JPH1054969A - 投射型表示装置 - Google Patents
投射型表示装置Info
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- JPH1054969A JPH1054969A JP8229271A JP22927196A JPH1054969A JP H1054969 A JPH1054969 A JP H1054969A JP 8229271 A JP8229271 A JP 8229271A JP 22927196 A JP22927196 A JP 22927196A JP H1054969 A JPH1054969 A JP H1054969A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 少ない枚数の液晶ライトバルブを用いて投射
像の高輝度化及び高解像化を図りつつ、一層明るい投射
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2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プリズム7により色分解
される。色分解された各色光は、反射型ライトバルブ8
R,8G,8B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。色合成光は偏
光ビームスプリッタ6にて検光される。第2の偏光光
は、反射型ライトバルブ8Y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2にて検光される。偏
光ビームスプリッタ6,2にてそれぞれ検光された各検
光光は、偏光ビームスプリッタ9により偏光合成され
る。偏光合成された光は投射レンズ54により投射され
る。
像の高輝度化及び高解像化を図りつつ、一層明るい投射
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2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プリズム7により色分解
される。色分解された各色光は、反射型ライトバルブ8
R,8G,8B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。色合成光は偏
光ビームスプリッタ6にて検光される。第2の偏光光
は、反射型ライトバルブ8Y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2にて検光される。偏
光ビームスプリッタ6,2にてそれぞれ検光された各検
光光は、偏光ビームスプリッタ9により偏光合成され
る。偏光合成された光は投射レンズ54により投射され
る。
Description
【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該合成像を投射
光学系にて投射する投射型表示装置に関するものであ
る。
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該合成像を投射
光学系にて投射する投射型表示装置に関するものであ
る。
【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
54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、投射レンズにて投射される構造で
ある。
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
54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、投射レンズにて投射される構造で
ある。
【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。
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。
【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6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で合成光を投射する装置である。なお、
図6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。
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6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で合成光を投射する装置である。なお、
図6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。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、最近に
なって投射型表示装置に対しては大型画面化と投射像の
更なる明るさが要求されるようになってきており、前記
従来の投射型表示装置では十分な明るさの投射像を得る
ことができなかった。
なって投射型表示装置に対しては大型画面化と投射像の
更なる明るさが要求されるようになってきており、前記
従来の投射型表示装置では十分な明るさの投射像を得る
ことができなかった。
【0006】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、少ない枚数の液晶ライトバルブを用いてコス
ト低減が図れるとともに高輝度でかつ高解像度の投射像
を得ることができ、しかも、一層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。
たもので、少ない枚数の液晶ライトバルブを用いてコス
ト低減が図れるとともに高輝度でかつ高解像度の投射像
を得ることができ、しかも、一層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。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記従来
の投射型表示装置において、投射像の明るさを増加させ
るにはどうすればよいかを考慮した。まず、本発明者ら
は高出力の光源を使用することを考えたが、こうするこ
とは必要電力の増加、ランプを含めた光源自体のコスト
アップ、及び、高出力化に伴って発生する発熱の問題等
の課題も多い。
の投射型表示装置において、投射像の明るさを増加させ
るにはどうすればよいかを考慮した。まず、本発明者ら
は高出力の光源を使用することを考えたが、こうするこ
とは必要電力の増加、ランプを含めた光源自体のコスト
アップ、及び、高出力化に伴って発生する発熱の問題等
の課題も多い。
【0008】そこで、本発明者らは、前記従来の投射型
表示装置において、投射像発生の基本部材としてのライ
トバルブに着目した。前記従来の投射型表示装置におい
て使用されていた透過型ライトバルブの構造を考慮する
と、このライトバルブの開口率は、当該ライトバルブの
画素のスイッチングを行っている薄膜トランジスタ(T
FT)のために低下しており、この開口率の低下により
投射像の明るさが損なわれている。このため、本発明者
らは透過型ライトバルブの開口率を向上させることを考
えたが、前記薄膜トランジスタにより開口率が低下して
しまう透過型ライトバルブでは開口率の向上にも限界が
ある。
表示装置において、投射像発生の基本部材としてのライ
トバルブに着目した。前記従来の投射型表示装置におい
て使用されていた透過型ライトバルブの構造を考慮する
と、このライトバルブの開口率は、当該ライトバルブの
画素のスイッチングを行っている薄膜トランジスタ(T
FT)のために低下しており、この開口率の低下により
投射像の明るさが損なわれている。このため、本発明者
らは透過型ライトバルブの開口率を向上させることを考
えたが、前記薄膜トランジスタにより開口率が低下して
しまう透過型ライトバルブでは開口率の向上にも限界が
ある。
【0009】そこで、本発明者らは、画素のスイッチン
グを行っているTFTを見かけ上見えなくしたライトバ
ルブ、すなわちTFTが画素の下部に配置されて上部に
は画素がびっしり配列されている反射型ライトバルブを
使用することを想起するに至った。反射型ライトバルブ
を用いれば、透過型ライトバルブを用いる場合に比べて
光量の低下を軽減することができ、一層明るい投射像を
得ることができる。
グを行っているTFTを見かけ上見えなくしたライトバ
ルブ、すなわちTFTが画素の下部に配置されて上部に
は画素がびっしり配列されている反射型ライトバルブを
使用することを想起するに至った。反射型ライトバルブ
を用いれば、透過型ライトバルブを用いる場合に比べて
光量の低下を軽減することができ、一層明るい投射像を
得ることができる。
【0010】本発明は、このような本発明者らの着想に
基づいてなされたものである。
基づいてなされたものである。
【0011】すなわち、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、第1及び第2
の偏光ビームスプリッタと、色分解光学系と、各々が反
射型ライトバルブからなる第1、第2及び第3の色信号
用ライトバルブと、色合成光学系と、反射型ライトバル
ブからなる輝度信号用ライトバルブと、偏光合成光学系
と、投射光学系と、を備えたものである。前記第1の偏
光ビームスプリッタは、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。前記色分解光学系は、
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。前記第1、第2及び第3の色信号用ライトバルブ
は、前記第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。前記色合成光学系は、前記第
1、第2及び第3の色信号用ライトバルブによって変調
された各色光を色合成する。前記第2の偏光ビームスプ
リッタは、前記色合成光学系によって色合成された光を
検光する。前記輝度信号用ライトバルブは、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。前記第1
の偏光ビームスプリッタは、前記輝度信号用ライトバル
ブによって変調された光を検光する。前記偏光合成光学
系は、前記第2の偏光ビームスプリッタにより検光され
た光と前記第1の偏光ビームスプリッタにより検光され
た光とを偏光合成する。前記投射光学系は、前記偏光合
