JP2001188300A - Image display device - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 プリズム状の光学素子と空気との界面におけ
る反射による光量の低下の少ない、安価な投影型の画像
表示装置を提供する。
【解決手段】 光源101と、少なくとも1つの偏光分
離素子105と、色分離素子107と、少なくとも2枚
の反射型液晶表示素子109Rおよび109Gと、色合
成素子107と、投影レンズ113とを備える。色分離
素子107、色合成素子107および少なくとも1つの
偏光分離素子のうちの少なくとも2つの光学素子は、プ
リズムから形成されており、且つ、光学的に一体化され
ている。
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inexpensive projection-type image display device in which a decrease in light amount due to reflection at an interface between a prismatic optical element and air is small. SOLUTION: A light source 101, at least one polarization separation element 105, a color separation element 107, at least two reflection type liquid crystal display elements 109R and 109G, a color synthesis element 107, and a projection lens 113 are provided. At least two optical elements of the color separating element 107, the color synthesizing element 107, and the at least one polarization separating element are formed of prisms and are optically integrated.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、反射型の液晶表示
素子を用いた投影型画像表示装置であって、特に大画面
の投影型TVシステムや情報表示システムに適用される
投影型画像表示装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a projection type image display device using a reflection type liquid crystal display element, and more particularly to a projection type image display device applied to a large screen projection type TV system or information display system. About.
【0002】[0002]
【従来の技術】液晶表示素子を用いた投影型画像表示装
置(以下、「投影型液晶表示装置」と称する。)は、ブラ
ウン管(CRT)を用いた投影型表示装置と比較する
と、色再現範囲が広い、小型・軽量である、地磁気の影
響を受けないのでコンバージェンス調整が不要である、
などの非常に優れた特徴を持っている。この投影型液晶
表示装置に用いられる液晶表示素子には、液晶表示素子
を透過した光を用いて表示する「透過型」と、液晶表示
素子によって反射された光を用いて表示する「反射型」
とがある。これらのうち、反射型の投影型液晶表示装置
は、透過型に比べて画素の有効面積が大きく、表示輝度
を高くできる利点があるので、近年、利用されることが
多くなってきている。2. Description of the Related Art A projection type image display device using a liquid crystal display device (hereinafter referred to as a "projection type liquid crystal display device") has a color reproduction range which is smaller than that of a projection type display device using a cathode ray tube (CRT). Is large, compact and lightweight, and is not affected by geomagnetism, so convergence adjustment is not required.
Has very good features such as. The liquid crystal display element used in this projection type liquid crystal display device includes a "transmission type" for displaying using light transmitted through the liquid crystal display element and a "reflection type" for displaying using light reflected by the liquid crystal display element.
There is. Among these, the reflection type projection type liquid crystal display device has an advantage that the effective area of the pixel is larger and the display luminance can be increased as compared with the transmission type liquid crystal display device, and therefore, the reflection type liquid crystal display device has been increasingly used recently.
【0003】図7を参照しながら、従来の反射型の投影
型液晶画像表示装置700の構成および動作を説明す
る。[0003] The configuration and operation of a conventional reflective projection type liquid crystal image display device 700 will be described with reference to FIG.
【0004】投影型液晶表示装置700は、基本的な構
成として、光源101と、偏光板103と、偏光ビーム
スプリッタ(以下、「PBS」と略す。)105と、偏
光制御素子104および111と、ダイクロイックプリ
ズム107と、反射型液晶表示素子109R、109G
および109Bと、投影レンズ113とを有している。
PBS105は偏光分離素子として機能し、偏光制御素
子104とPBS105との組み合わせ、およびダイク
ロイックプリズム107がそれぞれ色分離素子として機
能し、ダイクロイックプリズム107、およびPBS1
05と偏光制御素子111との組み合わせが色合成素子
として機能する。投影型液晶表示装置700は、さら
に、光路長を調整するためのガラスキューブ110およ
びコントラストを向上するための偏光板112とを有し
ている。[0004] The projection type liquid crystal display device 700 has, as basic components, a light source 101, a polarizing plate 103, a polarizing beam splitter (hereinafter abbreviated as “PBS”) 105, polarization control elements 104 and 111, Dichroic prism 107 and reflective liquid crystal display elements 109R, 109G
And 109B, and a projection lens 113.
