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JP2005221761A - Projection display apparatus - Google Patents

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JP2005221761A
JP2005221761A JP2004029476A JP2004029476A JP2005221761A JP 2005221761 A JP2005221761 A JP 2005221761A JP 2004029476 A JP2004029476 A JP 2004029476A JP 2004029476 A JP2004029476 A JP 2004029476A JP 2005221761 A JP2005221761 A JP 2005221761A
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JP
Japan
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light
color
incident
wire grid
beam splitter
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Pending
Application number
JP2004029476A
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Japanese (ja)
Inventor
Atsushi Sekine
淳 関根
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
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Priority to JP2004029476A priority Critical patent/JP2005221761A/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a projection display apparatus using a wire grid as a polarizing separation part, in which light emitted from a reflection type light valve can be projected without being lost. <P>SOLUTION: Rays of color light into which light is separated by a color separation optical system enter a wire grid polarization beam splitter, in which a grid of metals is disposed on a glass substrate, at an incident angle of less than 45°. The light transmitted through the wire grid polarization beam splitter enters a reflection type light valve via a field lens. The light emitted from the reflection type light valve enters the field lens again, and then enters the wire grid polarization beam splitter. Disposing the field lens between the reflection type light valve and the wire grid polarization beam splitter enables all modulated light to enter a cross dichroic prism without increasing the size of the cross dichroic prism. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、投射型表示装置に関する。   The present invention relates to a projection display device.

図4に反射型ライトバルブを使用した投射型表示装置の構成を示す。
光源101から射出した光は第1レンズ板102a、第2レンズ板102bから構成されるインテグレータと、インテグレータから射出される複数の光束をライトバルブに重畳照明するコンデンサレンズ102cからなる照明装置102に入射する。照明装置102から射出した光は、R(赤)光とG(緑)光を反射し、B(青)光を透過する特性を有するダイクロイックミラー103RGと、B(青)光を反射、R(赤)光とG(緑)光を透過する特性を有するダイクロイックミラー103Bを互いに直交して配置したクロスダイクロイックミラー103に入射し、互いに反対方向に進行するR光とG光の合成光と、B光とに色分解される。
FIG. 4 shows the configuration of a projection display device using a reflective light valve.
The light emitted from the light source 101 is incident on an illuminating device 102 including an integrator composed of a first lens plate 102a and a second lens plate 102b, and a condenser lens 102c that superimposes a plurality of light beams emitted from the integrator on a light valve. To do. The light emitted from the illumination device 102 reflects R (red) light and G (green) light and reflects B (blue) light, and reflects B (blue) light, R ( A dichroic mirror 103B having a characteristic of transmitting red and G (green) light is incident on a cross dichroic mirror 103 arranged orthogonal to each other, and the combined light of R light and G light traveling in opposite directions to each other, B Color separation into light.

色分解されたB光は偏向ミラー104に光束の中心の光線が45度未満の入射角で入射し、反射されてフィールドレンズ107Bを経て偏光ビームスプリッタ108Bに入射する。偏光ビームスプリッタ108Bに入射した光は、偏光分離部に45度未満の入射角で入射して反射し、偏光ビームスプリッタ108Bから射出し、B光用反射型ライトバルブ109Bに入射する。   The color-separated B light is incident on the deflecting mirror 104 with the light beam at the center of the light beam having an incident angle of less than 45 degrees, reflected, and incident on the polarization beam splitter 108B through the field lens 107B. The light incident on the polarization beam splitter 108B is incident on the polarization separator at an incident angle of less than 45 degrees and reflected, exits from the polarization beam splitter 108B, and enters the B-light reflective light valve 109B.

一方色分解されたR光とG光の混合光は、偏向ミラー105に光束の中心の光線が45度未満の入射角で入射し、反射されてR光透過、G光反射ダイクロイックミラー106に入射角が45度を越える角度で入射する。ダイクロイックミラー106を反射するG光と、透過して進行するR光とに色分解され、G光、R光用に配置したフィールドレンズ107G、107Rを経て2個の三角柱プリズムを偏光分離部を挟んで形成した偏光ビームスプリッタ108G、108Rに入射する。偏光ビームスプリッタ108G、108Rに入射した光は、それぞれの偏光分離部に45度未満の入射角で入射、反射し、偏光ビームスプリッタを射出し、各色光の偏光をG光用反射型ライトバルブ109G、R光用反射型ライトバルブ109Rにそれぞれ入射する。この偏光ビームスプリッタとしてワイヤーグリッドを使用した投射型表示装置も知られている。   On the other hand, the color-separated mixed light of R light and G light is incident on the deflecting mirror 105 at the incident angle of less than 45 degrees at the center of the light beam, reflected and incident on the R light transmitting and G light reflecting dichroic mirror 106. Incident light is incident at an angle exceeding 45 degrees. Color separation into G light reflected from the dichroic mirror 106 and R light traveling through the light, and the two triangular prisms are sandwiched between the field lenses 107G and 107R arranged for the G light and the R light, with the polarization separation portion interposed therebetween. It is incident on the polarization beam splitters 108G and 108R formed in the above. The light incident on the polarization beam splitters 108G and 108R is incident and reflected on the respective polarization separation sections at an incident angle of less than 45 degrees, and exits from the polarization beam splitter, and the polarized light of each color light is reflected to the G light reflection type light valve 109G. , Respectively, enters the R-light reflective light valve 109R. A projection display device using a wire grid as the polarization beam splitter is also known.