成光学系によって偏光合成された光を投射する。
明の第1の態様による投射型表示装置は、第1及び第2
の偏光ビームスプリッタと、色分解光学系と、各々が反
射型ライトバルブからなる第1、第2及び第3の色信号
用ライトバルブと、色合成光学系と、反射型ライトバル
ブからなる輝度信号用ライトバルブと、偏光合成光学系
と、投射光学系と、を備えたものである。前記第1の偏
光ビームスプリッタは、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。前記色分解光学系は、
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。前記第1、第2及び第3の色信号用ライトバルブ
は、前記第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。前記色合成光学系は、前記第
1、第2及び第3の色信号用ライトバルブによって変調
された各色光を色合成する。前記第2の偏光ビームスプ
リッタは、前記色合成光学系によって色合成された光を
検光する。前記輝度信号用ライトバルブは、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。前記第1
の偏光ビームスプリッタは、前記輝度信号用ライトバル
ブによって変調された光を検光する。前記偏光合成光学
系は、前記第2の偏光ビームスプリッタにより検光され
た光と前記第1の偏光ビームスプリッタにより検光され
た光とを偏光合成する。前記投射光学系は、前記偏光合
成光学系によって偏光合成された光を投射する。
【0012】この第1の態様によれば、前記従来の投射
型表示装置と同様に、偏光分離光学系として作用する第
1の偏光ビームスプリッタ、色分解光学系、複数の色信
号用ライトバルブ、色合成光学系、輝度信号用ライトバ
ルブ、偏光合成光学系及び投射光学系を備えているの
で、少ない枚数の液晶ライトバルブを用いてコスト低減
を図るとともに高輝度でかつ高解像度の投射像を得るこ
とができる。そして、この第1の態様では、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
ライトバルブとして、透過型ライトバルブに比べて開口
率が大きく明るい変調光を出射することができる反射型
ライトバルブが用いられているので、前記従来の投射型
表示装置に比べて明るい投射像を得ることができる。
型表示装置と同様に、偏光分離光学系として作用する第
1の偏光ビームスプリッタ、色分解光学系、複数の色信
号用ライトバルブ、色合成光学系、輝度信号用ライトバ
ルブ、偏光合成光学系及び投射光学系を備えているの
で、少ない枚数の液晶ライトバルブを用いてコスト低減
を図るとともに高輝度でかつ高解像度の投射像を得るこ
とができる。そして、この第1の態様では、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
ライトバルブとして、透過型ライトバルブに比べて開口
率が大きく明るい変調光を出射することができる反射型
ライトバルブが用いられているので、前記従来の投射型
表示装置に比べて明るい投射像を得ることができる。
【0013】この第1の態様の具体的な態様としては、
次の第2乃至第9の態様による投射型表示装置を挙げる
ことができる。
次の第2乃至第9の態様による投射型表示装置を挙げる
ことができる。
【0014】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の偏光光は前記第2の偏光ビームスプリッタを経
由して前記色分解光学系に入射されるものである。
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の偏光光は前記第2の偏光ビームスプリッタを経
由して前記色分解光学系に入射されるものである。
【0015】本発明の第3の態様による投射型表示装置
は、前記第1又は第2の態様による投射型表示装置にお
いて、前記色分解光学系と前記色合成光学系とが同一の
光学系で共用されたものである。
は、前記第1又は第2の態様による投射型表示装置にお
いて、前記色分解光学系と前記色合成光学系とが同一の
光学系で共用されたものである。
【0016】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
記同一の光学系が、クロスダイクロイックプリズムから
構成されたものである。
は、前記第3の態様による投射型表示装置において、前
記同一の光学系が、クロスダイクロイックプリズムから
構成されたものである。
【0017】本発明の第5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
記同一の光学系が、3個のプリズム部材を、ダイクロイ
ック膜を挟んで、貼り合わせるかあるいは空隙を隔てて
向かい合わせることによって、組み合わせたダイクロイ
ックプリズムから構成されたものである。
は、前記第3の態様による投射型表示装置において、前
記同一の光学系が、3個のプリズム部材を、ダイクロイ
ック膜を挟んで、貼り合わせるかあるいは空隙を隔てて
向かい合わせることによって、組み合わせたダイクロイ
ックプリズムから構成されたものである。
【0018】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、前記第2の偏光ビームスプリッタと前
記偏光合成光学系との間に、前記第2の偏光ビームスプ
リッタにより検光された光の偏光度を上げる偏光手段が
配置されたものである。
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、前記第2の偏光ビームスプリッタと前
記偏光合成光学系との間に、前記第2の偏光ビームスプ
リッタにより検光された光の偏光度を上げる偏光手段が
配置されたものである。
【0019】この第6の態様によれば、偏光手段によっ
て、第2の偏光ビームスプリッタにより検光された光、
すなわち、色信号による変調光が色合成されて検光され
た光の偏光度が向上される。このため、投射像のコント
ラストが向上する。
て、第2の偏光ビームスプリッタにより検光された光、
すなわち、色信号による変調光が色合成されて検光され
た光の偏光度が向上される。このため、投射像のコント
ラストが向上する。
【0020】本発明の第7の態様による投射型表示装置
は、前記第1乃至第6のいずれかの態様による投射型表
示装置において、前記光源と前記第1の偏光ビームスプ
リッタとの間に、整形光学系が配置され、前記第1の偏
光ビームスプリッタと前記第2の偏光ビームスプリッタ
との間に、前記第1の偏光光を前記第2の偏光ビームス
プリッタへ導く照明用リレー光学系であって、第1及び
第2の照明レンズを有する照明用リレー光学系が配置さ
れたものである。
は、前記第1乃至第6のいずれかの態様による投射型表
示装置において、前記光源と前記第1の偏光ビームスプ
リッタとの間に、整形光学系が配置され、前記第1の偏
光ビームスプリッタと前記第2の偏光ビームスプリッタ
との間に、前記第1の偏光光を前記第2の偏光ビームス
プリッタへ導く照明用リレー光学系であって、第1及び
第2の照明レンズを有する照明用リレー光学系が配置さ
れたものである。
【0021】この第7の態様のように、照明用リレー光
学系を採用すると、第1の偏光ビームスプリッタにより
偏光分離された第1の偏光光(色信号用の光)に関し
て、第2の偏光ビームスプリッタ、色分解光学系、色合
成光学系、各色信号用ライトバルブ、第1の偏光ビーム
スプリッタ及び偏光合成光学系を、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
する位置に配置することができる。また、第1の偏光ビ
ームスプリッタにより偏光分離された第2の偏光光(輝
度信号用の光)に関して、第1の偏光ビームスプリッタ
及び偏光合成光学系を、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
配置することができる。したがって、前記第7の態様に
よれば、色信号用ライトバルブの主光線の入射角度特性
に起因する投射像のコントラストムラ、各偏光ビームス
プリッタの主光線の入射角度特性に起因する投射像のコ
ントラストムラ、及び、色合成光学系の主光線の入射角
度特性に起因するカラーシェーディングをなくすことが
できる。
学系を採用すると、第1の偏光ビームスプリッタにより
偏光分離された第1の偏光光(色信号用の光)に関し
て、第2の偏光ビームスプリッタ、色分解光学系、色合
成光学系、各色信号用ライトバルブ、第1の偏光ビーム
スプリッタ及び偏光合成光学系を、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
する位置に配置することができる。また、第1の偏光ビ
ームスプリッタにより偏光分離された第2の偏光光(輝
度信号用の光)に関して、第1の偏光ビームスプリッタ
及び偏光合成光学系を、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
配置することができる。したがって、前記第7の態様に
よれば、色信号用ライトバルブの主光線の入射角度特性
に起因する投射像のコントラストムラ、各偏光ビームス
プリッタの主光線の入射角度特性に起因する投射像のコ
ントラストムラ、及び、色合成光学系の主光線の入射角
度特性に起因するカラーシェーディングをなくすことが
できる。
【0022】本発明の第8の態様による投射型表示装置
は、前記第1乃至第7のいずれかの態様による投射型表
示装置において、光路長補正部材が、前記第1の偏光ビ
ームスプリッタと前記第2の偏光ビームスプリッタとの
間の光路の途中に位置するとともに、前記第1の偏光ビ
ームスプリッタと前記輝度信号用ライトバルブとの間の
光路の途中に位置するように、配置されたものである。
は、前記第1乃至第7のいずれかの態様による投射型表
示装置において、光路長補正部材が、前記第1の偏光ビ
ームスプリッタと前記第2の偏光ビームスプリッタとの
間の光路の途中に位置するとともに、前記第1の偏光ビ
ームスプリッタと前記輝度信号用ライトバルブとの間の
光路の途中に位置するように、配置されたものである。
【0023】この第8の態様のように、光路長補正部材
を用いると、各構成要素のコンパクトな配置が可能とな
る。
を用いると、各構成要素のコンパクトな配置が可能とな
る。
【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の態様による投射型表示装置において、光
路長補正部材が、前記第1の偏光ビームスプリッタと前
記第2の偏光ビームスプリッタとの間の光路の途中に位
