JP2011128569A - Image projection device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、反射型の画像表示素子を用いた画像投射装置に用いられる光学系に関し、さらに詳しくは色分解合成光学系に関する。 The present invention relates to an optical system used in an image projection apparatus using a reflective image display element, and more particularly to a color separation / synthesis optical system.
3枚の反射型画像表示素子を用いた画像投射装置において色分解合成光学系を小型化した光学系として、特許文献1や特許文献2に示される色分解合成光学系が知られている。前記色分解合成光学系は、3色の光を2個の偏光ビームスプリッタで検光すると共に合成する光学系であり、これによれば光学系の小型化を実現できる。 As an optical system in which the color separation / synthesis optical system is miniaturized in an image projection apparatus using three reflective image display elements, the color separation / synthesis optical systems shown in Patent Document 1 and Patent Document 2 are known. The color separation / synthesis optical system is an optical system that analyzes and combines three colors of light with two polarization beam splitters. According to this, the optical system can be reduced in size.
しかしながら、特許文献1や特許文献2に記載の色分解合成光学系では、コントラストを改善するため偏光板等の検光作用を有する光学素子を配置する必要があり、配置される光学素子が多くなる。そのため、従来の構成では構成の簡便化と高コントラスト化の両立が難しかった。
そこで本発明は、簡便な構成で高いコントラストを得ることを課題とする。
However, in the color separation / synthesis optical system described in Patent Document 1 or Patent Document 2, it is necessary to dispose an optical element having a light detection function such as a polarizing plate in order to improve contrast, and the number of optical elements to be disposed increases. . Therefore, in the conventional configuration, it is difficult to achieve both a simple configuration and a high contrast.
Accordingly, an object of the present invention is to obtain high contrast with a simple configuration.
光源からの光を第1色光と、第2色光及び第3色光とに分離する色分離素子と、
前記第2色光及び第3色光の何れか一方の偏光方向を90°回転させる波長選択性位相板と、
前記第1色光を変調して反射する第1の反射型画像表示素子と、
前記第2色光を変調して反射する第2の反射型画像表示素子と、
前記第3色光を変調して反射する第3の反射型画像表示素子と、
前記第1の反射型画像表示素子で変調された第1色光を検光する第1の偏光ビームスプリッタと、
前記第2の反射型画像表示素子及び前記第3の反射型画像表示素子で変調された前記第2色光及び第3色光を検光する第2の偏光ビームスプリッタと、
前記第1の偏光ビームスプリッタ及び前記第2の偏光ビームスプリッタで検光された前記第1色光、第2色光及び第3色光を合成し、第2色光または第3色光の少なくとも何れか一方の色光を検光する作用を有する合成プリズムと、
前記合成プリズムで合成された前記第1色光、第2色光及び第3色光を投射する投射レンズを有する画像投射装置において、
前記第2の偏光ビームスプリッタの偏光作用を有する光学膜面を第1の光学膜面とし、
前記合成プリズムの色合成作用を有する光学膜面を第2の光学膜面とし、
前記第2の反射型画像表示素子の入出射面の法線と前記第1の光学膜面の法線に平行な断面を第1の断面とし、
前記合成プリズムの出射面の法線と前記第2の光学膜面の法線に平行な断面を第2の断面とし、
前記第1の断面及び前記第2の断面がお互いに直交していることを特徴とする画像投射装置。
A color separation element that separates light from the light source into first color light, second color light, and third color light;
A wavelength-selective phase plate that rotates the polarization direction of either the second color light or the third color light by 90 °;
A first reflective image display element that modulates and reflects the first color light;
A second reflective image display element that modulates and reflects the second color light;
A third reflective image display element that modulates and reflects the third color light;
A first polarizing beam splitter for analyzing the first color light modulated by the first reflective image display element;
A second polarizing beam splitter for analyzing the second color light and the third color light modulated by the second reflective image display element and the third reflective image display element;
The first color light, the second color light, and the third color light analyzed by the first polarization beam splitter and the second polarization beam splitter are combined to generate at least one color light of the second color light or the third color light. A synthetic prism having the function of analyzing
In an image projection apparatus having a projection lens that projects the first color light, the second color light, and the third color light synthesized by the synthesis prism,
The optical film surface having the polarization action of the second polarizing beam splitter is the first optical film surface,
The optical film surface having the color combining function of the combining prism is a second optical film surface,
A cross section parallel to the normal line of the incident / exit surface of the second reflective image display element and the normal line of the first optical film surface is defined as a first cross section,
A cross section parallel to the normal of the exit surface of the synthetic prism and the normal of the second optical film surface is defined as a second cross section,
The image projection apparatus, wherein the first cross section and the second cross section are orthogonal to each other.