各色光用のライトバルブに入射した各色光は、色信号によって変調された後、反射射出され、再度偏光ビームスプリッタ109B、109G、109Rにそれぞれ入射し、変調光を偏光分離部を透過する検光光として分離し、色合成をおこなうクロスダイクロイックプリズム110に入射する。クロスダイクロイックプリズム110はその内部に直交して配置されたR光反射ダイクロイック膜110RとB光反射ダイクロイック膜110Bから構成されている。クロスダイクロイックプリズム110のそれぞれ異なる入射面から入射した各色光は、色合成されて射出し、内部に開口絞り111Cを有する投射レンズ111に入射し、図示しないスクリーン上にフルカラー像を投射される。図4の一点鎖線は光束の中心を示している。また図4の点線は、反射型ライトバルブ109Gを射出した光束の最外縁を示している。
特開2000−111839号公報 特開2003−131212号公報
Each color light incident on the light valve for each color light is modulated by a color signal, reflected and emitted, and incident again on each of the polarization beam splitters 109B, 109G, and 109R, and the modulated light passes through the polarization separation unit. The light is separated as light and is incident on the cross dichroic prism 110 that performs color synthesis. The cross dichroic prism 110 is composed of an R light reflecting dichroic film 110R and a B light reflecting dichroic film 110B which are arranged orthogonal to the inside thereof. Each color light incident from different incident surfaces of the cross dichroic prism 110 is color-combined and emitted, enters a projection lens 111 having an aperture stop 111C therein, and a full-color image is projected on a screen (not shown). The dashed line in FIG. 4 indicates the center of the light beam. The dotted line in FIG. 4 indicates the outermost edge of the light beam emitted from the reflective light valve 109G.
JP 2000-1111839 A JP 2003-131212 A

しかしながら、ワイヤーグリッドを偏光分離素子として使用した場合、ワイヤーグリッドの前後にプリズムを配置しないと、反射型ライトバルブを射出した光は、その開口数のまま色合成用のクロスダイクロイックプリズムに入射するため、一部が色合成プリズムに入射せず、投射レンズによってスクリーンに投影されないために、投射像が暗くなってしまうという問題がある。   However, when a wire grid is used as a polarization separation element, the light emitted from the reflective light valve is incident on the cross dichroic prism for color synthesis without changing its numerical aperture unless a prism is arranged before and after the wire grid. There is a problem that the projected image becomes dark because a part of the light does not enter the color synthesis prism and is not projected onto the screen by the projection lens.

請求項1に記載の発明は、光源からの光を反射型ライトバルブで変調し、投射レンズで投射する投射型表示装置において、前記光源からの光を偏光分離して反射型ライトバルブに入射させ、前記反射型ライトバルブで変調され反射射出される光を検光するワイヤーグリッド偏光ビームスプリッタと、前記ワイヤーグリッド偏光ビームスプリッタと前記反射型ライトバルブとの間に配置されたフィールドレンズとを有することを特徴とする投射型表示装置を提供する。
請求項2に記載の発明は、光源からの光を反射型ライトバルブで変調し、投射レンズで投射する投射型表示装置において、光源からの光を色分解する色分解光学系と、前記色分解された各色光を偏光分離して前記各色光毎に配置された反射型ライトバルブに入射させ、前記反射型ライトバルブで変調され反射射出された各色光を検光する各色光毎に配置されたワイヤーグリッド偏光ビームスプリッタと、 前記ワイヤーグリッド偏光ビームスプリッタと前記反射型ライトバルブとの間に前記各色光毎に配置されたフィールドレンズと、前記各色光の検光光を色合成する色合成光学系とを有することを特徴とする投射型表示装置を提供する。
According to the first aspect of the present invention, in the projection type display device that modulates the light from the light source with the reflection type light valve and projects it with the projection lens, the light from the light source is polarized and incident on the reflection type light valve. A wire grid polarization beam splitter that detects light that is modulated and reflected and emitted by the reflection type light valve, and a field lens disposed between the wire grid polarization beam splitter and the reflection type light valve. A projection type display device is provided.
According to a second aspect of the present invention, there is provided a projection type display device that modulates light from a light source with a reflection type light valve and projects it with a projection lens, a color separation optical system that separates light from the light source, and the color separation Each color light is polarized and separated and incident on a reflection type light valve arranged for each color light, and each color light modulated and reflected and emitted by the reflection type light valve is arranged for each color light. A wire grid polarization beam splitter, a field lens arranged for each color light between the wire grid polarization beam splitter and the reflective light valve, and a color synthesis optical system for color-combining the analysis light of each color light A projection type display device is provided.