置するとともに、前記第1の偏光ビームスプリッタと前
記輝度信号用ライトバルブとの間の光路の途中に位置す
るように、配置され、前記光路長補正部材は、前記第1
の照明レンズと前記第2の照明レンズとの間に配置され
たものである。
は、前記第7の態様による投射型表示装置において、光
路長補正部材が、前記第1の偏光ビームスプリッタと前
記第2の偏光ビームスプリッタとの間の光路の途中に位
置するとともに、前記第1の偏光ビームスプリッタと前
記輝度信号用ライトバルブとの間の光路の途中に位置す
るように、配置され、前記光路長補正部材は、前記第1
の照明レンズと前記第2の照明レンズとの間に配置され
たものである。
【0025】
【発明の実施の形態】以下、本発明による投射型表示装
置について、図面を参照して詳細に説明する。
置について、図面を参照して詳細に説明する。
【0026】(第1の実施の形態)まず、本発明の第1
の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。
の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。
【0027】図1は、本実施の形態による投射型表示装
置の概略構成を示す斜視図である。説明を簡単にするた
めに、図に示すように示す互いに直交する座標軸X,
Y,Zを定義する(後述する第2の実施の形態を示す図
3及び図4についても同様)。図2は、図1中のXZ平
面に沿った断面図である。図2における座標軸は、図1
のものと対応している。
置の概略構成を示す斜視図である。説明を簡単にするた
めに、図に示すように示す互いに直交する座標軸X,
Y,Zを定義する(後述する第2の実施の形態を示す図
3及び図4についても同様)。図2は、図1中のXZ平
面に沿った断面図である。図2における座標軸は、図1
のものと対応している。
【0028】本実施の形態による投射型表示装置では、
光源1はランプ1aと該ランプ1aの背面に配置された
凹面鏡1bとから構成されている。光源1から出射され
た光源光は、図示しない赤外光吸収フィルタ及び紫外光
吸収フィルタを経由し、更に負のパワーを有する整形光
学系としての凹レンズ51を経由し、第1の偏光ビーム
スプリッタ2にX方向に入射する。該第1の偏光ビーム
スプリッタ2に入射した光は、第1の偏光ビームスプリ
ッタ2の偏光分離部にて反射されて第1の偏光ビームス
プリッタ2からZ方向に出射する第1の偏光光(本実施
の形態では、S偏光光)と、前記偏光分離部を透過して
第1の偏光ビームスプリッタ2からX方向に出射する第
2の偏光光(本実施の形態では、P偏光光)とに偏光分
離される。
光源1はランプ1aと該ランプ1aの背面に配置された
凹面鏡1bとから構成されている。光源1から出射され
た光源光は、図示しない赤外光吸収フィルタ及び紫外光
吸収フィルタを経由し、更に負のパワーを有する整形光
学系としての凹レンズ51を経由し、第1の偏光ビーム
スプリッタ2にX方向に入射する。該第1の偏光ビーム
スプリッタ2に入射した光は、第1の偏光ビームスプリ
ッタ2の偏光分離部にて反射されて第1の偏光ビームス
プリッタ2からZ方向に出射する第1の偏光光(本実施
の形態では、S偏光光)と、前記偏光分離部を透過して
第1の偏光ビームスプリッタ2からX方向に出射する第
2の偏光光(本実施の形態では、P偏光光)とに偏光分
離される。
【0029】第1の偏光ビームスプリッタ2にて反射さ
れてZ方向に進行した第1の偏光光(S偏光光)は、折
り曲げミラー3にて反射されてX方向に進行し、更に折
り曲げミラー4にて反射されて−Z方向に進行し、照明
用リレー光学系を構成する第1の照明レンズ52を経由
して光路長補正部材5を透過し、前記照明用リレー光学
系を構成する第2の照明レンズ53を経由して第2の偏
光ビームスプリッタ6に入射される。第2の偏光ビーム
スプリッタ6は、このようにして当該第2の偏光ビーム
スプリッタ6に−Z方向に入射された前記第1の偏光光
(S偏光光)を当該第2の偏光ビームスプリッタ6の偏
光分離部にてX方向に反射するように、配置されてい
る。したがって、照明レンズ53を経由して第2の偏光
ビームスプリッタ6に入射された前記第1の偏光光(S
偏光光)は、第2の偏光ビームスプリッタ6の偏光分離
部にてX方向に反射されてX方向に進行し、色分解光学
系及び色合成光学系として共用されるクロスダイクロイ
ックプリズム7に入射される。
れてZ方向に進行した第1の偏光光(S偏光光)は、折
り曲げミラー3にて反射されてX方向に進行し、更に折
り曲げミラー4にて反射されて−Z方向に進行し、照明
用リレー光学系を構成する第1の照明レンズ52を経由
して光路長補正部材5を透過し、前記照明用リレー光学
系を構成する第2の照明レンズ53を経由して第2の偏
光ビームスプリッタ6に入射される。第2の偏光ビーム
スプリッタ6は、このようにして当該第2の偏光ビーム
スプリッタ6に−Z方向に入射された前記第1の偏光光
(S偏光光)を当該第2の偏光ビームスプリッタ6の偏
光分離部にてX方向に反射するように、配置されてい
る。したがって、照明レンズ53を経由して第2の偏光
ビームスプリッタ6に入射された前記第1の偏光光(S
偏光光)は、第2の偏光ビームスプリッタ6の偏光分離
部にてX方向に反射されてX方向に進行し、色分解光学
系及び色合成光学系として共用されるクロスダイクロイ
ックプリズム7に入射される。
【0030】クロスダイクロイックプリズム7は、各側
面に形成されたR光反射ダイクロイック膜7RとB光反
射ダイクロイック膜7Bとが互いに直交してX型となる
ように4個の直角二等辺三角形プリズムを、互いに直角
部分を合わせる形で接着剤で貼り合わせて組み合わせた
構造を有している。クロスダイクロイックプリズム7に
X方向に入射されたS偏光光は、R光反射ダイクロイッ
ク膜7Rにて反射されてY方向に進行するR光と、B光
反射ダイクロイック膜7Bにて反射されて−Y方向に進
行するB光と、ダイクロイック膜7R,7Bを透過して
X方向に進行するG光とに色分解される。クロスダイク
ロイックプリズム7を出射したR光、G光、B光は、各
色光に対応して設けられた色信号用ライトバルブ8R,
8B,8Gにそれぞれ入射される。本実施の形態では、
色信号用ライトバルブ8R,8B,8Gとして、電気書
き込み式反射型ライトバルブが用いられている。
面に形成されたR光反射ダイクロイック膜7RとB光反
射ダイクロイック膜7Bとが互いに直交してX型となる
ように4個の直角二等辺三角形プリズムを、互いに直角
部分を合わせる形で接着剤で貼り合わせて組み合わせた
構造を有している。クロスダイクロイックプリズム7に
X方向に入射されたS偏光光は、R光反射ダイクロイッ
ク膜7Rにて反射されてY方向に進行するR光と、B光
反射ダイクロイック膜7Bにて反射されて−Y方向に進
行するB光と、ダイクロイック膜7R,7Bを透過して
X方向に進行するG光とに色分解される。クロスダイク
ロイックプリズム7を出射したR光、G光、B光は、各
色光に対応して設けられた色信号用ライトバルブ8R,
8B,8Gにそれぞれ入射される。本実施の形態では、
色信号用ライトバルブ8R,8B,8Gとして、電気書
き込み式反射型ライトバルブが用いられている。
【0031】ここで、電気書き込み式反射型ライトバル
ブについて、図5を参照して説明する。図5は電気書き
込み式反射型ライトバルブの一例を示す概略断面図であ
る。電気書き込み式反射型ライトバルブは、図5に示す
ように、透明ガラス基板101、透明ITO電極10
2、液晶配向膜103、TN液晶層104、液晶配向膜
105、反射電極106、反射電極106とTFTドレ
イン112との間を接続する導体107,108、TF
Tドレイン112、TFTゲート110、TFTソース
111、TFT酸化物層109、及びシリコン基板11
3を備えている。なお、図5中、114はTFTソース
拡散領域、115はTFTドレイン拡散領域である。ゲ
ート110に電圧が印加されることにより、TFTがス
イッチングしてドレイン112を経由して電極106と
対向電極102との間に電圧が印加され、その箇所の液
晶分子は互いに平行に配列することとなり、当該箇所の
液晶層104が1/4波長板として作用する。このた
め、当該箇所に入射した偏光光は、円偏光となって金属
反射電極106に入射し、該電極106によって逆方向
に反射され、再度液晶104を通過する際に円偏光から
入射光とは偏光方向が90度ずれた偏光光となって出射
されることとなる。一方、ゲート110に電圧が印加さ
れない箇所では、TFTはスイッチングされないために
電極106と対向電極102との間に電界は発生せず、
液晶分子は配向膜103,105に倣って配向されてお
り、入射光はこの液晶分子に倣って旋向されて入射し、
金属電極106にて反射され、再度液晶分子のねじれに
倣って再度旋向され、入射光と同じ偏光方向の偏光光と
なって出射する。このように選択された箇所のみ、入射
光の偏光方向と偏光方向が90度ずれた偏光光を出射す
ることができる。以上が電気書き込み式反射型ライトバ
ルブの機能であり、電気書き込み式反射型ライトバルブ
は、基本的に、電気的に選択した箇所の反射出射光の偏
光方向を入射光とは異なる偏光方向に変換させる機能を
有する。このような構造を持った電気書き込み式反射型
ライトバルブの場合、TFTは電極106の下部に配置
するができるために、電極106の面積を大きくとるこ
とができ、開口率を格段に大きくすることができる。
ブについて、図5を参照して説明する。図5は電気書き
込み式反射型ライトバルブの一例を示す概略断面図であ
る。電気書き込み式反射型ライトバルブは、図5に示す
ように、透明ガラス基板101、透明ITO電極10
2、液晶配向膜103、TN液晶層104、液晶配向膜
105、反射電極106、反射電極106とTFTドレ
イン112との間を接続する導体107,108、TF
Tドレイン112、TFTゲート110、TFTソース
111、TFT酸化物層109、及びシリコン基板11
3を備えている。なお、図5中、114はTFTソース
拡散領域、115はTFTドレイン拡散領域である。ゲ
ート110に電圧が印加されることにより、TFTがス
イッチングしてドレイン112を経由して電極106と
対向電極102との間に電圧が印加され、その箇所の液
晶分子は互いに平行に配列することとなり、当該箇所の
液晶層104が1/4波長板として作用する。このた
め、当該箇所に入射した偏光光は、円偏光となって金属
反射電極106に入射し、該電極106によって逆方向
に反射され、再度液晶104を通過する際に円偏光から
入射光とは偏光方向が90度ずれた偏光光となって出射
されることとなる。一方、ゲート110に電圧が印加さ
れない箇所では、TFTはスイッチングされないために