本発明によれば、簡便な構成で高コントラストを得ることができる画像投射装置を提供することが可能となった。 According to the present invention, it is possible to provide an image projection apparatus capable of obtaining high contrast with a simple configuration.
(実施形態1)
図1および図2に本実施例の画像投射装置の照明光学系と色分解合成光学系を示す。図1中の2はランプユニット(光源部)、3は第1のフライアイレンズ、4は第2のフライアイレンズ、5はPS変換素子(偏光変換素子)、6はコンデンサレンズである。ランプユニット2からコンデンサレンズ6までを照明光学系1とする。これは、以下に説明する実施例でも同様である。7は色分解合成光学系である。
(Embodiment 1)
1 and 2 show an illumination optical system and a color separation / synthesis optical system of the image projection apparatus of the present embodiment. In FIG. 1, 2 is a lamp unit (light source unit), 3 is a first fly-eye lens, 4 is a second fly-eye lens, 5 is a PS conversion element (polarization conversion element), and 6 is a condenser lens. The lamp unit 2 to the condenser lens 6 are used as the illumination optical system 1. The same applies to the embodiments described below.
図2の8は投射レンズ(投射光学系)、11はダイクロイックミラー(色分離素子)、12は第1のミラー、13は第1のフィールドレンズ、14は第1の偏光ビームスプリッタである。15はG帯域用の反射型液晶パネル(第1の反射型画像表示素子)、16は第2のミラー、17は波長選択性位相板、18は第2のフィールドレンズ、19は第2の偏光ビームスプリッタである。20はB帯域用の反射型液晶パネル(第2の反射型画像表示素子)、21はR帯域用の反射型液晶パネル(第3の反射型画像表示素子)、22は合成プリズムを示す。14Aは第1の偏光ビームスプリッタ14の偏光作用を有する光学膜面(第3の光学膜面)、19Aは第2の偏光ビームスプリッタ19の偏光作用を有する光学膜面(第1の光学膜面)、22Aは合成プリズムの偏光作用を有する光学膜面(第2の光学膜面)を示す。本明細書中では、それぞれの色光である赤帯域の光、緑帯域の光、青帯域の光をR、G、Bと表す。またR、G、B用の反射型画像表示素子をそれぞれR液晶パネル、G液晶パネル、B液晶パネルと称す。以下、x軸はB液晶パネルの長辺方向、y軸はB液晶パネルの短辺方向、z軸は投射レンズの光軸を表す。図1の右下に座標軸を示した。色分解合成光学系7(色分離合成系)はダイクロイックミラー11から合成プリズム22までの光学素子を有する光学系とする。ダイクロイックミラー11と第1の偏光ビームスプリッタ14との間に第1のミラー12(第1の反射部)と、ダイクロイックミラー11と第2の偏光ビームスプリッタ19との間に第2のミラー16(第2の反射部)が配置されている。第1のミラー12と第2のミラー16は、ダイクロイックミラー11により分離された緑帯域の光(第1の色光)と赤及び青帯域の光(第2及び3の色光)が略平行な状態でy方向に反射する。
2, 8 is a projection lens (projection optical system), 11 is a dichroic mirror (color separation element), 12 is a first mirror, 13 is a first field lens, and 14 is a first polarization beam splitter. 15 is a G-band reflective liquid crystal panel (first reflective image display element), 16 is a second mirror, 17 is a wavelength selective phase plate, 18 is a second field lens, and 19 is a second polarization. It is a beam splitter.