請求項3に記載の発明は、前記反射型ライトバルブは、前記投射レンズ中に配置された開口絞りによって決まる主光線が、光軸に平行なテレセントリックな位置に配置されることを特徴とする請求項2に記載の投射型表示装置。   According to a third aspect of the present invention, in the reflective light valve, a principal ray determined by an aperture stop disposed in the projection lens is disposed at a telecentric position parallel to the optical axis. Item 3. A projection display device according to Item 2.

請求項4に記載の発明は、前記投射レンズは入射側に非テレセントリックであることを特徴とする請求項2又は請求項3に記載の投射型表示装置を提供する。
請求項5に記載の発明は、前記色分解光学系は、第1色光と、第2色光と第3色光との混合光に色分解するクロスダイクロイックミラーと、前記第1色光を第1色光用に配置されたワイヤーグリッド偏光ビームスプリッタに反射する第1の偏向ミラーと、前記混合光を反射する第2の偏向ミラーと、前記第2の偏向ミラーによって反射された前記混合光を前記第2色光と前記第3色光とに色分解し、それぞれの色光用に配置されたワイヤーグリッド偏光ビームスプリッタに導くダイクロイックミラーとからなることを特徴とする請求項2または請求項3または請求項4に記載の投射型表示装置を提供する。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the projection display apparatus according to the second or third aspect, wherein the projection lens is non-telecentric on the incident side.
According to a fifth aspect of the present invention, the color separation optical system includes a first color light, a cross dichroic mirror that separates the light into a mixed light of the second color light and the third color light, and the first color light for the first color light. A first deflecting mirror that reflects on the wire grid polarization beam splitter disposed on the second deflecting mirror, a second deflecting mirror that reflects the mixed light, and the mixed light reflected by the second deflecting mirror as the second color light. And a dichroic mirror that separates the light into the third color light and guides it to a wire grid polarization beam splitter disposed for each color light. A projection display device is provided.

請求項6に記載の発明は、前記第1の偏向ミラーと、前記第2の偏向ミラーとはそれぞれその入射光の光軸の入射角が45度未満の角度となるように配置されており、前記ダイクロイックミラーは、入射光の光軸の入射角度が45度を超える角度となるように配置されていることを特徴とする請求項5に記載の投射型表示装置を提供する。   In the invention according to claim 6, the first deflection mirror and the second deflection mirror are arranged so that an incident angle of an optical axis of the incident light is less than 45 degrees, The projection display apparatus according to claim 5, wherein the dichroic mirror is arranged so that an incident angle of an optical axis of incident light is greater than 45 degrees.

請求項7に記載の発明は、前記色合成光学系はクロスダイクロイックプリズムであることを特徴とする請求項2ないし請求項6のいずれか1項に記載の投射型表示装置を提供する。   According to a seventh aspect of the present invention, there is provided the projection type display apparatus according to any one of the second to sixth aspects, wherein the color synthesizing optical system is a cross dichroic prism.

本発明によれば、ワイヤーグリッドを偏光分離部として使用した投射型表示装置において、反射型ライトバルブから射出した光を損出することなく投射することのできる投射型表示装置を提供する。   According to the present invention, there is provided a projection display device that can project light emitted from a reflective light valve without losing light in a projection display device that uses a wire grid as a polarization separator.

以下図面を参照して本発明を実施するための最良の形態を説明する。以下の説明では特に説明しない限り、光束の中心の光線について説明し、入射角はこの光線についての入射角である。
図1に本発明の投射型表示装置の構成図を示す。ランプと凹面鏡とから構成される光源11から射出される光は、複数のレンズをマトリクス形状に配置した第1レンズ板12aと、第1レンズ板12aの各レンズの焦点位置に第1レンズ板12aと同様に複数レンズをマトリクス形状に配置した第2レンズ板12bと、ライトバルブを重畳照明するコンデンサレンズ12cとを有する照明光学装置12に入射する。照明光学装置から射出した光は、R光とG光とを反射しB光を透過させる特性を有するダイクロイックミラー13RGと、B光を反射しR光とG光とを透過させる特性を有するダイクロイックミラー13Bを互いに直交して配置したクロスダイクロイックミラー13に入射し、入射光の進行方向に直交し、反対方向に進行するR光とG光のと混合光と、B光とに色分解される。
The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following description, the light beam at the center of the light beam will be described unless otherwise specified, and the incident angle is the incident angle for this light beam.
FIG. 1 shows a configuration diagram of a projection display device of the present invention. The light emitted from the light source 11 composed of a lamp and a concave mirror has a first lens plate 12a in which a plurality of lenses are arranged in a matrix shape, and the first lens plate 12a at the focal position of each lens of the first lens plate 12a. In the same manner as described above, the light is incident on an illumination optical device 12 having a second lens plate 12b in which a plurality of lenses are arranged in a matrix shape and a condenser lens 12c that superimposes and illuminates the light valve. The light emitted from the illumination optical device reflects the R light and the G light and reflects the B light, and the dichroic mirror 13RG has the characteristic of reflecting the B light and transmits the R light and the G light. 13B is incident on a cross dichroic mirror 13 arranged orthogonally to each other, and is color-separated into R light, G light, mixed light, and B light that are orthogonal to the traveling direction of the incident light and travel in opposite directions.