電極106と対向電極102との間に電界は発生せず、
液晶分子は配向膜103,105に倣って配向されてお
り、入射光はこの液晶分子に倣って旋向されて入射し、
金属電極106にて反射され、再度液晶分子のねじれに
倣って再度旋向され、入射光と同じ偏光方向の偏光光と
なって出射する。このように選択された箇所のみ、入射
光の偏光方向と偏光方向が90度ずれた偏光光を出射す
ることができる。以上が電気書き込み式反射型ライトバ
ルブの機能であり、電気書き込み式反射型ライトバルブ
は、基本的に、電気的に選択した箇所の反射出射光の偏
光方向を入射光とは異なる偏光方向に変換させる機能を
有する。このような構造を持った電気書き込み式反射型
ライトバルブの場合、TFTは電極106の下部に配置
するができるために、電極106の面積を大きくとるこ
とができ、開口率を格段に大きくすることができる。
【0032】再び図1及び図2を参照すると、クロスダ
イクロイックプリズム7により色分解されて色信号用ラ
イトバルブ8R,8B,8Gにそれぞれ入射したS偏光
のR光、G光、B光は、各色信号によって変調を受けて
反射されてそれぞれ変調光として各ライトバルブ8R,
8B,8Gから出射され、再度クロスダイクロイックプ
リズム7に入射される。前述した電気書き込み式反射型
ライトバルブの原理からわかるように、前記各色の変調
光には、各色信号に応じて電圧が印加された箇所のP偏
光光と電圧が印加されていない箇所のS偏光光とが混ざ
っている。ライトバルブ8Rから出射されたR光の変調
光はR光反射ダイクロイック膜7Rにて−X方向に反射
され、ライトバルブ8Gから出射されたG光の変調光は
G光反射ダイクロイック膜7R,7Gを透過してそのま
ま−X方向に進行し、ライトバルブ8Bから出射された
B光の変調光はB光反射ダイクロイック膜7Bにて−X
方向に反射される。このようにして、前記各色の変調光
は、クロスダイクロイックプリズム7により色合成され
て−X方向に出射される。色合成された変調光は、図1
及び図2に示すように、再度第2の偏光ビームスプリッ
タ6に入射され、第2の偏光ビームスプリッタ6にて検
光される。すなわち、色合成された変調光のうちのP偏
光光のみが第2の偏光ビームスプリッタ6を透過して−
X方向へ進行し(つまり、検光され)、色合成された変
調光のうちのS偏光光は第2の偏光ビームスプリッタ6
の偏光分離部にて反射されてZ方向に廃棄される。第2
の偏光ビームスプリッタ6により検光されて−X方向に
進行した当該検光光(P偏光光)は、偏光合成光学系と
しての第3の偏光ビームスプリッタ9に入射され、当該
第3の偏光ビームスプリッタ9を透過して投射光学系と
しての投射レンズ54へ向けて−X方向へ進行する。
イクロイックプリズム7により色分解されて色信号用ラ
イトバルブ8R,8B,8Gにそれぞれ入射したS偏光
のR光、G光、B光は、各色信号によって変調を受けて
反射されてそれぞれ変調光として各ライトバルブ8R,
8B,8Gから出射され、再度クロスダイクロイックプ
リズム7に入射される。前述した電気書き込み式反射型
ライトバルブの原理からわかるように、前記各色の変調
光には、各色信号に応じて電圧が印加された箇所のP偏
光光と電圧が印加されていない箇所のS偏光光とが混ざ
っている。ライトバルブ8Rから出射されたR光の変調
光はR光反射ダイクロイック膜7Rにて−X方向に反射
され、ライトバルブ8Gから出射されたG光の変調光は
G光反射ダイクロイック膜7R,7Gを透過してそのま
ま−X方向に進行し、ライトバルブ8Bから出射された
B光の変調光はB光反射ダイクロイック膜7Bにて−X
方向に反射される。このようにして、前記各色の変調光
は、クロスダイクロイックプリズム7により色合成され
て−X方向に出射される。色合成された変調光は、図1
及び図2に示すように、再度第2の偏光ビームスプリッ
タ6に入射され、第2の偏光ビームスプリッタ6にて検
光される。すなわち、色合成された変調光のうちのP偏
光光のみが第2の偏光ビームスプリッタ6を透過して−
X方向へ進行し(つまり、検光され)、色合成された変
調光のうちのS偏光光は第2の偏光ビームスプリッタ6
の偏光分離部にて反射されてZ方向に廃棄される。第2
の偏光ビームスプリッタ6により検光されて−X方向に
進行した当該検光光(P偏光光)は、偏光合成光学系と
しての第3の偏光ビームスプリッタ9に入射され、当該
第3の偏光ビームスプリッタ9を透過して投射光学系と
しての投射レンズ54へ向けて−X方向へ進行する。
【0033】一方、前記第1の偏光ビームスプリッタ2
に入射した光源光のうちの、当該第1の偏光ビームスプ
リッタ2の偏光分離部を透過してX方向に進行した第2
の偏光光(P偏光光)は、前記光路長補正部材5を経由
して輝度信号用ライトバルブ8YにX方向に入射され
る。輝度信号用ライトバルブ8Yとして、電気書き込み
式反射型ライトバルブが用いられている。輝度信号用ラ
イトバルブ8Yは、前記色信号用ライトバルブ8R,8
B,8Gと構造において同じであるが、その画素数にお
いては前記色信号用ライトバルブ8R,8B,8Gより
多くする。そうすることにより、高精細の輝度信号によ
る変調光を該ライトバルブ8Yより出射することができ
る。
に入射した光源光のうちの、当該第1の偏光ビームスプ
リッタ2の偏光分離部を透過してX方向に進行した第2
の偏光光(P偏光光)は、前記光路長補正部材5を経由
して輝度信号用ライトバルブ8YにX方向に入射され
る。輝度信号用ライトバルブ8Yとして、電気書き込み
式反射型ライトバルブが用いられている。輝度信号用ラ
イトバルブ8Yは、前記色信号用ライトバルブ8R,8
B,8Gと構造において同じであるが、その画素数にお
いては前記色信号用ライトバルブ8R,8B,8Gより
多くする。そうすることにより、高精細の輝度信号によ
る変調光を該ライトバルブ8Yより出射することができ
る。
【0034】輝度信号用ライトバルブ8Yに入射した第
2の偏光光(P偏光光)は、輝度信号により変調を受け
て反射されて変調光として当該輝度信号用ライトバルブ
8Yから−X方向に出射される。前述した電気書き込み
式反射型ライトバルブの原理からわかるように、この変
調光には、輝度信号に応じて電圧が印加された箇所のS
偏光光と電圧が印加されていない箇所のP偏光光とが混
ざっている。輝度信号用ライトバルブ8Yから−X方向
に出射された変調光は、再度光路長補正部材5を経由し
て第1の偏光ビームスプリッタ2に入射され、第1の偏
光ビームスプリッタ2にて検光される。すなわち、当該
変調光のうちのS偏光光のみが第1の偏光ビームスプリ
ッタ2の偏光分離部にて反射されて−Z方向に進行し
(つまり、検光され)、当該変調光のうちのP偏光光は
第1の偏光ビームスプリッタ2を透過して−X方向に廃
棄される。第1の偏光ビームスプリッタ2により検光さ
れて−Z方向に進行した当該検光光(S偏光光)は、第
1の偏光ビームスプリッタ2を出射してすぐの位置に配
置された偏光板10を介して第3の偏光ビームスプリッ
タ9に−Z方向に入射される。偏光板10は、S偏光光
のみを透過させるように配置されている。したがって、
輝度信号による前記検光光(S偏光光)が偏光板10を
通過することにより、当該検光光中のS偏光成分(いわ
ば信号成分)とP偏光成分(いわばノイズ成分)との比
が更に向上し、その結果として投射像のコントラストが
向上する。すなわち、本実施の形態では、偏光板10
は、第2の第2の偏光ビームスプリッタ6により検光さ
れた光の偏光度を上げる偏光手段を構成している。もっ
とも、本発明では、必ずしもこのような偏光手段を用い
る必要はない。第3の偏光ビームスプリッタ9に−Z方
向に入射された輝度信号による検光光(S偏光光)は、
当該第3の偏光ビームスプリッタ9の偏光分離部にて反
射されて投射レンズ54へ向けて−X方向に進行する。
2の偏光光(P偏光光)は、輝度信号により変調を受け
て反射されて変調光として当該輝度信号用ライトバルブ
8Yから−X方向に出射される。前述した電気書き込み
式反射型ライトバルブの原理からわかるように、この変
調光には、輝度信号に応じて電圧が印加された箇所のS
偏光光と電圧が印加されていない箇所のP偏光光とが混
ざっている。輝度信号用ライトバルブ8Yから−X方向
に出射された変調光は、再度光路長補正部材5を経由し
て第1の偏光ビームスプリッタ2に入射され、第1の偏
光ビームスプリッタ2にて検光される。すなわち、当該
変調光のうちのS偏光光のみが第1の偏光ビームスプリ
ッタ2の偏光分離部にて反射されて−Z方向に進行し
(つまり、検光され)、当該変調光のうちのP偏光光は
第1の偏光ビームスプリッタ2を透過して−X方向に廃
棄される。第1の偏光ビームスプリッタ2により検光さ
れて−Z方向に進行した当該検光光(S偏光光)は、第
1の偏光ビームスプリッタ2を出射してすぐの位置に配
置された偏光板10を介して第3の偏光ビームスプリッ
タ9に−Z方向に入射される。偏光板10は、S偏光光
のみを透過させるように配置されている。したがって、
輝度信号による前記検光光(S偏光光)が偏光板10を
通過することにより、当該検光光中のS偏光成分(いわ
ば信号成分)とP偏光成分(いわばノイズ成分)との比
が更に向上し、その結果として投射像のコントラストが
向上する。すなわち、本実施の形態では、偏光板10
は、第2の第2の偏光ビームスプリッタ6により検光さ
れた光の偏光度を上げる偏光手段を構成している。もっ
とも、本発明では、必ずしもこのような偏光手段を用い
る必要はない。第3の偏光ビームスプリッタ9に−Z方
向に入射された輝度信号による検光光(S偏光光)は、
当該第3の偏光ビームスプリッタ9の偏光分離部にて反
射されて投射レンズ54へ向けて−X方向に進行する。
【0035】第2の偏光ビームスプリッタ6にて検光さ
れた色合成検光光(P偏光光)、及び、第1の偏光ビー
ムスプリッタ2にて検光された輝度信号検光光(S偏光
光)は、前述したように両方とも第3の偏光ビームスプ
リッタ9から出射して−X方向に進行することから、第
3の偏光ビームスプリッタ9にて偏光合成されることに
なる。この偏光合成された光は、投射レンズ54にて図
示しないスクリーン上に投射される。
れた色合成検光光(P偏光光)、及び、第1の偏光ビー
ムスプリッタ2にて検光された輝度信号検光光(S偏光
光)は、前述したように両方とも第3の偏光ビームスプ
リッタ9から出射して−X方向に進行することから、第
3の偏光ビームスプリッタ9にて偏光合成されることに
なる。この偏光合成された光は、投射レンズ54にて図
示しないスクリーン上に投射される。
【0036】次に、図2を参照して、本実施の形態によ
る投射型表示装置における光線の様子について説明す
る。
る投射型表示装置における光線の様子について説明す
る。
