case, the cross-sectional shape of the integrator is reduced proportionally to the image forming portion of the light valve using the relay lens 101, and the relay lens 101 is configured as an enlarged relay lens. The size of the image is changed to the light valve 10R, 1
It may be enlarged so as to be substantially the same as the image forming portions of 0G, 10B, and 11. Further, the integrator is not limited to the rod integrator, for example,
A fly eye integrator may be used.

【0057】本実施の形態においてはインテグレータか
らの出射光を単独のリレーレンズ101からなる第1の
リレー光学系に入射させたが、第1のリレー光学系とし
て、2個の照明レンズを使用したタイプのリレー光学系
を使用してもよい。また、色分解光学系と各色用ライト
バルブ10R,10G,10Bとの間に配置された第
2、第3及び第4のリレー光学系も、色分解光学系の直
後とライトバルブ10R,10G,10B直前とに配置
された各フィールドレンズと当該フィールドレンズ間に
配置されるリレーレンズとによって構成されるリレー光
学系としてもよい。
In the present embodiment, the light emitted from the integrator is made incident on the first relay optical system consisting of the single relay lens 101, but two illumination lenses are used as the first relay optical system. Types of relay optics may be used. Further, the second, third and fourth relay optical systems arranged between the color separation optical system and the light valves 10R, 10G and 10B for the respective colors are also provided immediately after the color separation optical system and the light valves 10R, 10G ,. A relay optical system may be configured by each field lens arranged immediately before 10B and a relay lens arranged between the field lenses.

【0058】[0058]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
偏光分離光学系、色分解光学系、色合成光学系、偏光合
成光学系の全てが主光線がテレセントリック性を有する
位置に配置されることより、投射像の高輝度化を図りつ
つ、投射像のコントラストムラやカラーシェーディング
をなくすことができる。
As described above, according to the present invention,
The polarization separation optical system, the color separation optical system, the color combining optical system, and the polarization combining optical system are all arranged at positions where the chief ray has telecentricity, so that the projected image can be made brighter while the projected image It is possible to eliminate uneven contrast and color shading.

【0059】また、本発明によれば、各色信号用ライト
バルブ及び輝度信号用ライトバルブがテレセントリック
照明がなされることにより、各ライトバルブの角度特性
によるコントラストムラもなくすことができる。
Further, according to the present invention, the light valves for the respective color signals and the light valves for the luminance signals are provided with telecentric illumination, so that the uneven contrast due to the angular characteristic of each light valve can be eliminated.

【0060】さらに、本発明によれば、輝度信号用ライ
トバルブの開口率を色信号用ライトバルブのライトバル
ブの開口率より小さくすることにより、高精細で明るい
投射像を投射することができる。
Further, according to the present invention, by making the aperture ratio of the brightness signal light valve smaller than that of the color signal light valve, it is possible to project a high-definition and bright projection image.

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

【図1】本発明の一実施の形態による投射型表示装置の
全体構成を示す概略斜視図である。
FIG. 1 is a schematic perspective view showing an overall configuration of a projection type display device according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1に示す投射型表示装置の図1中のYZ断面
における光路図である。
FIG. 2 is an optical path diagram in the YZ section in FIG. 1 of the projection type display device shown in FIG.

【図3】従来の投射型表示装置を示す概略構成図であ
る。
FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing a conventional projection display device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 光源 2 ロッドインテグレータ 3 偏光分離光学系(偏光ビームスプリッタ) 4 色分解光学系(クロスダイクロイックミラー) 5R,5G,5B,6R,6G,6B 反射ミラー 7 色合成光学系(ダイクロイックプリズム) 8 光路長補正部材 9 偏光合成光学系(偏光ビームスプリッタ) 10R,10B,10G 色信号用ライトバルブ 11 輝度信号用ライトバルブ 101 リレーレンズ 102R,103R,102G,103G,102B,
103B レンズ 104R,105R,104G,105G,104B,
105B レンズ 106 投射レンズ 110,111 1/2波長板
1 Light Source 2 Rod Integrator 3 Polarization Separation Optical System (Polarization Beam Splitter) 4 Color Separation Optical System (Cross Dichroic Mirror) 5R, 5G, 5B, 6R, 6G, 6B Reflection Mirror 7 Color Synthesizing Optical System (Dichroic Prism) 8 Optical Path Length Correcting member 9 Polarization synthesizing optical system (polarizing beam splitter) 10R, 10B, 10G Light valve for color signal 11 Light valve for brightness signal 101 Relay lens 102R, 103R, 102G, 103G, 102B,
103B lens 104R, 105R, 104G, 105G, 104B,
105B lens 106 projection lens 110,111 1/2 wavelength plate