色分解されたB光は偏向ミラー15に中心の光が45度未満の入射角で入射して反射され、ガラス基板上に金属を紙面に垂直な方向にグリッド形状に配置したワイヤーグリッド偏光ビームスプリッタ17Bに45度未満の入射角で入射する。入射した光は、振動方向が紙面に平行な方向を有する偏光と、紙面に垂直な方向を有する偏光に偏光分離され、紙面に平行な方向に偏光した光は透過し、垂直な方向に偏光した光は反射される。透過した偏光の光はフィールドレンズ18Bを経て反射型ライトバルブ19Bに入射する。   The color-separated B light is reflected when the central light is incident on the deflecting mirror 15 at an incident angle of less than 45 degrees, and a metal grid is arranged on the glass substrate in a grid shape in a direction perpendicular to the paper surface. It is incident on 17B at an incident angle of less than 45 degrees. Incident light is polarized and separated into polarized light having a vibration direction parallel to the paper surface and polarized light having a direction perpendicular to the paper surface. Light polarized in the direction parallel to the paper surface is transmitted and polarized in the vertical direction. The light is reflected. The transmitted polarized light is incident on the reflective light valve 19B through the field lens 18B.

一方色分解されたR光とG光との混合光は、偏向ミラー14に45度未満の入射角で入射し、反射されて、45度を超える入射角度でG光を反射し、R光を透過する特性を有するダイクロイックミラー16に入射すし、反射されるG光と、透過するR光とに色分解される。R光とG光は、それぞれの色光に対して45度未満の入射角度で配置された紙面に垂直な方向に金属グリッドを配置したワイヤーグリッド偏光ビームスプリッタ17G、17Rに入射し、透過する偏光と反射する偏光とに偏光分離される。透過する偏光はそれぞれフィールドレンズ18G、18Rを経て反射型ライトバルブ19G、19Rに入射する。
反射型ライトバルブ19B、19G、19Rに入射した各色光の偏光は、それぞれの色信号によって変調作用を受けて反射射出され、再度フィールドレンズ18B、18G、18Rに入射し、ワイヤーグリッド偏光ビームスプリッタ17B、17G、17Rに入射する。反射型ライトバルブで変調され偏光の方向を変えた光は、検光光としてワイヤーグリッド偏光ビームスプリッタ17B、17G、17Rで反射される。反射された各色光は、内部にR光反射ダイクロイック膜20RとB光反射ダイクロイック膜20Bを直交して配置しクロスダイクロイックプリズム20にそれぞれ異なる入射面から入射し、R光はR光反射ダイクロイック膜20Rで反射され、B光はB光反射ダイクロイック膜20Bで反射され、B光は両ダイクロイック膜を透過することにより色合成される。色合成された光は、内部に開口絞り21Cを有する投射レンズ21に入射し、図示しないスクリーン上にフルカラー像が投射される。
On the other hand, the color-separated mixed light of R light and G light is incident on the deflecting mirror 14 at an incident angle of less than 45 degrees, is reflected, reflects G light at an incident angle of more than 45 degrees, and reflects R light. The light is incident on the dichroic mirror 16 having transmission characteristics, and is separated into G light to be reflected and R light to be transmitted. The R light and the G light are incident on and transmitted through the wire grid polarization beam splitters 17G and 17R in which a metal grid is arranged in a direction perpendicular to the paper surface arranged at an incident angle of less than 45 degrees with respect to each color light. Polarized light is separated into reflected polarized light. The transmitted polarized light enters the reflection type light valves 19G and 19R through the field lenses 18G and 18R, respectively.
The polarized light of each color light incident on the reflection type light valves 19B, 19G, and 19R is reflected and emitted by being modulated by the respective color signals, is incident on the field lenses 18B, 18G, and 18R again, and the wire grid polarization beam splitter 17B. , 17G, and 17R. Light that has been modulated by the reflection type light valve and whose polarization direction has been changed is reflected by the wire grid polarization beam splitters 17B, 17G, and 17R as analysis light. Each of the reflected color lights has an R light reflecting dichroic film 20R and a B light reflecting dichroic film 20B arranged orthogonally to each other and enters the cross dichroic prism 20 from different incident surfaces, and the R light is reflected on the R light reflecting dichroic film 20R. The B light is reflected by the B light reflecting dichroic film 20B, and the B light is color-synthesized by passing through both dichroic films. The color-synthesized light is incident on a projection lens 21 having an aperture stop 21C therein, and a full-color image is projected on a screen (not shown).