【0037】前記第3の偏光ビームスプリッタ9を−X
方向に出射した合成光をスクリーン上に投射する投射レ
ンズ54は、図2に示すように、開口絞り54aと、該
開口絞り54aよりも第3の偏光ビームスプリッタ9側
に位置する前群レンズと、開口絞り54aより図示しな
いスクリーン側に位置する後群レンズとを有している。
当該開口絞り54aは前記前群レンズの後側(スクリー
ン側を後側とする)焦点に配置されており、投射レンズ
54は第3の偏光ビームスプリッタ9側(前側)にテレ
セントリックな光学系となっている。つまり、開口絞り
54aの中心を通過する光線、すなわち、投射レンズ5
4の開口絞り54aによって決定される主光線は、投射
レンズ54の前側においては、光軸に対して平行光とな
る。
方向に出射した合成光をスクリーン上に投射する投射レ
ンズ54は、図2に示すように、開口絞り54aと、該
開口絞り54aよりも第3の偏光ビームスプリッタ9側
に位置する前群レンズと、開口絞り54aより図示しな
いスクリーン側に位置する後群レンズとを有している。
当該開口絞り54aは前記前群レンズの後側(スクリー
ン側を後側とする)焦点に配置されており、投射レンズ
54は第3の偏光ビームスプリッタ9側(前側)にテレ
セントリックな光学系となっている。つまり、開口絞り
54aの中心を通過する光線、すなわち、投射レンズ5
4の開口絞り54aによって決定される主光線は、投射
レンズ54の前側においては、光軸に対して平行光とな
る。
【0038】光源1は、前述したように、ランプ1aと
該ランプ1aの背面に配置された凹面鏡1bとから構成
されている。本実施の形態では、凹面鏡1bとして楕円
鏡が用いられ、ランプ1aは該楕円鏡の近い方の焦点
(第1焦点)位置に配置されている。したがって、光源
1から出射した光源光は、見かけ上、前記楕円鏡1bの
遠い方の焦点(第2焦点)位置に向かって集光するよう
に進行する。前記整形光学系としての凹レンズ51は、
前記第2焦点の位置に対して光源1aの側に配置されて
いる。凹レンズ51は、前記光路長補正部材5を考慮に
入れた上で、光源光のうちの第1の偏光ビームスプリッ
タ2を透過した前記第2の偏光光が輝度信号用ライトバ
ルブ8Y上に集光するように構成されている。当該第2
の偏光光は、凹レンズ51によって、輝度信号用ライト
バルブ8Y上での集光点が略均一な明るさになるような
幅を持って集光され、輝度信号用ライトバルブ8Yを照
明することになる。
該ランプ1aの背面に配置された凹面鏡1bとから構成
されている。本実施の形態では、凹面鏡1bとして楕円
鏡が用いられ、ランプ1aは該楕円鏡の近い方の焦点
(第1焦点)位置に配置されている。したがって、光源
1から出射した光源光は、見かけ上、前記楕円鏡1bの
遠い方の焦点(第2焦点)位置に向かって集光するよう
に進行する。前記整形光学系としての凹レンズ51は、
前記第2焦点の位置に対して光源1aの側に配置されて
いる。凹レンズ51は、前記光路長補正部材5を考慮に
入れた上で、光源光のうちの第1の偏光ビームスプリッ
タ2を透過した前記第2の偏光光が輝度信号用ライトバ
ルブ8Y上に集光するように構成されている。当該第2
の偏光光は、凹レンズ51によって、輝度信号用ライト
バルブ8Y上での集光点が略均一な明るさになるような
幅を持って集光され、輝度信号用ライトバルブ8Yを照
明することになる。
【0039】前記光源光のうちの第1の偏光ビームスプ
リッタ2によって反射された前記第1の偏光光は、凹レ
ンズ51によって、前記第2の偏光光により照射される
輝度信号用ライトバルブ8Yと同じ光路長の位置(折り
曲げミラー3と折り曲げミラー4との間の位置)に集光
されることになる。そして、当該集光点から出射した当
該第1の偏光光は、当該集光点から光路長f1(f1は
第1の照明レンズ52の焦点距離)の位置に配置された
第1の照明レンズ52を経由し、更に、第1の照明レン
ズ52から光路長補正部材5を挟んで光路長f1+f2
(f2は第2の照明レンズ53の焦点距離)の位置に配
置された第2の照明レンズ53を経由して、第2の偏光
ビームスプリッタ6に入射され、当該第2の偏光ビーム
スプリッタ6の偏光分離部にて反射されてクロスダイク
ロイックプリズム7に入射され、クロスダイクロイック
プリズム7にてR光、G光、B光に色分解される。第2
の照明レンズ53から各色光用ライトバルブ8R,8
G,8Bまでの光路長はそれぞれ、第2の照明レンズ5
3の焦点距離f2に設定されている。クロスダイクロイ
ックプリズム7にて色分解された各色光は、クロスダイ
クロイックプリズム7の各色光の各出射面の近傍にそれ
ぞれ配置された各色光用ライトバルブ8R,8G,8B
に入射され、各色信号によって変調作用を受けて各ライ
トバルブ8R,8G,8Bにて反射されて再度クロスダ
イクロイックプリズム7の前記各出射面から当該クロス
ダイクロイックプリズム7に入射される。クロスダイク
ロイックプリズム7に入射された各色光の変調光は、ク
ロスダイクロイックプリズム7にて色合成され、第2の
偏光ビームスプリッタ6にて検光される。
リッタ2によって反射された前記第1の偏光光は、凹レ
ンズ51によって、前記第2の偏光光により照射される
輝度信号用ライトバルブ8Yと同じ光路長の位置(折り
曲げミラー3と折り曲げミラー4との間の位置)に集光
されることになる。そして、当該集光点から出射した当
該第1の偏光光は、当該集光点から光路長f1(f1は
第1の照明レンズ52の焦点距離)の位置に配置された
第1の照明レンズ52を経由し、更に、第1の照明レン
ズ52から光路長補正部材5を挟んで光路長f1+f2
(f2は第2の照明レンズ53の焦点距離)の位置に配
置された第2の照明レンズ53を経由して、第2の偏光
ビームスプリッタ6に入射され、当該第2の偏光ビーム
スプリッタ6の偏光分離部にて反射されてクロスダイク
ロイックプリズム7に入射され、クロスダイクロイック
プリズム7にてR光、G光、B光に色分解される。第2
の照明レンズ53から各色光用ライトバルブ8R,8
G,8Bまでの光路長はそれぞれ、第2の照明レンズ5
3の焦点距離f2に設定されている。クロスダイクロイ
ックプリズム7にて色分解された各色光は、クロスダイ
クロイックプリズム7の各色光の各出射面の近傍にそれ
ぞれ配置された各色光用ライトバルブ8R,8G,8B
に入射され、各色信号によって変調作用を受けて各ライ
トバルブ8R,8G,8Bにて反射されて再度クロスダ
イクロイックプリズム7の前記各出射面から当該クロス
ダイクロイックプリズム7に入射される。クロスダイク
ロイックプリズム7に入射された各色光の変調光は、ク
ロスダイクロイックプリズム7にて色合成され、第2の
偏光ビームスプリッタ6にて検光される。
【0040】以上の構成により、折り曲げミラー3と折
り曲げミラー4との間の光路中に存在する、光源光のう
ちの第1の偏光ビームスプリッタ2によって反射された
前記第1の偏光光の集光部の像が、第1及び第2の照明
レンズ52,53から構成される照明用リレー光学系に
よって、各色光用ライトバルブ8R,8G,8B上に結
像されることとなり、各色光用ライトバルブ8R,8
G,8Bに対して臨界照明が達成される。さらに、投射
レンズ54の開口絞り54aによって決定される主光線
は、光源1→凹レンズ51→第1の偏光ビームスプリッ
タ2→折り曲げミラー3→折り曲げミラー4→第1の照
明レンズ52→光路長補正部材5→第2の照明レンズ5
3→第2の偏光ビームスプリッタ6→クロスダイクロイ
ックプリズム7→各色光用ライトバルブ8R,8G,8
B→クロスダイクロイックプリズム7→第2の偏光ビー
ムスプリッタ6→第3の偏光ビームスプリッタ9→投射
レンズ54の経路によって構成される色信号光学系にお
いて、凹レンズ51と第1の照明レンズ52との間の光
路並びに第2の照明レンズ53と投射レンズ54との間
の光路においては、主光線が光軸と平行となり、テレセ
ントリック性が維持される。換言すれば、第1の偏光ビ
ームスプリッタ2により偏光分離された前記第1の偏光
光に関して、第2の偏光ビームスプリッタ6、クロスダ
イクロイックプリズム7、ライトバルブ8R,8G,8
B、第1の偏光ビームスプリッタ2及び第3の偏光ビー
ムスプリッタ9はいずれも、投射レンズ54の開口絞り
54a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。
り曲げミラー4との間の光路中に存在する、光源光のう
ちの第1の偏光ビームスプリッタ2によって反射された
前記第1の偏光光の集光部の像が、第1及び第2の照明
レンズ52,53から構成される照明用リレー光学系に
よって、各色光用ライトバルブ8R,8G,8B上に結
像されることとなり、各色光用ライトバルブ8R,8
G,8Bに対して臨界照明が達成される。さらに、投射
レンズ54の開口絞り54aによって決定される主光線
は、光源1→凹レンズ51→第1の偏光ビームスプリッ
タ2→折り曲げミラー3→折り曲げミラー4→第1の照
明レンズ52→光路長補正部材5→第2の照明レンズ5
3→第2の偏光ビームスプリッタ6→クロスダイクロイ
ックプリズム7→各色光用ライトバルブ8R,8G,8
B→クロスダイクロイックプリズム7→第2の偏光ビー
ムスプリッタ6→第3の偏光ビームスプリッタ9→投射
レンズ54の経路によって構成される色信号光学系にお
いて、凹レンズ51と第1の照明レンズ52との間の光
路並びに第2の照明レンズ53と投射レンズ54との間
の光路においては、主光線が光軸と平行となり、テレセ
ントリック性が維持される。換言すれば、第1の偏光ビ
ームスプリッタ2により偏光分離された前記第1の偏光
光に関して、第2の偏光ビームスプリッタ6、クロスダ
イクロイックプリズム7、ライトバルブ8R,8G,8
B、第1の偏光ビームスプリッタ2及び第3の偏光ビー
ムスプリッタ9はいずれも、投射レンズ54の開口絞り
54a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。
【0041】また、輝度信号光学系については、前記光
源光のうちの第1の偏光ビームスプリッタ2の偏光分離
部を透過した前記第2の偏光光は、凹レンズ51によっ
て輝度信号用ライトバルブ8Y上に集光されることか
ら、輝度信号用ライトバルブ8Yに対して臨界照明と同
様の照明が達成される。そして、このようにして当該ラ
イトバルブ8Yに入射された偏光光は、輝度信号によっ
て変調作用を受けて当該ライトバルブ8Yにて反射さ
れ、光路長補正部材5を経て第1の偏光ビームスプリッ
タ2に入射され、当該第1の偏光ビームスプリッタ2に
て検光される。光源1→凹レンズ51→第1の偏光ビー
ムスプリッタ2→光路長補正部材5→輝度信号用ライト
バルブ8Y→光路長補正部材5→第1の偏光ビームスプ