以下、光学膜面14Aの法線とG液晶パネル15の入出射面の法線に平行な断面をA断面(xy断面、第3の断面)とする。光学膜面19Aの法線とB液晶パネル20の入出射面の法線に平行な断面をB断面(yz断面、第1の断面)とする。光学膜面22Aの法線と合成プリズム22の出射面の法線に平行な断面をC断面(xz断面、第2の断面)とする。本実施形態は、A断面、B断面およびC断面が直交するように構成されている。このように構成することにより、ダイクロイックミラー11による分離される分離面(照明光学系の光軸とダイクロイックミラーの法線を含む面)と合成プリズム22により合成される合成面(G液晶パネルの法線とB液晶パネルの法線を含む面)は異なる平面となる。
Hereinafter, a cross section parallel to the normal line of the optical film surface 14A and the normal line of the incident / exit surface of the G
実施形態1はG液晶パネル15の長辺15Lは、xy断面に直交した1辺14Lと平行、B液晶パネル20の長辺20L及びR液晶パネル21の長辺21Lは、yz断面に直交した1辺19Lに平行である。
In the first embodiment, the long side 15L of the G
ランプユニット2からの光束は、第1のフライアイレンズ3によって複数の光束に分割され、各分割光束は、第2のフライアイレンズ4、PS変換素子5の近傍に集光され、光源の像を作る。第1、第2フライアイレンズ3、4は複数のレンズが2次元方向に配置されて構成されている。PS変換素子5は、第2のフライアイレンズ4を出射した各分割光束を直線偏光光に変換する。本実施形態ではS偏光光に揃えている。PS変換素子5から出射したS偏光光はコンデンサレンズ6によって収斂され、色分解合成光学系7を経て、B、G、R用の液晶パネル20、15、21をそれぞれ照明する。
The light flux from the lamp unit 2 is divided into a plurality of light fluxes by the first fly-eye lens 3, and each split light flux is condensed in the vicinity of the second fly-eye lens 4 and the PS conversion element 5 to form an image of the light source. make. The first and second fly-eye lenses 3 and 4 are configured by arranging a plurality of lenses in a two-dimensional direction. The PS conversion element 5 converts each divided light beam emitted from the second fly-eye lens 4 into linearly polarized light. In this embodiment, it is aligned with S-polarized light. The S-polarized light emitted from the PS conversion element 5 is converged by the condenser lens 6 and illuminates the B, G, and R
ダイクロイックミラー11はコンデンサレンズ6を透過したS偏光光のうちB帯域とR帯域の光を透過し、G帯域光を反射して、G帯域光(第1色光)とB帯域光(第2色光)およびR帯域光(第3色光)に分離する。ダイクロイックミラー11を反射したG帯域のS偏光光は、第1のミラー12で反射される。第1のミラー12で反射した光は、第1の偏光ビームスプリッタの入射面側に配置された第1のフィールドレンズ13を透過して、第1の偏光ビームスプリッタ14で反射され、G液晶パネル15に入射する。G液晶パネル15からの画像光は、第1の偏光ビームスプリッタ14を透過し、さらに合成プリズム22で反射して投射レンズ8によって不図示のスクリーンに投影される。画像光とは、液晶パネルで変調された光のことを表しており、本実施例での画像光とは液晶パネルで偏光が90°回転した光で、投射レンズに向かう光である。変調されなかった光は、第1の偏光ビームスプリッタ14を反射し光源側へ戻される。
The dichroic mirror 11 transmits the B band light and the R band light of the S polarized light transmitted through the condenser lens 6, reflects the G band light, and transmits the G band light (first color light) and the B band light (second color light). ) And R band light (third color light). The G-band S-polarized light reflected by the dichroic mirror 11 is reflected by the
色合成作用を有する合成プリズム22はB帯域光を透過し、G帯域光を反射し、R帯域光の画像光を透過し、R帯域光の非画像光を反射する光学膜面を有するプリズムである。非画像光とは、その偏光方向が画像光と直交する光のことである。
The synthesizing