図2は本実施形態の投射型表示装置の、投射レンズ21の開口絞り21Cによって規定される主光線示す図であり、主光線は点線で示している。主光線は投射レンズの開口絞り21Cの中心を通過する光線である。図2に投射レンズ21の開口絞り21Cの中心で交差する2本の主光線を図示しているが、この主光線の進行方向は図示しないスクリーン方向に進行する。投射レンズ21は開口絞り21Cの不図示のスクリーン側に配置された前群レンズとクロスダイクロイックプリズム側に配置された後群レンズとを有しているが、図示は省略している。図2に示した2本の主光線は投射レンズ21の入射側では、互いに平行ではない。すなわち投射レンズ21は、入射光側に対してテレセントリックな構成ではなく、開口絞り21Cは後群レンズの焦点位置に配置されていない。   FIG. 2 is a diagram showing principal rays defined by the aperture stop 21C of the projection lens 21 in the projection display device of this embodiment, and the principal rays are indicated by dotted lines. The principal ray is a ray that passes through the center of the aperture stop 21C of the projection lens. FIG. 2 shows two principal rays intersecting at the center of the aperture stop 21C of the projection lens 21, and the traveling direction of these principal rays travels in a screen direction (not shown). Although the projection lens 21 has a front group lens disposed on the screen side (not shown) of the aperture stop 21C and a rear group lens disposed on the cross dichroic prism side, the illustration is omitted. The two principal rays shown in FIG. 2 are not parallel to each other on the incident side of the projection lens 21. That is, the projection lens 21 is not telecentric with respect to the incident light side, and the aperture stop 21C is not arranged at the focal position of the rear group lens.

図2に示した2本の主光線は投射レンズ21の入射側では、クロイスダイクロイックプリズム20、ワイヤーグリッド偏光ビームスプリッタ17B、17G、17Rを経てフィールドレンズ18B、18G、18Rまでは広がっている。フィールドレンズ18B、18G、18Rと反射型ライトバルブ19B、19G、19Rの間では、主光線は光軸に平行であり、反射型ライトバルブ19B、19G、19Rは主光線のテレセントリックな位置に配置されている。反射型ライトバルブに入射する各色光の主光線は、反射型ライトバルブとフィールドレンズ17B、17G、17Rの間は光軸に平行である。主光線は、フィールドレンズ17B、17G、17Rから、ワイヤーグリッド偏光ビームスプリッタ17B、17G、17R、偏向ミラー14、15、クロスダイクロイックミラー13を経て第2レンズ板の光軸上のレンズにて集光するようになっている。なおR光とG光とはダイクロイックミラー16を経ている。   The two principal rays shown in FIG. 2 spread on the incident side of the projection lens 21 to the field lenses 18B, 18G, and 18R via the croissant dichroic prism 20 and the wire grid polarization beam splitters 17B, 17G, and 17R. Between the field lenses 18B, 18G, and 18R and the reflection type light valves 19B, 19G, and 19R, the principal ray is parallel to the optical axis, and the reflection type light valves 19B, 19G, and 19R are arranged at telecentric positions of the principal ray. ing. The principal ray of each color light incident on the reflection type light valve is parallel to the optical axis between the reflection type light valve and the field lenses 17B, 17G, and 17R. The chief rays are condensed by the lens on the optical axis of the second lens plate from the field lenses 17B, 17G, and 17R, through the wire grid polarization beam splitters 17B, 17G, and 17R, the deflection mirrors 14 and 15, and the cross dichroic mirror 13. It is supposed to be. The R light and the G light pass through the dichroic mirror 16.

従って、主光線は照明装置12の第2レンズ板12Bから広がって射出され、各色光の主光線はフィールドレンズ18B、18G、18Rまでの光路では広がり光線になっている。反射型ライトバルブは主光線が光軸に平行なテレセントリックな位置に配置され、反射型ライトバルブで反射された主光線はフィールドレンズを経て投射レンズまでの光路では集光する方向の光線になっている。   Accordingly, the chief rays are spread and emitted from the second lens plate 12B of the illuminating device 12, and the chief rays of each color light are spread in the optical path to the field lenses 18B, 18G, and 18R. The reflection type light valve is arranged in a telecentric position where the principal ray is parallel to the optical axis, and the principal ray reflected by the reflection type light valve becomes a ray in the direction of condensing in the optical path from the field lens to the projection lens. Yes.