リッタ2→偏光板10→第3の偏光ビームスプリッタ9
→投射レンズ54の経路によって構成される輝度信号光
学系において、凹レンズ51と第1の照明レンズ52と
の間の光路並びに輝度信号用ライトバルブ8Yと投射レ
ンズ54との間の光路においては、主光線が光軸と平行
となり、テレセントリック性が維持される。換言すれ
ば、第1の偏光ビームスプリッタ2により偏光分離され
た前記第2の偏光光に関して、第1の偏光ビームスプリ
ッタ2及び第3の偏光ビームスプリッタ9はいずれも、
投射レンズ54の開口絞り54a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。
源光のうちの第1の偏光ビームスプリッタ2の偏光分離
部を透過した前記第2の偏光光は、凹レンズ51によっ
て輝度信号用ライトバルブ8Y上に集光されることか
ら、輝度信号用ライトバルブ8Yに対して臨界照明と同
様の照明が達成される。そして、このようにして当該ラ
イトバルブ8Yに入射された偏光光は、輝度信号によっ
て変調作用を受けて当該ライトバルブ8Yにて反射さ
れ、光路長補正部材5を経て第1の偏光ビームスプリッ
タ2に入射され、当該第1の偏光ビームスプリッタ2に
て検光される。光源1→凹レンズ51→第1の偏光ビー
ムスプリッタ2→光路長補正部材5→輝度信号用ライト
バルブ8Y→光路長補正部材5→第1の偏光ビームスプ
リッタ2→偏光板10→第3の偏光ビームスプリッタ9
→投射レンズ54の経路によって構成される輝度信号光
学系において、凹レンズ51と第1の照明レンズ52と
の間の光路並びに輝度信号用ライトバルブ8Yと投射レ
ンズ54との間の光路においては、主光線が光軸と平行
となり、テレセントリック性が維持される。換言すれ
ば、第1の偏光ビームスプリッタ2により偏光分離され
た前記第2の偏光光に関して、第1の偏光ビームスプリ
ッタ2及び第3の偏光ビームスプリッタ9はいずれも、
投射レンズ54の開口絞り54a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。
【0042】偏光ビームスプリッタ2,6,9の偏光分
離部は軸外主光線の入射角度が異なると、偏光分離特性
が異なることとなり、これに起因して投射像にコントラ
ストムラが発生する。この点、本実施の形態において
は、第1の偏光ビームスプリッタ2により偏光分離され
た前記第1の偏光光に関しては(すなわち、色信号光学
系に関しては)、偏光ビームスプリッタ2,6,9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
るため、偏光ビームスプリッタ2,6,9の主光線の入
射角度特性に起因する投射像のコントラストムラが発生
することはない。
離部は軸外主光線の入射角度が異なると、偏光分離特性
が異なることとなり、これに起因して投射像にコントラ
ストムラが発生する。この点、本実施の形態において
は、第1の偏光ビームスプリッタ2により偏光分離され
た前記第1の偏光光に関しては(すなわち、色信号光学
系に関しては)、偏光ビームスプリッタ2,6,9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
るため、偏光ビームスプリッタ2,6,9の主光線の入
射角度特性に起因する投射像のコントラストムラが発生
することはない。
【0043】また、色分解及び色合成を実施するダイク
ロイック膜7R,7Bは誘電体膜を多層積層して構成さ
れるが、これら膜7R,7Bは入射する光線の入射角度
に応じて反射特性が異なる特性を有している。このた
め、軸外主光線毎に当該膜7R,7Bに入射する角度が
異なると、スクリーン上においてカラーシェーディング
が発生してしまう。この点、本実施の形態によれば、色
分解光学系及び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ため、色合成光学系の主光線の
入射角度特性に起因するカラーシェーディングが発生し
ない。
ロイック膜7R,7Bは誘電体膜を多層積層して構成さ
れるが、これら膜7R,7Bは入射する光線の入射角度
に応じて反射特性が異なる特性を有している。このた
め、軸外主光線毎に当該膜7R,7Bに入射する角度が
異なると、スクリーン上においてカラーシェーディング
が発生してしまう。この点、本実施の形態によれば、色
分解光学系及び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ため、色合成光学系の主光線の
入射角度特性に起因するカラーシェーディングが発生し
ない。
【0044】さらに、液晶ライトバルブ8R,8G,8
Bも軸外主光線の入射角度が異なると、液晶層の変調特
性が異なり、これに起因して投射像にコントラストムラ
が発生する。この点、本実施の形態においては、ライト
バルブ8R,8G,8B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ため、ライトバルブ8
R,8G,8Bの主光線の入射角度特性に起因する投射
像のコントラストムラが発生することもない。
Bも軸外主光線の入射角度が異なると、液晶層の変調特
性が異なり、これに起因して投射像にコントラストムラ
が発生する。この点、本実施の形態においては、ライト
バルブ8R,8G,8B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ため、ライトバルブ8
R,8G,8Bの主光線の入射角度特性に起因する投射
像のコントラストムラが発生することもない。
【0045】第1の偏光ビームスプリッタ2により偏光
分離された前記第2の偏光光に関しては(すなわち、輝
度信号光学系に関しては)、輝度信号用ライトバルブ8
Yから偏光ビームスプリッタ2,9を経由して投射レン
ズ54に至る光路において主光線が光軸と平行となり、
偏光ビームスプリッタ2,9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ため、偏光ビームス
プリッタ2,9の主光線の入射角度特性に起因する投射
像のコントラストムラが発生することはない。なお、輝
度信号光学系においては、凹レンズ51から第1の偏光
ビームスプリッタ2を経由して輝度信号用ライトバルブ
8Yに至る光路では主光線が光軸と平行にならず(すな
わち、輝度信号用ライトバルブ8Y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おらず)、輝度信
号用ライトバルブ8Yに入射する軸外主光線の入射角度
が異なり、その結果投射像にコントラストムラが発生す
る要因となり得る。しかし、本実施の形態では、輝度信
号用ライトバルブ8Yから出射した変調光を第1の偏光
ビームスプリッタ2にて検光した検光光が偏光板10を
透過するので、そのような投射像のコントラストムラの
発生が防止されている。
分離された前記第2の偏光光に関しては(すなわち、輝
度信号光学系に関しては)、輝度信号用ライトバルブ8
Yから偏光ビームスプリッタ2,9を経由して投射レン
ズ54に至る光路において主光線が光軸と平行となり、
偏光ビームスプリッタ2,9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ため、偏光ビームス
プリッタ2,9の主光線の入射角度特性に起因する投射
像のコントラストムラが発生することはない。なお、輝
度信号光学系においては、凹レンズ51から第1の偏光
ビームスプリッタ2を経由して輝度信号用ライトバルブ
8Yに至る光路では主光線が光軸と平行にならず(すな
わち、輝度信号用ライトバルブ8Y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おらず)、輝度信
号用ライトバルブ8Yに入射する軸外主光線の入射角度
が異なり、その結果投射像にコントラストムラが発生す
る要因となり得る。しかし、本実施の形態では、輝度信
号用ライトバルブ8Yから出射した変調光を第1の偏光
ビームスプリッタ2にて検光した検光光が偏光板10を
透過するので、そのような投射像のコントラストムラの
発生が防止されている。
【0046】なお、投射レンズ54に対してスクリーン
上の投射像とライトバルブ8Y,8R,8G,8Bとは
共役な関係にあるため、ライトバルブ8R,8G,8B
から偏光ビームスプリッタ6,9を経由して投射レンズ
54までの光路長とライトバルブ8Yから光路長補正部
材5及び偏光ビームスプリッタ6,9を経由して投射レ
ンズ54までの光路長とは同じにする必要がある。この
ため、本実施の形態では、光路長補正部材5のX方向の
長さは、光路長補正部材5の有する屈折率を考慮して、
両光路長が同じになるように定められている。また、光
路長補正部材5のZ方向の長さは、第1及び第2の照明
レンズ52,53間の光路長を調整して、前記色信号光
学系の照明用リレー光学系を構成する第1及び第2の照
明レンズ52,53によってライトバルブ8R,8G,
8Bに対する臨界照明が達成されるように、定められて
いる。なお、前述の説明からわかるように、光路長補正
部材5は、第1の偏光ビームスプリッタ2と第2の偏光
ビームスプリッタ6との間の光路(色信号用の光の光
路)の途中に位置するとともに、前記第1の偏光ビーム
スプリッタと前記輝度信号用ライトバルブとの間の光路
(輝度信号用の光の光路)の途中に位置するように、配
置されている。特に、本実施の形態では、光路長補正部
材5は、第1の照明レンズ52と第2の照明レンズ53
との間に配置されている。
上の投射像とライトバルブ8Y,8R,8G,8Bとは
共役な関係にあるため、ライトバルブ8R,8G,8B
から偏光ビームスプリッタ6,9を経由して投射レンズ
54までの光路長とライトバルブ8Yから光路長補正部
材5及び偏光ビームスプリッタ6,9を経由して投射レ
ンズ54までの光路長とは同じにする必要がある。この
ため、本実施の形態では、光路長補正部材5のX方向の
長さは、光路長補正部材5の有する屈折率を考慮して、
両光路長が同じになるように定められている。また、光
路長補正部材5のZ方向の長さは、第1及び第2の照明
レンズ52,53間の光路長を調整して、前記色信号光
学系の照明用リレー光学系を構成する第1及び第2の照
明レンズ52,53によってライトバルブ8R,8G,
8Bに対する臨界照明が達成されるように、定められて
いる。なお、前述の説明からわかるように、光路長補正
部材5は、第1の偏光ビームスプリッタ2と第2の偏光
ビームスプリッタ6との間の光路(色信号用の光の光
路)の途中に位置するとともに、前記第1の偏光ビーム
スプリッタと前記輝度信号用ライトバルブとの間の光路
(輝度信号用の光の光路)の途中に位置するように、配