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G09F 9/00 360 G09F 9/00 360D H04N 9/31 H04N 9/31 C (72)発明者 服部 徹夫 東京都千代田区丸の内3丁目2番3号 株 式会社ニコン本社内─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI Technical display location G09F 9/00 360 G09F 9/00 360D H04N 9/31 H04N 9/31 C (72) Inventor Hattori Tetsuo 3 2-3 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Nikon Head Office

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光源からの光を第1の偏光光と第2の偏
光光とに偏光分離する偏光分離光学系と、 前記偏光分離光学系により偏光分離された前記第1の偏
光光を第1、第2及び第3の色光に色分解する色分解光
学系と、 前記色分解された第1、第2及び第3の色光をそれぞれ
所定の色信号に基づいて変調する第1、第2及び第3の
色信号用ライトバルブと、 前記第1、第2及び第3の色信号用ライトバルブにより
変調されて前記第1、第2及び第3の色信号用ライトバ
ルブからそれぞれ出射される光を色合成する色合成光学
系と、 前記偏光分離光学系により偏光分離された前記第2の偏
光光を所定の輝度信号に基づいて変調する輝度信号用ラ
イトバルブと、 前記色合成光学系により色合成された光と前記輝度信号
用ライトバルブにより変調されて前記輝度信号用ライト
バルブから出射された光とを合成する偏光合成光学系
と、 前記偏光合成光学系により合成された光を投射する投射
光学系と、 を有する投射型表示装置において、 前記偏光分離光学系、前記色分解光学系、前記色合成光
学系及び前記偏光合成光学系が、前記投射光学系の開口
絞りによって決定される主光線がテレセントリック性を
有する位置に配置されたことを特徴とする投射型表示装
置。
1. A polarization separation optical system that separates light from a light source into a first polarization light and a second polarization light, and the first polarization light separated by the polarization separation optical system into a first polarization light and a second polarization light. A color separation optical system that separates the first, second and third color lights into first, second and third color lights; and a first and second color separation optical system that modulates the color separated first, second and third color lights based on predetermined color signals, respectively. And the third, third, and third color signal light valves are modulated by the first, second, and third color signal light valves and emitted from the first, second, and third color signal light valves, respectively. A color combining optical system that combines light, a light valve for a luminance signal that modulates the second polarized light that has been polarized and separated by the polarization separating optical system based on a predetermined luminance signal, and the color combining optical system. Modulated by color-combined light and the light signal light valve And a projection optical system for projecting the light combined by the polarization combining optical system, and a polarization combining optical system for combining the light emitted from the brightness signal light valve. The polarization separation optical system, the color separation optical system, the color combination optical system, and the polarization combination optical system are arranged at a position where the chief ray determined by the aperture stop of the projection optical system has telecentricity. Projection display device.
【請求項2】 前記第1、第2及び第3の色信号用ライ
トバルブ並びに前記輝度信号用ライトバルブが、前記投
射光学系の開口絞りによって決定される主光線がテレセ
ントリック性を有する位置に配置されて、前記第1、第
2及び第3の色信号用ライトバルブ並びに前記輝度信号
用ライトバルブに対してテレセントリック照明がなされ
ることを特徴とする請求項1記載の投射型表示装置。
2. The first, second and third color signal light valves and the brightness signal light valve are arranged at positions where a chief ray determined by an aperture stop of the projection optical system has telecentricity. The projection type display device according to claim 1, wherein the first, second and third color signal light valves and the brightness signal light valve are illuminated by telecentric illumination.
【請求項3】 光源からの光を第1の偏光光と第2の偏
光光とに偏光分離する偏光分離光学系と、 前記偏光分離光学系により偏光分離された前記第1の偏
光光を第1、第2及び第3の色光に色分解する色分解光
学系と、 前記色分解された第1、第2及び第3の色光をそれぞれ
所定の色信号に基づいて変調する第1、第2及び第3の
色信号用ライトバルブと、 前記第1、第2及び第3の色信号用ライトバルブにより
変調されて前記第1、第2及び第3の色信号用ライトバ
ルブからそれぞれ出射される光を色合成する色合成光学
系と、 前記偏光分離光学系により偏光分離された前記第2の偏
光光を所定の輝度信号に基づいて変調する輝度信号用ラ
イトバルブと、 前記色合成光学系により色合成された光と前記輝度信号
用ライトバルブにより変調されて前記輝度信号用ライト
バルブから出射された光とを合成する偏光合成光学系
と、 前記偏光合成光学系により合成された光を投射する投射
光学系と、 を有する投射型表示装置において、 前記光源と前記偏光分離光学系との間には、前記光源か
らの光が入射されるインテグレータと該インテグレータ
からの出射光を前記偏光分離光学系に導く第1のリレー
光学系とが設けられ、 前記輝度信号用ライトバルブは、前記第1のリレー光学