一方、ダイクロイックミラー11を透過したB帯域およびR帯域は、第2のミラー16で反射される。波長選択性位相板17はR帯域の偏光方向のみを90度回転させる。B帯域およびR帯域の光は、第2の偏光ビームスプリッタの入射面側に配置された第2のフィールドレンズ18を透過して、S偏光であるB帯域光は第2の偏光ビームスプリッタ19で反射し、P偏光であるR帯域光は第2の偏光ビームスプリッタ19を透過する。そして、第2の偏光ビームスプリッタ19から出射したB帯域光およびR帯域光はそれぞれ、B液晶パネル20およびR液晶パネル21上に集光する。R液晶パネル21で反射され、かつ変調されたR帯域偏光光(S偏光光)は、第2の偏光ビームスプリッタ19で反射される。また、B液晶パネル20で反射され、かつ変調されたB帯域の画像光は、第2の偏光ビームスプリッタ19を透過する。その後、B帯域の画像光およびR帯域の画像光は合成プリズム22を透過し、投射レンズ8によってスクリーンに投影される。つまり、G液晶パネル15からの画像光は第1の偏光ビームスプリッタ14を検光され、B液晶パネル20からの画像光は第2の偏光ビームスプリッタ19を検光される。R液晶パネルからの画像光は第2の偏光ビームスプリッタ19および合成プリズム22で検光される。
On the other hand, the B band and the R band transmitted through the dichroic mirror 11 are reflected by the
図3(a)、(b)に第2の偏光ビームスプリッタ19のR帯域の非画像光(P偏光光)に対する反射角度特性、および合成プリズム22のR帯域の画像光(S偏光光)に対する透過角度特性を示す。図3(a)、(b)に示したグラフのR帯域の光の代表波長は610(nm)である。
FIGS. 3A and 3B show the reflection angle characteristics of the second
図3(a)は第2の偏光ビームスプリッタ19のR帯域光の非画像光(P偏光光)に対する反射角度特性を示す。横軸は光学膜面19Aに対する光線の入射角度(度)、縦軸はP偏光の反射率(%)を示す。反射率が高いほど漏れ光が増大し、コントラストが低下する。第2の偏光ビームスプリッタ19の光学膜面19Aに対する入射角度が45°からずれるほど反射率が増大するため、漏れ光が増大する。漏れ光とは、全画素が黒表示になるように駆動パネルを駆動したときに、一部投射レンズ側へ向かってしまう光のことである。言い換えれば、R液晶パネル21から出射され、第2偏光ビームスプリッタ19の光学膜面19Aを本来透過するはずのP偏光光のうち、反射されてしまう光である。
FIG. 3A shows the reflection angle characteristics of the R-band light of the second
第2の偏光ビームスプリッタ19を反射するR帯域光は、図中のx方向の入射角度の変化に比べy方向の入射角度の変化のほうが光学膜面19Aに対する入射角度変化が大きい。そのため、x方向の入射角度の大きい入射光に対しても第2の偏光ビームスプリッタ19は高い検光性能を得ることができる。
The R-band light reflected from the second
図3(b)は合成プリズム22に対するR帯域光のS偏光の透過角度特性を示す。横軸は光学膜面22Aに対する光線の入射角度(度)、縦軸はP偏光の反射率(%)を示す。
FIG. 3B shows the transmission angle characteristic of the S-polarized light of the R band light with respect to the combining
また、合成プリズム22を透過するR帯域光は、図中のy方向の入射角度が変化した場合に比べx方向の入射角度の変化の方が光学膜面22Aに対する入射角度変化が大きい。そのため、y方向の入射角度の大きい入射光に対しても合成プリズム22は高い検光性能を得ることができる。
In addition, the R-band light transmitted through the combining
本実施形態の画像投射装置は、図3(a)、(b)で示した偏光作用を有する光学膜面の特性を鑑みて、偏光ビームスプリッタ19と合成プリズム22が配置されている。つまり、偏光板等の光学素子により偏光度を高めるのではなく、各検光子(例えば、偏光ビームスプリッタ19と合成プリズム22)の検光性能が良い方向を互いに直交させて配置することにより、簡便な構成で高いコントラストを実現することが可能となった。
In the image projection apparatus of the present embodiment, the
より具体的に言えば、R液晶パネル21に入出射するx方向及びy方向の角度の大きい光線に対して高い検光性能得ることができるため、効率良くR帯域光の漏れ光を低減することができ、コントラストを向上させることができる。
More specifically, high light detection performance can be obtained with respect to light beams having a large angle in the x and y directions entering and exiting the R
その他の効果として、合成プリズム22とダイクロイックミラー11の配置方向を上下方向(y方向)にずらして配置することができる。これにより、y軸方向から見たときの光学素子同士の干渉を気にすることなく、各光学素子(例えば、合成プリズム22とダイクロイックミラー11)xz平面において近づけて配置できる。つまり、xz平面内に色分解合成光学系を構成する光学素子が配置する場合に比べ、各光学素子の配置間隔を狭めて配置することができる。これにより、液晶パネルから出射された光束の広がりがより少ない場所で各色光を合成することができるので、合成プリズム22を小型化することができる。また、色分解合成光学系を全体的に小さくすることができるので投射レンズ8のバックフォーカスを短縮できる。
As another effect, the arrangement direction of the