The PBS 105 functions as a polarization separation element, and the combination of the polarization control element 104 and the PBS 105, and the dichroic prism 107 each function as a color separation element, and the dichroic prism 107 and the PBS 1
The combination of the polarization control element 05 and the polarization control element 111 functions as a color combining element. The projection-type liquid crystal display device 700 further has a glass cube 110 for adjusting the optical path length and a polarizing plate 112 for improving the contrast.
【0005】光源101は非偏光の白色光束を出射す
る。この白色光束は、放物面鏡102で略平行光にされ
たのち、偏光板103に入射する。偏光板103は、偏
光方向が紙面に対して垂直方向の光束のみを透過するよ
うに配置されており、偏光板103を透過した光束は、
偏光制御素子104に入射する。The light source 101 emits a non-polarized white light beam. This white light beam is converted into substantially parallel light by the parabolic mirror 102, and then enters the polarizing plate 103. The polarizing plate 103 is disposed so as to transmit only a light beam whose polarization direction is perpendicular to the paper surface, and the light beam transmitted through the polarizing plate 103 is
The light enters the polarization control element 104.
【0006】偏光制御素子104は、光の3原色である
赤・緑・青(以下、それぞれR・G・Bと表現する。)の
うち、G光成分のみ偏光方向を90度回転させる特性を
有する。ここでは、偏光板103を透過し、紙面に垂直
な偏光方向を有するG光成分の偏光方向を紙面に平行な
方向に変換する。この偏光制御素子104としては、例
えば、米国特許第5,751,384号に開示されている
偏光制御素子を用いることができる。米国特許第5,7
51,384号に開示されている偏光制御素子は、複数
の波長板がそれぞれの光学軸(遅相軸)の配置角度を変
えて積層された構造を有し、ある特定の波長域の光のみ
の偏光方向を回転させる機能を有する。The polarization control element 104 has a characteristic of rotating the polarization direction of only the G light component among the three primary colors of light, red, green, and blue (hereinafter, R, G, and B) by 90 degrees. Have. Here, the polarization direction of the G light component transmitted through the polarizing plate 103 and having a polarization direction perpendicular to the paper surface is converted into a direction parallel to the paper surface. As the polarization control element 104, for example, a polarization control element disclosed in US Pat. No. 5,751,384 can be used. US Patent 5,7
The polarization control element disclosed in Japanese Patent No. 51,384 has a structure in which a plurality of wavelength plates are stacked by changing the arrangement angle of each optical axis (slow axis), and only light in a specific wavelength range is provided. Has the function of rotating the polarization direction of
【0007】偏光制御素子104を透過した光束は、ガ
ラスプリズムから形成されているPBS105に入射す
る。PBS105は、その偏光分離面106においてS
偏光成分(紙面に垂直な偏光方向)を反射し、P偏光成分
(紙面に平行な方向な偏光方向)は透過する。従って、偏
光制御素子104を通過してPBS105に入射した光
束のうちのR光成分およびB光成分は、偏光分離面10
6で反射され、ダイクロイックプリズム107に入射
し、G光成分は偏光分離面106を透過して、ガラスキ
ューブ110に入射する。The light beam transmitted through the polarization control element 104 enters a PBS 105 formed of a glass prism. The PBS 105 has a polarization separation surface 106
Reflects the polarization component (polarization direction perpendicular to the paper surface) and the P polarization component
(Polarization direction parallel to the paper) is transmitted. Accordingly, the R light component and the B light component of the light flux that has passed through the polarization control element 104 and entered the PBS 105 are separated by the polarization separation surface 10.
The G light component is reflected by 6 and enters the dichroic prism 107, and the G light component passes through the polarization splitting surface 106 and enters the glass cube 110.
【0008】ダイクロイックプリズム107は、その色
分離面(ここではB光反射面)108Bにおいて、B光
成分を反射し、R光成分を透過する。色分離面108B
で反射されたB光成分は反射型液晶表示素子109Bに
入射し、色分離面108Bを透過したR光成分は反射型
液晶表示素子109Rに入射する。[0008] The dichroic prism 107 reflects the B light component and transmits the R light component on its color separation surface (here, the B light reflection surface) 108B. Color separation surface 108B
The B light component reflected by the light enters the reflection type liquid crystal display element 109B, and the R light component transmitted through the color separation surface 108B enters the reflection type liquid crystal display element 109R.