図3に最外縁光線を点線で示す。図3には反射型ライトバルブ19B、19G、19Rのうち、ライトバルブ19Gの画像形成部の最も外側の位置から、投射レンズ21の開口絞り21Cのよって決められる開口数を有する光束の最外縁の光線を点線で示してある。   FIG. 3 shows the outermost rays as dotted lines. FIG. 3 shows the outermost edge of a light beam having a numerical aperture determined by the aperture stop 21C of the projection lens 21 from the outermost position of the image forming portion of the light valve 19G among the reflective light valves 19B, 19G, 19R. Rays are indicated by dotted lines.

なお図3に示すaとbは、反射型ライトバルブ画像形成部から射出される光束の最外縁の光線を示している。
反射型ライトバルブ19Rの画像形成部の各点からある開口数を持って広がって射出される光は、フィールドレンズ18B、18G、18Rによってその開口数が小さくなりワイヤーグリッド偏光ビームスプリッタ17B、17G、17Rで反射され、クロスダイクロイックプリズム20に入射する。従ってクロスダイクロイックプリズム20を大きくしなくても、反射型ライトバルブ19Rを射出したR光の検光光のすべてがクロスダイクロイックプリズムに入射するので、投射される光の損出を防ぐことができる。
フィールドレンズ18Rがなければ、反射型ライトバルブ19Rの画像形成部の各点からある開口数を持って広がって射出される光はそのままの開口数で、クロスダイクロイックプリズム20に入射してしまうので、その一部はクロスダイクロイックプリズム20の入射面から外れてしまい、投射像として投射されないため、投射像が暗くなってしまう。上述したようにフィールドレンズを使用することによって、反射型ライトバルブ19Rから射出した光の開口数を小さくすることによって、すべての検光光をクロスダイクロイックプリズム20に入射させることができる。
フィールドレンズ18B、18G、18Rを反射型ライトバルブ19B、19G、19Rとワイヤーグリッド偏光ビームスプリッタ17B、17G、17Rの間にそれぞれ配置することにより、クロスダイクロイックプリズム20を大きくすることなく、すべての検光光を投射することができる。
また従来の投射型表示装置のワイヤーグリッド偏光ビームスプリッタのように、ワイヤーグリッドを2つのプリズムで挟み込んだ構造のものは、すべての検光光をクロスダイクロイックプリズムに入射させることはできるが、プリズムによって偏光が乱されてしまうことがあるが、本実施形態のワイヤーグリッド偏光ビームスプリッタは、ワイヤーグリッドの前後にプリズムを配置していないため、プリズムによって偏光が乱されることもない。
また、フィールドレンズ18B、18G、18Rを反射型ライトバルブ19B,19G,19Rの前に配置することにより、投射レンズ21をテレセントリック光学系としなくても、ライトバルブ19B、19G、19Rを投射レンズの開口絞りによって規定される主光線に対してテレセントリックな位置に配置することができる。従って反射型ライトバルブから射出した光線の傾きによって、変調処理の作用が異なる特性を最小に押さえることができる
また、ワイヤーグリッド偏光ビームスプリッタの偏光分離特性は、入射光線の入射角度に対する依存性が少ないので、主光線を非テレセントリックな位置に配置しても偏光分離、検光機能に対する影響は生じない。クロスダイクロイックプリズムも主光線が非テレセントリックな位置に配置されているが、内部のダイクロイック膜を、光線の入射角度にあまり依存しないものにすることによって偏光に対する影響を最小にすることができる。
Note that a and b shown in FIG. 3 indicate the outermost rays of the light beam emitted from the reflective light valve image forming unit.
The light that spreads and exits with a certain numerical aperture from each point of the image forming portion of the reflective light valve 19R is reduced by the field lenses 18B, 18G, 18R, and the wire grid polarization beam splitters 17B, 17G, The light is reflected by 17R and enters the cross dichroic prism 20. Accordingly, even if the cross dichroic prism 20 is not enlarged, all of the R light detection light emitted from the reflective light valve 19R is incident on the cross dichroic prism, so that loss of the projected light can be prevented.
Without the field lens 18R, the light that spreads and exits with a certain numerical aperture from each point of the image forming portion of the reflective light valve 19R enters the cross dichroic prism 20 with the same numerical aperture. A part of it is off the incident surface of the cross dichroic prism 20 and is not projected as a projected image, so the projected image becomes dark. As described above, by using the field lens, all the analysis lights can be incident on the cross dichroic prism 20 by reducing the numerical aperture of the light emitted from the reflection type light valve 19R.
By arranging the field lenses 18B, 18G, and 18R between the reflection type light valves 19B, 19G, and 19R and the wire grid polarization beam splitters 17B, 17G, and 17R, all the detections can be performed without enlarging the cross dichroic prism 20. Light light can be projected.
In addition, a structure in which a wire grid is sandwiched between two prisms, such as a wire grid polarization beam splitter of a conventional projection display device, can make all the analysis light incident on the cross dichroic prism. Although the polarization may be disturbed, the wire grid polarization beam splitter of the present embodiment does not disturb the polarization by the prism because the prism is not disposed before and after the wire grid.
Further, by disposing the field lenses 18B, 18G, and 18R in front of the reflection type light valves 19B, 19G, and 19R, the light valves 19B, 19G, and 19R can be used as the projection lens even if the projection lens 21 is not a telecentric optical system. It can be placed in a telecentric position relative to the chief ray defined by the aperture stop. Therefore, it is possible to minimize the characteristic that the action of the modulation process differs depending on the inclination of the light beam emitted from the reflection type light valve. Also, the polarization separation characteristic of the wire grid polarization beam splitter is less dependent on the incident angle of the incident light beam. Therefore, even if the chief ray is arranged at a non-telecentric position, there is no influence on the polarization separation / analysis function. In the cross dichroic prism, the principal ray is arranged at a non-telecentric position, but the influence on the polarization can be minimized by making the internal dichroic film less dependent on the incident angle of the ray.