置されている。特に、本実施の形態では、光路長補正部
材5は、第1の照明レンズ52と第2の照明レンズ53
との間に配置されている。
【0047】本実施の形態によれば、前記従来の投射型
表示装置と同様に、偏光分離光学系として作用する第1
の偏光ビームスプリッタ2、色分解光学系、複数の色信
号用ライトバルブ8R,8G,8B、色合成光学系、輝
度信号用ライトバルブ8Y、偏光合成光学系及び投射光
学系を備えているので、少ない枚数の液晶ライトバルブ
を用いてコスト低減を図るとともに、色信号用ライトバ
ルブ8R,8G,8Bから出射された光に対して輝度信
号用ライトバルブ8Yから出射された光が重ね合わされ
るので、高輝度でかつ高解像度の投射像を得ることがで
きる。そして、本実施の形態では、色信号用ライトバル
ブ8R,8G,8B及び輝度信号用ライトバルブ8Yと
して全て、透過型ライトバルブに比べて格段に開口率が
大きく明るい変調光を出射することができる反射型ライ
トバルブが用いられているので、前記従来の投射型表示
装置に比べて明るい投射像を得ることができる。その
上、本実施の形態によれば、前述したように、主光線の
入射角度に特性を依存する偏光ビームスプリッタ、ダイ
クロイック膜及びライトバルブの主要構成物の大部分を
主光線がテレセントリック性を有する位置に配置するこ
とができるため、これら主光線の入射角度特性に起因す
る投射像のコントラストの低下及びカラーシェーディン
グの発生を極力抑えることができる。
表示装置と同様に、偏光分離光学系として作用する第1
の偏光ビームスプリッタ2、色分解光学系、複数の色信
号用ライトバルブ8R,8G,8B、色合成光学系、輝
度信号用ライトバルブ8Y、偏光合成光学系及び投射光
学系を備えているので、少ない枚数の液晶ライトバルブ
を用いてコスト低減を図るとともに、色信号用ライトバ
ルブ8R,8G,8Bから出射された光に対して輝度信
号用ライトバルブ8Yから出射された光が重ね合わされ
るので、高輝度でかつ高解像度の投射像を得ることがで
きる。そして、本実施の形態では、色信号用ライトバル
ブ8R,8G,8B及び輝度信号用ライトバルブ8Yと
して全て、透過型ライトバルブに比べて格段に開口率が
大きく明るい変調光を出射することができる反射型ライ
トバルブが用いられているので、前記従来の投射型表示
装置に比べて明るい投射像を得ることができる。その
上、本実施の形態によれば、前述したように、主光線の
入射角度に特性を依存する偏光ビームスプリッタ、ダイ
クロイック膜及びライトバルブの主要構成物の大部分を
主光線がテレセントリック性を有する位置に配置するこ
とができるため、これら主光線の入射角度特性に起因す
る投射像のコントラストの低下及びカラーシェーディン
グの発生を極力抑えることができる。
【0048】なお、本実施の形態では、ライトバルブ8
R,8G,8B,8Yとして、電気書き込み式反射型ラ
イトバルブが用いられていたが、代わりに光書き込み式
反射型ライトバルブを使用してもよい。もっとも、当該
光書き込み式ライトバルブを用いる場合には、書き込み
光学系が必要となり、装置の大型化を招くので、本実施
の形態のように電気書き込み式ライトバルブを用いるこ
とが好ましい。
R,8G,8B,8Yとして、電気書き込み式反射型ラ
イトバルブが用いられていたが、代わりに光書き込み式
反射型ライトバルブを使用してもよい。もっとも、当該
光書き込み式ライトバルブを用いる場合には、書き込み
光学系が必要となり、装置の大型化を招くので、本実施
の形態のように電気書き込み式ライトバルブを用いるこ
とが好ましい。
【0049】(第2の実施の形態)次に、本発明の第2
の実施の形態による投射型表示装置について、図3及び
図4を参照して説明する。
の実施の形態による投射型表示装置について、図3及び
図4を参照して説明する。
【0050】図3は、本発明の第2の実施の形態による
投射型表示装置を示す概略斜視図である。図4は、図3
中の色分解光学系及び色合成光学系としてのダイクロイ
ックプリズム27及びライトバルブ8R,8G,8Bを
−Z方向に見たXY平面図である。なお、図3におい
て、図1中の要素と同一又は対応する要素には同一符号
を付し、その説明は省略する。
投射型表示装置を示す概略斜視図である。図4は、図3
中の色分解光学系及び色合成光学系としてのダイクロイ
ックプリズム27及びライトバルブ8R,8G,8Bを
−Z方向に見たXY平面図である。なお、図3におい
て、図1中の要素と同一又は対応する要素には同一符号
を付し、その説明は省略する。
【0051】本実施の形態による投射型表示装置が図1
に示す第1の実施の形態による投射型表示装置と異なる
所は、色分解及び色合成を行う光学系として、クロスダ
イクロイックプリズム7の代わりにいわゆるフィリップ
スタイプのダイクロイックプリズム27が用いられてい
る点のみである。
に示す第1の実施の形態による投射型表示装置と異なる
所は、色分解及び色合成を行う光学系として、クロスダ
イクロイックプリズム7の代わりにいわゆるフィリップ
スタイプのダイクロイックプリズム27が用いられてい
る点のみである。
【0052】ダイクロイックプリズム27は、図3及び
図4に示すように、それぞれ異なる形状の3個のプリズ
ム部材27−1,27−2,27−3を有している。部
材27−1は三角柱、部材27−2は部材27−1と形
状の異なる三角柱、部材27−3は四角柱である。部材
27−2と空隙をあけて対向する部材27−1の対向面
には、R光を反射しG光及びB光を透過させるR光反射
ダイクロイック膜27Rが形成されている。部材27−
1と部材27−2との間には、前述したように空隙が形
成されている。部材27−2と部材27−3との間の面
には、B光を反射しG光を透過させるB光反射ダイクロ
イック膜27Bが形成されている。なお、部材27−2
と部材27−3との間には空隙は形成されていない。
図4に示すように、それぞれ異なる形状の3個のプリズ
ム部材27−1,27−2,27−3を有している。部
材27−1は三角柱、部材27−2は部材27−1と形
状の異なる三角柱、部材27−3は四角柱である。部材
27−2と空隙をあけて対向する部材27−1の対向面
には、R光を反射しG光及びB光を透過させるR光反射
ダイクロイック膜27Rが形成されている。部材27−
1と部材27−2との間には、前述したように空隙が形
成されている。部材27−2と部材27−3との間の面
には、B光を反射しG光を透過させるB光反射ダイクロ
イック膜27Bが形成されている。なお、部材27−2
と部材27−3との間には空隙は形成されていない。
【0053】第2の実施の形態では、図3及び図4に示
すように、光源1から凹レンズ51、第1の偏光ビーム
スプリッタ2、折り曲げミラー3,4、第1の照明レン
ズ52、光路長補正部材5、第2の照明レンズ53及び
第2の偏光ビームスプリッタ6を経由して、X方向に進
行した第1の偏光光(S偏光光)は、ダイクロイックプ
リズム27の部材27−1の面27−1−aに垂直な光
軸で入射し、R光、G光、B光に色分解される。すなわ
ち、図4に示すように、第2の偏光ビームスプリッタ6
から部材27−1にX方向に入射した偏光光のうちのR
光は、R光反射ダイクロイック膜27Rにて反射され、
更に部材27−1の面27−1−aにて内面全反射さ
れ、部材27−1の面27−1−bからX軸及びY軸に
対して平行ではない所定方向に出射され、面27−1−
bの近傍に配置されたR光用ライトバルブ8Rに入射さ
れる。第2の偏光ビームスプリッタ6から部材27−1
にX方向に入射した偏光光のうちのB光は、部材27−
1、R光反射ダイクロイック膜27R及び前記空隙を透
過して部材27−2内に進入し、B光反射ダイクロイッ
ク膜27Bにて反射され、更に部材27−2の面27−
2−aにて内面全反射され、部材27−2の面27−2
−bからX軸及びY軸に対して平行ではない所定方向に
出射され、面27−2−bの近傍に配置されたB光用ラ
イトバルブ8Bに入射される。第2の偏光ビームスプリ
ッタ6から部材27−1にX方向に入射した偏光光のう
ちのG光は、部材27−1、R光反射ダイクロイック膜
27R、前記空隙、部材27−2、B光ダイクロイック
膜27G及び部材27−3を透過して、部材27−3の
面27−3−aからX方向に出射され、面27−3−a
の近傍に配置されたG光用ライトバルブ8Gに入射され
る。色信号用ライトバルブ8R,8B,8Gにそれぞれ
入射したS偏光のR光、G光、B光は、各色信号によっ
て変調を受けて反射されそれぞれ変調光として各ライト
バルブ8R,8B,8Gから出射され、再度ダイクロイ
ックプリズム27に入射され、前述した光路を逆行して
進行し、色合成されて面27−1−aから−X方向に出
射され、当該色合成された変調光は再度第2の偏光ビー
ムスプリッタ6に入射される。なお、ダイクロイックプ
リズム27に入射してから当該ダイクロイックプリズム
27を出射するまで、R光、G光、B光とも光路長が同
じになるように設定されている。
すように、光源1から凹レンズ51、第1の偏光ビーム
スプリッタ2、折り曲げミラー3,4、第1の照明レン
ズ52、光路長補正部材5、第2の照明レンズ53及び
第2の偏光ビームスプリッタ6を経由して、X方向に進
行した第1の偏光光(S偏光光)は、ダイクロイックプ
リズム27の部材27−1の面27−1−aに垂直な光
軸で入射し、R光、G光、B光に色分解される。すなわ
ち、図4に示すように、第2の偏光ビームスプリッタ6
から部材27−1にX方向に入射した偏光光のうちのR
光は、R光反射ダイクロイック膜27Rにて反射され、
更に部材27−1の面27−1−aにて内面全反射さ
れ、部材27−1の面27−1−bからX軸及びY軸に
対して平行ではない所定方向に出射され、面27−1−
bの近傍に配置されたR光用ライトバルブ8Rに入射さ
れる。第2の偏光ビームスプリッタ6から部材27−1
にX方向に入射した偏光光のうちのB光は、部材27−
1、R光反射ダイクロイック膜27R及び前記空隙を透
過して部材27−2内に進入し、B光反射ダイクロイッ
ク膜27Bにて反射され、更に部材27−2の面27−
2−aにて内面全反射され、部材27−2の面27−2
−bからX軸及びY軸に対して平行ではない所定方向に
出射され、面27−2−bの近傍に配置されたB光用ラ
イトバルブ8Bに入射される。第2の偏光ビームスプリ
ッタ6から部材27−1にX方向に入射した偏光光のう
ちのG光は、部材27−1、R光反射ダイクロイック膜
27R、前記空隙、部材27−2、B光ダイクロイック
膜27G及び部材27−3を透過して、部材27−3の
面27−3−aからX方向に出射され、面27−3−a
の近傍に配置されたG光用ライトバルブ8Gに入射され
る。色信号用ライトバルブ8R,8B,8Gにそれぞれ