【0009】反射型液晶表示素子109Bおよび109
Rは、それぞれに入力された画像信号(B成分およびR
成分)に応じて、B光成分およびR光成分を変調し、反
射する。反射型液晶表示素子109Bおよび109R
(後述する109Gも同じ)は、マトリクス状に配置さ
れた複数の絵素領域を有しており、入力された画像信号
に応じてそれぞれの絵素領域内の液晶層の配向状態を変
化させ、最高輝度(明状態)の絵素領域に入射した光束
の偏光方向を90度回転し、最低輝度(暗状態)の絵素
領域に入射した光束の偏光方向は変化させずに、それぞ
れの光束を反射する。The reflection type liquid crystal display elements 109B and 109
R is the image signal (B component and R
The B light component and the R light component are modulated and reflected according to the (component). Reflective liquid crystal display elements 109B and 109R
(The same applies to 109G described later) has a plurality of picture element regions arranged in a matrix, and changes the alignment state of the liquid crystal layer in each of the picture element regions according to an input image signal. The polarization direction of the light beam incident on the pixel region having the highest luminance (bright state) is rotated by 90 degrees, and the light beam incident on the pixel region having the lowest luminance (dark state) is not changed but the respective light beams are changed. reflect.
【0010】反射型液晶表示素子109Bおよび109
Rの暗状態の絵素領域から反射されたB光成分およR光
成分は、偏光方向が変化されずS偏光状態のまま、これ
まで説明したのとは逆の行程を通り、ダイクロイックプ
リズム107によって合成され、PBS105の偏光分
離面106で反射され、最終的には光源101へ向か
う。[0010] Reflective liquid crystal display elements 109B and 109
The B light component and the R light component reflected from the pixel region in the dark state of R pass through the dichroic prism 107 in the reverse direction to that described above, with the polarization directions unchanged and in the S polarization state. Are reflected by the polarization splitting surface 106 of the PBS 105, and finally travel to the light source 101.
【0011】一方、反射型液晶表示素子109Bおよび
109Rの明状態の絵素領域から反射されたB光成分お
よR光成分は、P偏光状態で、ダイクロイックプリズム
107に入射し合成される。ダイクロイックプリズム1
07によって合成されたB光成分およR光成分は、PB
S105の偏光分離面106を透過し、偏光制御素子1
11に入射する。On the other hand, the B light component and the R light component reflected from the bright picture element regions of the reflection type liquid crystal display elements 109B and 109R are incident on the dichroic prism 107 in the P polarization state and are synthesized. Dichroic prism 1
07, the B light component and the R light component are PB
The polarization control element 1 that has passed through the polarization separation surface 106 of S105
It is incident on 11.
【0012】PBS105の偏光分離面106を透過し
たG光成分は、上述したR光成分およびB光成分と、互
いに光路長を一致させるために設けられたガラスキュー
ブ110を通過し、反射型液晶表示素子109Gに入射
する。The G light component transmitted through the polarization splitting surface 106 of the PBS 105 passes through the glass cube 110 provided to make the optical path lengths coincide with the R light component and the B light component described above, and the reflective liquid crystal display. The light enters the element 109G.
【0013】反射型液晶表示素子109Gは、反射型液
晶表示素子109Bおよび109Rと同様に、最高輝度
(明状態)の絵素領域に入射した光束の偏光方向を90
度回転し、最低輝度(暗状態)の絵素領域に入射した光
束の偏光方向は変化させずに、それぞれの光束を反射す
る。反射型液晶表示素子109Gに入射するG光成分は
P偏光状態にあるので、最高輝度(明状態)の絵素領域
に入射したG光成分は、反射型液晶表示素子109Gに
よって、S偏光状態に変換されて反射され、PBS10
5に入射する。The reflection type liquid crystal display element 109G, like the reflection type liquid crystal display elements 109B and 109R, changes the polarization direction of a light beam incident on a pixel region having the highest luminance (bright state) by 90 degrees.
Each light beam is reflected without changing the polarization direction of the light beam incident on the picture element region having the lowest luminance (dark state). Since the G light component incident on the reflective liquid crystal display element 109G is in the P-polarized state, the G light component incident on the pixel region having the highest luminance (bright state) is changed to the S-polarized state by the reflective liquid crystal display element 109G. Converted and reflected, PBS10
5 is incident.