系により形成される前記インテグレータの出射面の実像
であって前記偏光分離光学系により分離された前記第2
の偏光光による実像が形成される位置に、配置され、 前記色分解光学系と前記第1、第2及び第3の色信号用
ライトバルブとの間には、前記色分解光学系により色分
解された前記第1、第2及び第3の色光による前記イン
テグレータの出射面の実像を前記第1、第2及び第3の
色信号用ライトバルブ上にそれぞれ結像させる第2、第
3及び第4のリレー光学系が、それぞれ配置されたこと
を特徴する投射型表示装置。
3. A polarization splitting optical system that splits light from a light source into first polarized light and second polarized light, and first polarized light split by the polarization splitting optical system. Color separation optical systems for performing color separation into first, second and third color lights, and first and second for modulating the color separated first, second and third color lights respectively based on predetermined color signals. And a third color signal light valve, and modulated by the first, second, and third color signal light valves, and emitted from the first, second, and third color signal light valves, respectively. A color combining optical system for color-combining light; a brightness signal light valve for modulating the second polarized light polarized and separated by the polarization separating optical system based on a predetermined brightness signal; and a color combining optical system. Modulated by color-synthesized light and the brightness signal light valve And a projection optical system for projecting the light combined by the polarization combining optical system, and a polarization combining optical system for combining the light emitted from the brightness signal light valve. An integrator on which light from the light source is incident and a first relay optical system for guiding light emitted from the integrator to the polarization separation optical system are provided between the light source and the polarization separation optical system, The brightness signal light valve is a real image of the exit surface of the integrator formed by the first relay optical system, and is the second image separated by the polarization separation optical system.
Is disposed at a position where a real image is formed by the polarized light, and color separation is performed by the color separation optical system between the color separation optical system and the first, second, and third color signal light valves. The second, third, and third images for forming the real images of the exit surface of the integrator by the generated first, second, and third color lights on the first, second, and third color signal light valves, respectively. 4. A projection type display device in which four relay optical systems are respectively arranged.
【請求項4】 前記インテグレータがロッドインテグレ
ータであることを特徴とする請求項3記載の投射型表示
装置。
4. The projection display device according to claim 3, wherein the integrator is a rod integrator.
【請求項5】 前記偏光分離光学系及び前記偏光合成光
学系はそれぞれ偏光ビームスプリッタから構成され、前
記色分解光学系及び前記色合成光学系はそれぞれクロス
ダイクロイックプリズム又はクロスダイクロイックミラ
ーから構成されたことを特徴とする請求項1乃至4のい
ずれかに記載の投射型表示装置。
5. The polarization splitting optical system and the polarization combining optical system each include a polarization beam splitter, and the color separation optical system and the color combining optical system each include a cross dichroic prism or a cross dichroic mirror. The projection display device according to claim 1, wherein the projection display device is a display device.
【請求項6】 前記輝度信号用ライトバルブと前記偏光
合成光学系の間には、前記輝度信号用ライトバルブから
前記投射光学系までの光路長を、前記第1、第2及び第
3の色信号用ライトバルブから前記投射光学系までの光
路長と略一致させる光路長補正用部材が配置されたこと
を特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の投射型
表示装置。
6. An optical path length from the brightness signal light valve to the projection optical system is provided between the brightness signal light valve and the polarization combining optical system, and the optical path length from the brightness signal light valve to the projection optical system is set to the first, second and third colors. 6. The projection type display device according to claim 1, further comprising an optical path length correcting member arranged to substantially match an optical path length from a signal light valve to the projection optical system.