本実施形態ではR帯域光の漏れ光低減について説明したが、BおよびG帯域光の光路に関しても効率良く漏れ光を低減し、高いコントラストを得ることができる。 In the present embodiment, the leakage light reduction of the R band light has been described. However, the leakage light can be efficiently reduced with respect to the optical paths of the B and G band light, and a high contrast can be obtained.
(実施形態2)
図4に本実施例の画像投射装置の色分解合成光学系を示す。図中の30は色分解合成光学系、31はダイクロイックミラー、32は第1のミラー、33は第1のフィールドレンズ、34は第1の偏光ビームスプリッタ、35はG液晶パネルである。36は第2のミラー、37は波長選択性位相板、38は第2のフィールドレンズ、39は第2の偏光ビームスプリッタ、40はB液晶パネル、41はR液晶パネル、42は合成プリズム、43は投射レンズを示す。色分解合成光学系30は、ダイクロイックミラー31から色合成作用を有する合成プリズム42までの光学素子を有する光学系とする。合成プリズム42は、G光を反射、B、R光を透過させる。ダイクロイックミラー31と第1の偏光ビームスプリッタ34との間に第1のミラー32(第1の反射部)と、ダイクロイックミラー31と第2の偏光ビームスプリッタ39との間に第2のミラー36(第2の反射部)が配置されている。第1のミラー32と第2のミラー36は、ダイクロイックミラー31により分離された緑帯域の光(第1の色光)と赤及び青帯域の光(第2及び3の色光)が略平行な状態で−x方向に反射する。−x方向とは図のx軸の矢印方向とは逆の方向である。
(Embodiment 2)
FIG. 4 shows a color separation / synthesis optical system of the image projection apparatus of this embodiment. In the figure, 30 is a color separation / synthesis optical system, 31 is a dichroic mirror, 32 is a first mirror, 33 is a first field lens, 34 is a first polarization beam splitter, and 35 is a G liquid crystal panel. 36 is a second mirror, 37 is a wavelength selective phase plate, 38 is a second field lens, 39 is a second polarizing beam splitter, 40 is a B liquid crystal panel, 41 is an R liquid crystal panel, 42 is a combining prism, 43 Indicates a projection lens. The color separation / synthesis
光学膜面34AとG液晶パネル35の入出射面の法線に平行な断面をxy断面とし、光学膜面39AとB液晶パネル40の入出射面の法線に平行な断面をxz断面とし、光学膜面42Aと合成プリズム42の出射面の法線に平行な断面をyz断面とする。xy断面、xz断面及びyz断面はお互いに直交した構成になっている。座標軸を図4の右下に示す。
A cross section parallel to the normal line of the optical film surface 34A and the incident / exit surface of the G liquid crystal panel 35 is defined as an xy cross section, and a cross section parallel to the
実施形態2は、G液晶パネル35の長辺35Lがxy断面に直交した1辺34Lと垂直、B液晶パネル40の長辺40L及びR液晶パネル41の長辺41Lがxz断面に直交した1辺39Lに垂直に配置された構成である。
In the second embodiment, the long side 35L of the G liquid crystal panel 35 is perpendicular to one
本発明は、偏光ビームスプリッタの入射角度特性を鑑み、2つの偏光ビームスプリッタの検光性能が良い方向を互いに直交させて配置することにより、高いコントラストを実現することが可能となった。また、偏光板等の光学素子を挿入する必要がないので、より簡便な構造の画像投射装置を提供することが可能となった。 In the present invention, in view of the incident angle characteristics of the polarizing beam splitter, it is possible to realize high contrast by arranging the directions in which the detection performance of the two polarizing beam splitters is orthogonal to each other. In addition, since it is not necessary to insert an optical element such as a polarizing plate, it is possible to provide an image projection apparatus having a simpler structure.