【0014】S偏光状態になったG光成分は、偏光分離
面106で反射され、上述したR光成分およびB光成分
と合成され、偏光制御素子111に入射する。偏光制御
素子111は、G光成分の偏光方向だけを90度回転
し、S偏光状態からP偏光状態に変換し、R光成分およ
びB光成分と同じ偏光方向に揃える。The G light component in the S-polarized state is reflected by the polarization splitting surface 106, is combined with the R light component and the B light component, and enters the polarization control element 111. The polarization control element 111 rotates only the polarization direction of the G light component by 90 degrees, converts the S polarization state to the P polarization state, and aligns the same polarization direction with the R light component and the B light component.
【0015】上述したように色合成され、偏光方向が揃
えられたR光成分、B光成分およびG光成分は、コント
ラスト比を向上するために設けられた偏光板112を透
過した後、投影レンズ113によってスクリーン(不図
示)上に投影される。このようにして、投影型液晶表示
装置は反射型液晶表示素子に入力される画像信号に対応
する画像を投影表示する。The R light component, the B light component and the G light component which have been color-combined as described above and whose polarization directions have been aligned are transmitted through a polarizing plate 112 provided for improving a contrast ratio, and then projected onto a projection lens. The image is projected on a screen (not shown) by 113. Thus, the projection type liquid crystal display device projects and displays an image corresponding to the image signal input to the reflection type liquid crystal display element.
【0016】次に、図8を参照しながら、従来の他の反
射型の投影型液晶画像表示装置800の構成および動作
を説明する。なお、以下の図面において、図7に示した
投影型液晶表示装置の構成要素と実質的に同じ機能を有
する構成要素を同一の参照符号で示し、その説明を省略
する。なお、図8中のPBS105a、105b、10
5cおよび105dは、それぞれ図7の投影型液晶表示
装置のPBS105と同様に、それぞれの偏光分離面1
06a、106b、106cおよび106dにおいてS
偏光(紙面に垂直な偏光方向)を反射し、P偏光(紙面に
平行な偏光方向)を透過する。また、偏光制御素子10
4および111は、G光成分のみ偏光方向を90度回転
させ、偏光制御素子114および115は、B光成分の
み偏光方向を90度回転させるものである。Next, the configuration and operation of another conventional reflection type projection type liquid crystal image display device 800 will be described with reference to FIG. In the following drawings, components having substantially the same functions as those of the projection type liquid crystal display device shown in FIG. 7 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. It should be noted that the PBSs 105a, 105b, 10
Reference numerals 5c and 105d denote respective polarization separation surfaces 1 similarly to the PBS 105 of the projection type liquid crystal display device of FIG.
S at 06a, 106b, 106c and 106d
Reflects polarized light (polarization direction perpendicular to the paper surface) and transmits P-polarized light (polarization direction parallel to the paper surface). In addition, the polarization control element 10
4 and 111 rotate the polarization direction by 90 degrees only for the G light component, and the polarization control elements 114 and 115 rotate the polarization direction by 90 degrees only for the B light component.
【0017】光源101から出射され、放物面鏡102
で略平行光にされた非偏光の白色光束は、偏光板103
に入射する。投影型液晶表示装置800における偏光板
103は、紙面に対して平行な偏光方向(P偏光)の光
束のみを透過させるように配置されている。偏光板10
3を透過したP偏光は、偏光制御素子104でG光成分
だけがS偏光に変換された後、PBS105aに入射す
る。The light is emitted from a light source 101 and is parabolic mirror 102
The unpolarized white luminous flux converted into substantially parallel light by the polarizing plate 103
Incident on. The polarizing plate 103 in the projection type liquid crystal display device 800 is arranged so as to transmit only a light beam in a polarization direction (P polarization) parallel to the paper surface. Polarizing plate 10
The P-polarized light that has passed through No. 3 is incident on the PBS 105 a after only the G light component is converted into S-polarized light by the polarization control element 104.
【0018】PBS105aに入射した光束のうちのS
偏光状態のG光成分は偏光分離面106aによってPB
S105bへ向けて反射され、P偏光状態のR光成分お
よびB光成分は、偏光分離面106aを透過しPBS1
05cに向けて出射される。S of the light beam incident on the PBS 105a
The G light component in the polarization state is converted into PB light by the polarization separation surface 106a.
The R light component and the B light component that are reflected toward S105b and are in the P polarization state pass through the polarization separation surface 106a and pass through the PBS1.