【請求項7】 光源からの光を第1の偏光光と第2の偏
光光とに偏光分離する偏光分離光学系と、 前記偏光分離光学系により偏光分離された前記第1の偏
光光を第1、第2及び第3の色光に色分解する色分解光
学系と、 前記色分解された第1、第2及び第3の色光をそれぞれ
所定の色信号に基づいて変調する第1、第2及び第3の
色信号用ライトバルブと、 前記第1、第2及び第3の色信号用ライトバルブにより
変調されて前記第1、第2及び第3の色信号用ライトバ
ルブからそれぞれ出射される光を色合成する色合成光学
系と、 前記偏光分離光学系により偏光分離された前記第2の偏
光光を所定の輝度信号に基づいて変調する輝度信号用ラ
イトバルブと、 前記色合成光学系により色合成された光と前記輝度信号
用ライトバルブにより変調されて前記輝度信号用ライト
バルブから出射された光とを合成する偏光合成光学系
と、 前記偏光合成光学系により合成された光を投射する投射
光学系と、 を有する投射型表示装置において、 前記第1、第2及び第3の色信号用ライトバルブの画像
形成部分の形状及び大きさと前記輝度信号用ライトバル
ブの画像形成部分の形状及び大きさとが実質的に同一で
あり、 前記輝度信号用ライトバルブの開口率は、前記第1、第
2及び第3の色信号用ライトバルブの開口率より小さい
ことを特徴とする投射型表示装置。
7. A polarization splitting optical system that splits light from a light source into a first polarized light and a second polarized light, and a first polarized light that is polarized and split by the polarization splitting optical system. Color separation optical systems for performing color separation into first, second and third color lights, and first and second for modulating the color separated first, second and third color lights respectively based on predetermined color signals. And a third color signal light valve, and modulated by the first, second, and third color signal light valves, and emitted from the first, second, and third color signal light valves, respectively. A color combining optical system for color-combining light; a brightness signal light valve for modulating the second polarized light polarized and separated by the polarization separating optical system based on a predetermined brightness signal; and a color combining optical system. Modulated by color-synthesized light and the brightness signal light valve And a projection optical system for projecting the light combined by the polarization combining optical system, and a polarization combining optical system for combining the light emitted from the brightness signal light valve. The shape and size of the image forming portion of the first, second and third color signal light valves and the shape and size of the image forming portion of the brightness signal light valve are substantially the same. The projection display device is characterized in that the aperture ratio of the light valve is smaller than the aperture ratios of the first, second and third color signal light valves.
【請求項8】 前記輝度信号用ライトバルブの画素数
は、前記第1、第2及び第3の色信号用ライトバルブの
画素数より多いことを特徴とする請求項7記載の投射型
表示装置。
8. The projection display device according to claim 7, wherein the number of pixels of the brightness signal light valve is larger than the number of pixels of the first, second and third color signal light valves. .
【請求項9】 前記第1、第2及び第3の色信号用ライ
トバルブ並びに前記輝度信号用ライトバルブが、前記投
射光学系の開口絞りによって決定される主光線がテレセ
ントリック性を有する位置に配置されて、前記第1、第
2及び第3の色信号用ライトバルブ並びに前記輝度信号
用ライトバルブに対してテレセントリック照明がなされ
ることを特徴とする請求項7又は8記載の投射型表示装
置。
9. The first, second and third color signal light valves and the luminance signal light valve are arranged at positions where a chief ray determined by an aperture stop of the projection optical system has telecentricity. 9. The projection display device according to claim 7, wherein the first, second and third color signal light valves and the brightness signal light valve are illuminated by telecentric illumination.
【請求項10】 前記偏光分離光学系、前記色分解光学
系、前記色合成光学系及び前記偏光合成光学系が、前記
投射光学系の開口絞りによって決定される主光線がテレ
セントリック性を有する位置に配置されたことを特徴と
する請求項7乃至9のいずれかに記載の投射型表示装
置。
10. The polarization separation optical system, the color separation optical system, the color combination optical system, and the polarization combination optical system are located at a position where a chief ray determined by an aperture stop of the projection optical system has telecentricity. The projection display device according to claim 7, wherein the projection display device is arranged.
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