入射したS偏光のR光、G光、B光は、各色信号によっ
て変調を受けて反射されそれぞれ変調光として各ライト
バルブ8R,8B,8Gから出射され、再度ダイクロイ
ックプリズム27に入射され、前述した光路を逆行して
進行し、色合成されて面27−1−aから−X方向に出
射され、当該色合成された変調光は再度第2の偏光ビー
ムスプリッタ6に入射される。なお、ダイクロイックプ
リズム27に入射してから当該ダイクロイックプリズム
27を出射するまで、R光、G光、B光とも光路長が同
じになるように設定されている。
【0054】本実施の形態においても、前述した第2の
実施の形態による投射型表示装置と同様の利点が得られ
る。なお、本実施の形態においては、ダイクロイックプ
リズム27に入射してからダイクロイックプリズム27
から出射されるまで、ライトバルブ8R,8Bから出射
されたR光及びB光は2回反射を受け、ライトバルブ8
Gから出射されたG光は一度も反射作用を受けないの
で、R,G,B光用ライトバルブ8R,8G,8Bの左
右のドライブ方向は全て同じでよい。
実施の形態による投射型表示装置と同様の利点が得られ
る。なお、本実施の形態においては、ダイクロイックプ
リズム27に入射してからダイクロイックプリズム27
から出射されるまで、ライトバルブ8R,8Bから出射
されたR光及びB光は2回反射を受け、ライトバルブ8
Gから出射されたG光は一度も反射作用を受けないの
で、R,G,B光用ライトバルブ8R,8G,8Bの左
右のドライブ方向は全て同じでよい。
【0055】以上、本発明の各実施の形態について説明
したが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるもの
ではない。
したが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるもの
ではない。
【0056】例えば、光源1として、ランプと楕円鏡と
を用いる代わりに、例えば、ランプと放物面鏡又は球面
鏡とを用いることができる。その際には、前記整形光学
系は凸レンズとなる。
を用いる代わりに、例えば、ランプと放物面鏡又は球面
鏡とを用いることができる。その際には、前記整形光学
系は凸レンズとなる。
【0057】また、前述した各実施の形態においては、
色分解光学系及び色合成光学系を兼用する光学系とし
て、クロスダイクロイックプリズム7又はフィリップス
タイプのダイクロイックプリズム27が用いられていた
が、代わりに、3個のプリズム部材を、ダイクロイック
膜を挟んで、貼り合わせるかあるいは空隙を隔てて向か
い合わせることによって、組み合わせた種々のダイクロ
イックプリズムを用いてもよい。
色分解光学系及び色合成光学系を兼用する光学系とし
て、クロスダイクロイックプリズム7又はフィリップス
タイプのダイクロイックプリズム27が用いられていた
が、代わりに、3個のプリズム部材を、ダイクロイック
膜を挟んで、貼り合わせるかあるいは空隙を隔てて向か
い合わせることによって、組み合わせた種々のダイクロ
イックプリズムを用いてもよい。
【0058】
【発明の効果】本発明によれば、少ない枚数の液晶ライ
トバルブを用いてコスト低減が図れるとともに高輝度で
かつ高解像度の投射像を得ることができ、しかも、一層
明るい投射像を得ることができる。
トバルブを用いてコスト低減が図れるとともに高輝度で
かつ高解像度の投射像を得ることができ、しかも、一層
明るい投射像を得ることができる。
【図1】本発明の第1の実施の形態による投射型表示装
置の概略構成を示す斜視図である。
置の概略構成を示す斜視図である。
【図2】本発明の第1の実施の形態による投射型表示装
置の一部を示す概略平面図である。
置の一部を示す概略平面図である。
【図3】本発明の第2の実施の形態による投射型表示装
置の概略構成を示す斜視図である。
置の概略構成を示す斜視図である。
【図4】本発明の第2の実施の形態による投射型表示装
置の一部を示す概略平面図である。
置の一部を示す概略平面図である。
【図5】電気書き込み式反射型ライトバルブの一例を示
す概略断面図である。
す概略断面図である。
【図6】従来の投射型表示装置を示す概略構成図であ
る。
る。
1 光源 2,6,9 偏光ビームスプリッタ 3,4 折り曲げミラー 5 光路長補正部材 7 クロスダイクロイックプリズム 8R,8G,8B,8Y 反射型ライトバルブ 10 偏光板 27 ダイクロイックプリズム 51 凹レンズ 52,53 照明レンズ 54 投射レンズ
Claims (9)
- 【請求項1】 第1及び第2の偏光ビームスプリッタ
と、色分解光学系と、各々が反射型ライトバルブからな
る第1、第2及び第3の色信号用ライトバルブと、色合
成光学系と、反射型ライトバルブからなる輝度信号用ラ
イトバルブと、偏光合成光学系と、投射光学系と、を備
え、 前記第1の偏光ビームスプリッタは、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し、 前記色分解光学系は、前記第1の偏光光を第1、第2及
び第3の色光に色分解し、 前記第1、第2及び第3の色信号用ライトバルブは、前
記第1、第2及び第3の色光をそれぞれ所定の色信号に
基づいて変調し、 前記色合成光学系は、前記第1、第2及び第3の色信号
用ライトバルブによって変調された各色光を色合成し、 前記第2の偏光ビームスプリッタは、前記色合成光学系
によって色合成された光を検光し、 前記輝度信号用ライトバルブは、前記第2の偏光光を所
定の輝度信号に基づいて変調し、 前記第1の偏光ビームスプリッタは、前記輝度信号用ラ
イトバルブによって変調された光を検光し、 前記偏光合成光学系は、前記第2の偏光ビームスプリッ
タにより検光された光と前記第1の偏光ビームスプリッ
タにより検光された光とを偏光合成し、 前記投射光学系は、前記偏光合成光学系によって偏光合
成された光を投射する、 ことを特徴とする投射型表示装置。 - 【請求項2】 前記第1の偏光光は前記第2の偏光ビー
ムスプリッタを経由して前記色分解光学系に入射される
ことを特徴とする請求項1記載の投射型表示装置。 - 【請求項3】 前記色分解光学系と前記色合成光学系と
が同一の光学系で共用されたことを特徴とする請求項1
又は2記載の投射型表示装置。 - 【請求項4】 前記同一の光学系が、クロスダイクロイ
ックプリズムから構成されたことを特徴とする請求項3
記載の投射型表示装置。 - 【請求項5】 前記同一の光学系が、3個のプリズム部
材を、ダイクロイック膜を挟んで、貼り合わせるかある
いは空隙を隔てて向かい合わせることによって、組み合
わせたダイクロイックプリズムから構成されたことを特
徴とする請求項3記載の投射型表示装置。 - 【請求項6】 前記第2の偏光ビームスプリッタと前記
偏光合成光学系との間に、前記第2の偏光ビームスプリ
ッタにより検光された光の偏光度を上げる偏光手段が配
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。 - 【請求項7】 前記光源と前記第1の偏光ビームスプリ
ッタとの間に、整形光学系が配置され、 前記第1の偏光ビームスプリッタと前記第2の偏光ビー
ムスプリッタとの間に、前記第1の偏光光を前記第2の
偏光ビームスプリッタへ導く照明用リレー光学系であっ
て、第1及び第2の照明レンズを有する照明用リレー光
学系が配置されたことを特徴とする請求項1乃至6のい
ずれかに記載の投射型表示装置。 - 【請求項8】 光路長補正部材が、前記第1の偏光ビー
ムスプリッタと前記第2の偏光ビームスプリッタとの間
の光路の途中に位置するとともに、前記第1の偏光ビー
ムスプリッタと前記輝度信号用ライトバルブとの間の光
路の途中に位置するように、配置されたことを特徴とす
る請求項1乃至7のいずれかに記載の投射型表示装置。 - 【請求項9】 光路長補正部材が、前記第1の偏光ビー
ムスプリッタと前記第2の偏光ビームスプリッタとの間
の光路の途中に位置するとともに、前記第1の偏光ビー
ムスプリッタと前記輝度信号用ライトバルブとの間の光
路の途中に位置するように、配置され、 前記光路長補正部材は、前記第1の照明レンズと前記第
2の照明レンズとの間に配置されたことを特徴とする請
求項7記載の投射型表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8229271A JPH1054969A (ja) | 1996-08-12 | 1996-08-12 | 投射型表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8229271A JPH1054969A (ja) | 1996-08-12 | 1996-08-12 | 投射型表示装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1054969A true JPH1054969A (ja) | 1998-02-24 |
Family
ID=16889503
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8229271A Pending JPH1054969A (ja) | 1996-08-12 | 1996-08-12 | 投射型表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1054969A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002357708A (ja) * | 1999-05-14 | 2002-12-13 | Colorlink Inc | カラー画像システム及び方法 |
| EP2209044A1 (en) * | 2000-03-31 | 2010-07-21 | Imax Corporation | Digital Projection Equipment and Techniques |
-
1996
- 1996-08-12 JP JP8229271A patent/JPH1054969A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002357708A (ja) * | 1999-05-14 | 2002-12-13 | Colorlink Inc | カラー画像システム及び方法 |
| EP2209044A1 (en) * | 2000-03-31 | 2010-07-21 | Imax Corporation | Digital Projection Equipment and Techniques |
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