その他の効果として、合成プリズム42とダイクロイックミラー31の配置方向を上下方向(x方向)にずらして配置することができる。これにより、x軸方向から見たときの光学素子同士の干渉を気にすることなく、各光学素子(例えば、合成プリズム42とダイクロイックミラー31)yz平面において近づけて配置できる。つまり、yz平面内に色分解合成光学系を構成する光学素子が配置する場合に比べ、各光学素子の配置間隔を狭めて配置することができる。これにより、液晶パネルから出射された光束の広がりがより少ない場所で各色光を合成することができるので、合成プリズムを小型化できる。また、色分解合成光学系を全体的に小さくすることができるので投射レンズ43のバックフォーカスを短縮できる。
As another effect, the arrangement direction of the synthetic prism 42 and the
8 投射レンズ
11 ダイクロイックミラー
14 第1の偏光ビームスプリッタ
15 G帯域用反射型液晶パネル
19 第2の偏光ビームスプリッタ
20 B帯域用反射型液晶パネル
21 R帯域用反射型液晶パネル
22 合成プリズム
DESCRIPTION OF SYMBOLS 8 Projection lens 11
Claims (6)
前記第2色光及び第3色光の何れか一方の偏光方向を90°回転させる波長選択性位相板と、
前記第1色光を変調して反射する第1の反射型画像表示素子と、
前記第2色光を変調して反射する第2の反射型画像表示素子と、
前記第3色光を変調して反射する第3の反射型画像表示素子と、
前記第1の反射型画像表示素子で変調された第1色光を検光する第1の偏光ビームスプリッタと、
前記第2の反射型画像表示素子及び前記第3の反射型画像表示素子で変調された前記第2色光及び第3色光を検光する第2の偏光ビームスプリッタと、
前記第1の偏光ビームスプリッタ及び前記第2の偏光ビームスプリッタで検光された前記第1色光、第2色光及び第3色光を合成し、該第2色光または第3色光の少なくとも何れか一方の色光を検光する作用を有する合成プリズムと、
前記合成プリズムで合成された第1色光、第2色光及び第3色光を投射する投射レンズを有する画像投射装置において、
前記第2の偏光ビームスプリッタの偏光作用を有する光学膜面を第1の光学膜面とし、
前記合成プリズムの色合成作用を有する光学膜面を第2の光学膜面とし、
前記第2の反射型画像表示素子の入出射面の法線と前記第1の光学膜面の法線に平行な断面を第1の断面とし、
前記合成プリズムの出射面の法線と前記第2の光学膜面の法線に平行な断面を第2の断面とし、
前記第1の断面及び前記第2の断面がお互いに直交していることを特徴とする画像投射装置。 A color separation element that separates light from the light source into first color light, second color light, and third color light;
A wavelength-selective phase plate that rotates the polarization direction of either the second color light or the third color light by 90 °;
A first reflective image display element that modulates and reflects the first color light;
A second reflective image display element that modulates and reflects the second color light;
A third reflective image display element that modulates and reflects the third color light;
A first polarizing beam splitter for analyzing the first color light modulated by the first reflective image display element;
A second polarizing beam splitter for analyzing the second color light and the third color light modulated by the second reflective image display element and the third reflective image display element;
The first color light, the second color light, and the third color light analyzed by the first polarization beam splitter and the second polarization beam splitter are combined, and at least one of the second color light and the third color light is combined. A synthetic prism having the function of analyzing color light;
In the image projection apparatus having a projection lens that projects the first color light, the second color light, and the third color light synthesized by the synthesis prism,
The optical film surface having the polarization action of the second polarizing beam splitter is the first optical film surface,
The optical film surface having the color combining function of the combining prism is a second optical film surface,
A cross section parallel to the normal line of the incident / exit surface of the second reflective image display element and the normal line of the first optical film surface is defined as a first cross section,
A cross section parallel to the normal of the exit surface of the synthetic prism and the normal of the second optical film surface is defined as a second cross section,
The image projection apparatus, wherein the first cross section and the second cross section are orthogonal to each other.