なお本実施形態では、ワイヤーグリッド偏光ビームスプリッタを透過した偏光の光を、フィールドレンズを経て反射型ライトバルブに入射させる構成としたが、本発明はこの構成に限定されるものではなく、偏光ビームスプリッタで反射された偏光の光をフィールドレンズを経て反射型ライトバルブに入射させても構わない。   In the present embodiment, the polarized light transmitted through the wire grid polarization beam splitter is configured to enter the reflective light valve through the field lens. However, the present invention is not limited to this configuration, and the polarized beam The polarized light reflected by the splitter may be incident on the reflective light valve via the field lens.

また本実施形態では、照明装置12には偏光変換装置は配置されていないが、第2レンズ板12bの後に偏光分離部と反射膜部を組合せたものを複数組アレイ状に配置したプリズム部材で、射出面部に1/2波長位相板を貼り付けた構成の偏光変換装置を配置しても構わない。この場合ワイヤーグリッド偏光ビームプリッタを透過する偏光の光と、透過する偏光の光のどちらを反射型ライトバルブを入射させるかによって、1/2波長位相板の配置を決定し、偏光変換装置による偏光の振動方向を決定する。   In this embodiment, the illumination device 12 is not provided with a polarization conversion device. However, the illumination device 12 is a prism member in which a plurality of combinations of polarization separation portions and reflection film portions are arranged after the second lens plate 12b. A polarization conversion device having a configuration in which a half-wave phase plate is attached to the exit surface portion may be disposed. In this case, the arrangement of the half-wave phase plate is determined depending on which of the polarized light transmitted through the wire grid polarization beam splitter and the transmitted polarized light is incident on the reflective light valve, and the polarization of the polarized light by the polarization converter is determined. Determine the direction of vibration.

なお請求項に記載した入射光の光軸とは、入射光束の中心の光線である。   In addition, the optical axis of the incident light described in the claims is a light beam at the center of the incident light beam.

本発明の投射型表示装置の構成図。The block diagram of the projection type display apparatus of this invention. 本発明の投射型表示装置の主光線を示した図。The figure which showed the chief ray of the projection type display apparatus of this invention. 本発明の投射型表示装置の最外縁光線を示した図。The figure which showed the outermost edge light ray of the projection type display apparatus of this invention. 従来例の投射型表示装置の構成図。The block diagram of the projection type display apparatus of a prior art example.

符号の説明Explanation of symbols

11 光源
12 照明光学系
13 クロスダイクロイックミラー
14、15 偏向ミラー
16 ダイクロイックミラー
17R、17G、17B ワイヤーグリッド偏光ビームスプリッタ
18R、18G、18B フィールドレンズ
19R、19G、19B 反射型ライトバルブ
20 クロスダイクロイックプリズム
21 投射レンズ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Light source 12 Illumination optical system 13 Cross dichroic mirror 14, 15 Deflection mirror 16 Dichroic mirror 17R, 17G, 17B Wire grid polarizing beam splitter 18R, 18G, 18B Field lens 19R, 19G, 19B Reflection type light valve 20 Cross dichroic prism 21 Projection lens

Claims (7)