It is emitted toward 05c.
【0019】PBS105bに入射したG光成分は、偏
光分離面106bで反射され、反射型液晶表示素子10
9Gに入射する。反射型液晶表示素子109Gの明状態
にある絵素領域で反射されたG光成分は、偏光方向が9
0度回転されP偏光となり、PBS105bの偏光分離
面106bおよびPBS105dの偏光分離面106d
を透過し、偏光制御素子111で偏光方向の回転を受け
S偏光に変換された後、偏光板112および投影レンズ
113を通過して、スクリーン(不図示)上に投影され
る。The G light component incident on the PBS 105b is reflected by the polarization splitting surface 106b, and is reflected by the reflection type liquid crystal display device 10.
It is incident on 9G. The G light component reflected in the bright pixel region of the reflective liquid crystal display element 109G has a polarization direction of 9
The light is rotated by 0 degrees to become P-polarized light, and the polarization splitting surface 106b of the PBS 105b and the polarization splitting surface 106d of the PBS 105d are rotated.
After being rotated by the polarization control element 111 and converted into S-polarized light, the light passes through the polarizing plate 112 and the projection lens 113 and is projected on a screen (not shown).
【0020】一方、PBS105aの偏光分離面106
aを透過したR光成分およびB光成分(いずれもP偏光
状態)は、偏光制御素子114により、B光成分のみ偏
光方向が回転され、S偏光状態とされた後、PBS10
5cに入射する。On the other hand, the polarization splitting surface 106 of the PBS 105a
After the R light component and the B light component (both in the P polarization state) transmitted through the polarization control element 114, the polarization direction of only the B light component is rotated by the polarization control element 114 to be in the S polarization state.
5c.
【0021】PBS105cに入射したR光成分および
B光成分のうち、B光成分(S偏光)は偏光分離面10
6cで反射されて、反射型液晶表示素子109Bに向か
い、R光成分は偏光分離面106cを透過して、反射型
液晶表示素子109Rへ向かう。Of the R and B light components incident on the PBS 105c, the B light component (S-polarized light)
The R light component is reflected by 6c and travels to the reflection type liquid crystal display element 109B, passes through the polarization splitting surface 106c, and travels to the reflection type liquid crystal display element 109R.
【0022】反射型液晶表示素子109Bの明状態にあ
る絵素領域で反射されたB光成分は、偏光方向が90度
回転されP偏光となり、反射型液晶表示素子109Rの
明状態にある絵素領域で反射されたR光成分は、偏光方
向が90度回転されS偏光となる。反射型液晶表示素子
109Rおよび109Bで、偏光方向の回転を受けなか
ったR光成分およびB光成分は、それぞれ上述した光路
を遡って光源101に戻り、回転を受けたR光成分およ
びB光成分は、偏光制御素子115側に出射される。The B light component reflected by the picture element region in the bright state of the reflection type liquid crystal display element 109B becomes a P-polarized light by rotating the polarization direction by 90 degrees, and the picture element in the light state of the reflection type liquid crystal display element 109R becomes P polarization. The R light component reflected by the region has its polarization direction rotated by 90 degrees to become S-polarized light. In the reflection type liquid crystal display elements 109R and 109B, the R light component and the B light component that have not been rotated in the polarization direction return to the light source 101 by respectively going back the above-described optical path, and the rotated R light component and the B light component have been rotated. Is emitted to the polarization control element 115 side.
【0023】偏光制御素子115に入射したR光成分お
よびB光成分のうちB光成分のみ偏光方向が90度回転
され、R光成分と同じS偏光となり、PBS105dに
入射する。PBS105dに入射したS偏光状態のB光
成分およびR光成分は、偏光分離面106dで反射さ
れ、偏光制御素子111、偏光板112、投影レンズ1
13を透過して、スクリーン(不図示)上に投影され
る。Of the R light component and the B light component incident on the polarization control element 115, only the B light component is rotated by 90 degrees in the polarization direction, becomes the same S-polarized light as the R light component, and enters the PBS 105d. The B light component and the R light component in the S-polarized state that have entered the PBS 105d are reflected by the polarization splitting surface 106d, and are polarized by the polarization control element 111, the polarizing plate 112, and the projection lens 1.
13 and is projected on a screen (not shown).