前記第1の反射型画像表示素子の入出射面の法線と前記第3の光学膜面の法線に平行な断面を第3の断面とし、
前記第2の断面及び前記第3の断面がお互いに直交していることを特徴とする請求項1に記載の画像投射装置。 The optical film surface having the polarization action of the first polarizing beam splitter is a third optical film surface,
A cross section parallel to the normal line of the incident / exit surface of the first reflective image display element and the normal line of the third optical film surface is defined as a third cross section,
The image projection apparatus according to claim 1, wherein the second cross section and the third cross section are orthogonal to each other.
前記第2色光及び第3色光の何れか一方の偏光方向を90°回転させる波長選択性位相板と、
前記第1色光を変調して反射する第1の反射型画像表示素子と、
前記第2色光を変調して反射する第2の反射型画像表示素子と、
前記第3色光を変調して反射する第3の反射型画像表示素子と、
前記第1の反射型画像表示素子で変調された第1色光を検光する第1の偏光ビームスプリッタと、
前記第2の反射型画像表示素子及び前記第3の反射型画像表示素子で変調された前記第2色光及び第3色光を検光する第2の偏光ビームスプリッタと、
前記第1の偏光ビームスプリッタ及び前記第2の偏光ビームスプリッタで検光された前記第1色光、第2色光及び第3色光を合成し、第1色光を検光する作用を有する合成プリズムと、
前記合成プリズムで合成された第1色光、第2色光及び第3色光を投射する投射レンズを有する画像投射装置において、
前記第1の偏光ビームスプリッタの偏光作用を有する光学膜面を第1の光学膜面とし、
前記合成プリズムの色合成作用を有する光学膜面を第2の光学膜面とし、
前記第1の反射型画像表示素子の入出射面の法線と前記第1の光学膜面の法線に平行な断面を第1の断面とし、
前記合成プリズムの出射面の法線と前記第2の光学膜面の法線に平行な断面を第2の断面とし、
前記第1の断面及び前記第2の断面がお互いに直交していることを特徴とする画像投射装置。 A color separation element that separates light from the light source into first color light, second color light, and third color light;
A wavelength-selective phase plate that rotates the polarization direction of either the second color light or the third color light by 90 °;
A first reflective image display element that modulates and reflects the first color light;
A second reflective image display element that modulates and reflects the second color light;
A third reflective image display element that modulates and reflects the third color light;
A first polarizing beam splitter for analyzing the first color light modulated by the first reflective image display element;
A second polarizing beam splitter for analyzing the second color light and the third color light modulated by the second reflective image display element and the third reflective image display element;
A combining prism having an operation of combining the first color light, the second color light, and the third color light detected by the first polarizing beam splitter and the second polarizing beam splitter, and detecting the first color light;
In the image projection apparatus having a projection lens that projects the first color light, the second color light, and the third color light synthesized by the synthesis prism,
The optical film surface having the polarization action of the first polarizing beam splitter is defined as a first optical film surface,
The optical film surface having the color combining function of the combining prism is a second optical film surface,
A cross section parallel to a normal line of the incident / exit surface of the first reflective image display element and a normal line of the first optical film surface is defined as a first cross section,
A cross section parallel to the normal of the exit surface of the synthetic prism and the normal of the second optical film surface is defined as a second cross section,
The image projection apparatus, wherein the first cross section and the second cross section are orthogonal to each other.