光源からの光を反射型ライトバルブで変調し、投射レンズで投射する投射型表示装置において、
前記光源からの光を偏光分離して反射型ライトバルブに入射させ、前記反射型ライトバルブで変調され反射射出される光を検光するワイヤーグリッド偏光ビームスプリッタと、
前記ワイヤーグリッド偏光ビームスプリッタと前記反射型ライトバルブとの間に配置されたフィールドレンズとを有すること
を特徴とする投射型表示装置。
In a projection display device that modulates light from a light source with a reflective light valve and projects it with a projection lens,
A wire grid polarization beam splitter for polarizing and separating the light from the light source and making it incident on a reflective light valve, and detecting the light modulated and reflected and emitted by the reflective light valve;
A projection display device comprising: a field lens disposed between the wire grid polarization beam splitter and the reflective light valve.
光源からの光を反射型ライトバルブで変調し、投射レンズで投射する投射型表示装置において、
光源からの光を色分解する色分解光学系と、
前記色分解された各色光を偏光分離して前記各色光毎に配置された反射型ライトバルブに入射させ、前記反射型ライトバルブで変調され反射射出された各色光を検光する各色光毎に配置されたワイヤーグリッド偏光ビームスプリッタと、
前記ワイヤーグリッド偏光ビームスプリッタと前記反射型ライトバルブとの間に前記各色光毎に配置されたフィールドレンズと、
前記各色光の検光光を色合成する色合成光学系とを有すること
を特徴とする投射型表示装置。
In a projection display device that modulates light from a light source with a reflective light valve and projects it with a projection lens,
A color separation optical system that separates light from a light source;
The color-separated color lights are polarized and separated and made incident on a reflective light valve disposed for each color light, and each color light modulated and reflected and emitted by the reflective light valve is analyzed for each color light. An arranged wire grid polarizing beam splitter;
A field lens disposed for each color light between the wire grid polarization beam splitter and the reflective light valve;
A projection type display apparatus comprising: a color synthesis optical system that performs color synthesis of the analysis light of each color light.
前記反射型ライトバルブは、前記投射レンズ中に配置された開口絞りによって決まる主光線に対してテレセントリックな位置に配置されることを特徴とする請求項2に記載の投射型表示装置。 3. The projection display device according to claim 2, wherein the reflective light valve is disposed at a position telecentric with respect to a principal ray determined by an aperture stop disposed in the projection lens. 前記投射レンズは入射側に非テレセントリックであること
を特徴とする請求項2又は請求項3に記載の投射型表示装置。
The projection display device according to claim 2, wherein the projection lens is non-telecentric on the incident side.
前記色分解光学系は、
第1色光と、第2色光と第3色光との混合光に色分解するクロスダイクロイックミラーと、
前記第1色光を第1色光用に配置されたワイヤーグリッド偏光ビームスプリッタに反射する第1の偏向ミラーと、
前記混合光を反射する第2の偏向ミラーと、
前記第2の偏向ミラーによって反射された前記混合光を前記第2色光と前記第3色光とに色分解し、それぞれの色光用に配置されたワイヤーグリッド偏光ビームスプリッタに導くダイクロイックミラーとからなること
を特徴とする請求項2または請求項3または請求項4に記載の投射型表示装置。
The color separation optical system is
A cross dichroic mirror that separates the first color light into a mixed light of the second color light and the third color light;
A first deflecting mirror for reflecting the first color light to a wire grid polarization beam splitter disposed for the first color light;
A second deflecting mirror that reflects the mixed light;
The mixed light reflected by the second deflection mirror comprises a dichroic mirror that separates the mixed light into the second color light and the third color light and guides them to a wire grid polarization beam splitter arranged for each color light. The projection display device according to claim 2, claim 3, or claim 4.
前記第1の偏向ミラーと前記第2の偏向ミラーとはそれぞれその入射光の光軸の入射角が45度未満の角度となるように配置されており、
前記ダイクロイックミラーは、入射光の光軸の入射角度が45度を超える角度となるように配置されていること
を特徴とする請求項5に記載の投射型表示装置。
The first deflection mirror and the second deflection mirror are arranged so that the incident angle of the optical axis of the incident light is less than 45 degrees,
The projection display apparatus according to claim 5, wherein the dichroic mirror is arranged so that an incident angle of an optical axis of incident light exceeds 45 degrees.
前記色合成光学系はクロスダイクロイックプリズムであること
を特徴とする請求項2ないし請求項6のいずれか1項に記載の投射型表示装置。
The projection display device according to claim 2, wherein the color synthesis optical system is a cross dichroic prism.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010072539A (en) * 2008-09-22 2010-04-02 Seiko Epson Corp Optical device and projector
WO2010099708A1 (en) * 2009-03-06 2010-09-10 上海三鑫科技发展有限公司 Reflective type optical engine
WO2012053336A1 (en) 2010-10-20 2012-04-26 株式会社Jvcケンウッド Distributive compensator and projecting liquid-crystal display device

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010072539A (en) * 2008-09-22 2010-04-02 Seiko Epson Corp Optical device and projector
WO2010099708A1 (en) * 2009-03-06 2010-09-10 上海三鑫科技发展有限公司 Reflective type optical engine
WO2012053336A1 (en) 2010-10-20 2012-04-26 株式会社Jvcケンウッド Distributive compensator and projecting liquid-crystal display device
JP2012088562A (en) * 2010-10-20 2012-05-10 Jvc Kenwood Corp Distribution type compensator and projection type liquid crystal display device
CN103180765A (en) * 2010-10-20 2013-06-26 Jvc建伍株式会社 Distributive compensator and projecting liquid-crystal display device
US9057914B2 (en) 2010-10-20 2015-06-16 JVC Kenwood Corporation Distribution-type compensator and projection-type liquid crystal display apparatus

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