【0024】上述した投影型液晶表示装置700および
800のように、従来の反射型の投影型液晶表示装置で
は、液晶表示素子への入射光と反射光とを分離するため
に、PBSが一般的に用いられている。PBSは、プリ
ズム状の光学素子であり、入射する光束の偏光方向に応
じて、偏光分離面において光を透過または反射する。ま
た、PBSと、ある特定の波長域の光成分の偏光方向を
回転する偏光制御光学素子とを併用することで、偏光分
離とともに、色分離素および色合成を行うこともでき
る。As in the above-mentioned projection type liquid crystal display devices 700 and 800, in a conventional reflection type projection type liquid crystal display device, PBS is generally used to separate incident light and reflected light to the liquid crystal display element. It is used for The PBS is a prism-shaped optical element, and transmits or reflects light on a polarization separation surface according to the polarization direction of an incident light beam. In addition, by using the PBS in combination with a polarization control optical element that rotates the polarization direction of a light component in a specific wavelength range, it is possible to perform color separation and color synthesis together with polarization separation.
【0025】[0025]
【発明が解決しようとする課題】上述したように、図7
および図8に示した従来の投影型液晶表示装置700お
よび800は、PBSやダイクロイックプリズム等のプ
リズム状の光学素子を複数備えており、光源から出射さ
れた光束は、これらのプリズム状の光学素子と空気との
界面を何度も通過した後、スクリーン上に投影される。
プリズム状の光学素子と空気との界面(以下、「空気界
面」ということもある。)における屈折率変化は大き
く、界面を通過するたびにこの屈折率差に起因する反射
によって光量が減少する。その結果、上述した構成を有
する従来の投影型液晶表示装置は、表示輝度が低下する
という問題があった。As described above, FIG.
And the conventional projection type liquid crystal display devices 700 and 800 shown in FIG. 8 are provided with a plurality of prismatic optical elements such as a PBS and a dichroic prism, and the luminous flux emitted from the light source is After passing through the interface between air and air many times, it is projected on the screen.
The change in the refractive index at the interface between the prism-shaped optical element and air (hereinafter also referred to as the “air interface”) is large, and the amount of light decreases each time the light passes through the interface due to the reflection caused by the difference in the refractive index. As a result, the conventional projection type liquid crystal display device having the above-described configuration has a problem that the display luminance is reduced.
【0026】従来、この空気界面における反射による光
量の現象を抑制するために、光路上において空気との界
面を形成する各プリズム状光学素子の表面にAR(An
tireflection:反射防止)コートを施す方
法が採用されることがあった。しかしながら、ARコー
ト処理は高価であり、空気界面の数だけAR処理を施す
必要があり、コスト上昇を招く。Conventionally, in order to suppress the phenomenon of the amount of light due to the reflection at the air interface, the surface of each prismatic optical element forming the interface with air on the optical path has an AR (An).
A method of applying a reflection (anti-reflection) coat has sometimes been adopted. However, the AR coating treatment is expensive, and it is necessary to perform the AR treatment by the number of air interfaces, which causes an increase in cost.
【0027】本発明は、上記の課題を解決するためにな
されたものであり、プリズム状の光学素子と空気との界
面における反射による光量の低下の少ない、安価な投影
型の画像表示装置を提供することを目的とする。The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and provides an inexpensive projection-type image display device in which the amount of light is not reduced by reflection at the interface between a prismatic optical element and air. The purpose is to do.
【0028】[0028]
【課題を解決するための手段】本発明の画像表示装置
は、光束を出射する光源と、前記光源から出射された前
記光束を偏光方向が互いに異なる少なくとも2本の光束
に分離する少なくとも1つの偏光分離素子と、前記光源
から出射された前記光束を色が互いに異なる少なくとも
2本の色光束に分離する色分離素子と、前記少なくとも
2本の色光束をそれぞれ変調する少なくとも2枚の反射
型液晶表示素子と、前記反射型液晶表示素子によって、
変調され、反射された前記少なくとも2本の色光束を合
成する色合成素子と、前記色合成素子によって合成され
た光束を投影する投影レンズとを備えた画像表示装置で
あって、前記色分離素子、前記色合成素子および前記少
なくとも1つの偏光分離素子のうちの少なくとも2つの
光学素子は、プリズムから形成されており、且つ、光学
的に一体化されており、そのことによって上記目的が達
成される。According to the present invention, there is provided an image display apparatus comprising: a light source for emitting a light beam; and at least one polarized light for separating the light beam emitted from the light source into at least two light beams having different polarization directions. A separation element, a color separation element that separates the light beam emitted from the light source into at least two color light beams having different colors, and at least two reflective liquid crystal displays that respectively modulate the at least two color light beams Element and the reflective liquid crystal display element,
An image display device comprising: a color synthesizing element that synthesizes the at least two color light beams that are modulated and reflected; and a projection lens that projects a light beam that is synthesized by the color synthesizing element, wherein the color separation element The at least two optical elements of the color combining element and the at least one polarization splitting element are formed of prisms and are optically integrated, thereby achieving the above object. .