前記第2の反射型画像表示素子の入出射面の法線と前記第3の光学膜面の法線に平行な断面を第3の断面とし、
前記第2の断面及び前記第3の断面がお互いに直交していることを特徴とする請求項2に記載の画像投射装置。 The optical film surface having the polarization action of the second polarizing beam splitter is a third optical film surface,
A cross section parallel to the normal line of the incident / exit surface of the second reflective image display element and the normal line of the third optical film surface is defined as a third cross section,
The image projection apparatus according to claim 2, wherein the second cross section and the third cross section are orthogonal to each other.
前記色分離素子と前記第2の偏光ビームスプリッタとの間に第2の反射部とを有し、
前記第1の反射部および前記第2の反射部により前記第1の色光と前記第2及び3の色光が平行になるよう反射されることを特徴とする請求項1乃至4いずれか1項に記載の画像投射装置。 A first reflector between the color separation element and the first polarization beam splitter;
A second reflecting portion between the color separation element and the second polarizing beam splitter;
The first color light and the second and third color lights are reflected so as to be parallel by the first reflection unit and the second reflection unit, respectively. The image projection apparatus described.
光源からの光を第1色光と、第2色光及び第3色光とに分離する色分離素子と、
前記第2色光及び第3色光の何れか一方の偏光方向を90°回転させる波長選択性位相板と、
前記第1の反射型画像表示素子で変調された前記第1色光を検光する第1の偏光ビームスプリッタと、
前記第2の反射型画像表示素子及び前記第3の反射型画像表示素子で変調された前記第2色光及び第3色光を検光する第2の偏光ビームスプリッタと、
前記第1の偏光ビームスプリッタ及び前記第2の偏光ビームスプリッタで検光された前記第1色光、第2色光及び第3色光を合成し、第2色光または第3色光の少なくとも何れか一方の色光を検光する作用を有する合成プリズムとを有し、
前記第2の偏光ビームスプリッタの偏光作用を有する光学膜面を第1の光学膜面とし、
前記合成プリズムの色合成作用を有する光学膜面を第2の光学膜面とし、
前記第2の反射型画像表示素子の入出射面の法線と前記第1の光学膜面の法線に平行な断面を第1の断面とし、
前記合成プリズムの出射面の法線と前記第2の光学膜面の法線に平行な断面を第2の断面とし、
前記第1の断面及び前記第2の断面がお互いに直交していることを特徴とする色分解合成光学系。 In order to illuminate the first, second, and third reflective image display elements, the color separation / combination optics separates the light from the light source into three color lights, and synthesizes the separated light again to guide it to the projection optical system. In the system,
A color separation element that separates light from the light source into first color light, second color light, and third color light;
A wavelength-selective phase plate that rotates the polarization direction of either the second color light or the third color light by 90 °;
A first polarizing beam splitter for analyzing the first color light modulated by the first reflective image display element;
A second polarizing beam splitter for analyzing the second color light and the third color light modulated by the second reflective image display element and the third reflective image display element;
The first color light, the second color light, and the third color light analyzed by the first polarization beam splitter and the second polarization beam splitter are combined to generate at least one color light of the second color light or the third color light. And a synthetic prism having an action of analyzing
The optical film surface having the polarization action of the second polarizing beam splitter is the first optical film surface,
The optical film surface having the color combining function of the combining prism is a second optical film surface,
A cross section parallel to the normal line of the incident / exit surface of the second reflective image display element and the normal line of the first optical film surface is defined as a first cross section,
A cross section parallel to the normal of the exit surface of the synthetic prism and the normal of the second optical film surface is defined as a second cross section,
A color separation / synthesis optical system, wherein the first cross section and the second cross section are orthogonal to each other.
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