【0029】プリズムから形成されている前記少なくと
も2つの光学素子は、一体に形成された単一の光学部品
であってよく、あるいは、プリズムから形成されている
前記少なくとも2つの光学素子は、光学的な整合を取っ
た状態で互いに接着されていてもよい。[0029] The at least two optical elements formed from a prism may be a single optical component integrally formed, or the at least two optical elements formed from a prism may be an optical element. They may be adhered to each other in a state where proper alignment is achieved.
【0030】前記色分離素子は、前記色合成素子として
も機能する構成とすることが好ましい。It is preferable that the color separation element be configured to function also as the color synthesis element.
【0031】以下に、本発明の作用を説明する。The operation of the present invention will be described below.
【0032】本発明の画像表示装置が備える、色分離素
子および色合成素子のうちの少なくとも一方と、偏光分
離素子とを含む少なくとも2つの光学素子は、プリズム
から形成されており、且つ、光学的に一体化されてい
る。従って、投影型の画像表示装置の光学系において、
光源から出射された光束が通過する空気界面の数が従来
の構成よりも減少するので、空気界面における反射によ
る光量の低下が抑制される。その結果、本発明の投影型
画像表示装置は、明るい投影画像を表示することが可能
であり、且つ、従来のような高価なAR処理を必要とし
ないので、低コストで製造され得る。At least two optical elements provided in the image display device of the present invention, including at least one of a color separation element and a color synthesis element and a polarization separation element, are formed of prisms, and It is integrated into. Therefore, in the optical system of the projection type image display device,
Since the number of air interfaces through which the light beam emitted from the light source passes is smaller than in the conventional configuration, a decrease in the amount of light due to reflection at the air interface is suppressed. As a result, the projection-type image display device of the present invention can display a bright projection image, and does not require expensive AR processing as in the related art, and can be manufactured at low cost.
【0033】「光学的に一体化された光学素子」とは、
一体化された光学素子の内部を通過する光に対して、界
面(境界)が存在しないように一体化された光学素子を
指す。光学的に一体化された、少なくとも2つのプリズ
ム状の光学素子は、一体化すべき光学素子を単一の部品
として製造することによっても得られるし、一体化すべ
き光学素子を、これらを構成する材料の屈折率に近い屈
折率を有する接着剤を用いて互いに貼り合せることによ
っても得られる。接着すべき光学素子の屈折率が異なる
場合には、それらの中間の値の屈折率を有する接着剤を
用いることが好ましい。勿論、一体化される光学素子お
よび接着剤の屈折率を一致させることが好ましい。な
お、本願明細書においては、それぞれが特定の機能(偏
光分離、色分離または色合成)を有する複数の光学素子
が接着剤によって一体化されたものを「一体化光学素子
構造」と呼び、一体化される複数の光学素子が単一の部
品として製造された「単一の光学部品」と区別する。単
一の光学部品は、機能面(偏光分離面、色分離面または
色合成面)においてのみ貼り合わせられており、機能面
以外には貼り合わせのための界面を有しない。"Optical element integrated optically"
It refers to an integrated optical element such that no interface (boundary) exists for light passing through the inside of the integrated optical element. The optically integrated, at least two prismatic optical elements can also be obtained by manufacturing the optical element to be integrated as a single part, and the optical element to be integrated can be made of the material comprising them. Can also be obtained by bonding together using an adhesive having a refractive index close to that of the above. If the optical elements to be bonded have different refractive indices, it is preferable to use an adhesive having a refractive index between those values. Of course, it is preferable to make the refractive indexes of the integrated optical element and the adhesive the same. In the specification of the present application, a structure in which a plurality of optical elements each having a specific function (polarization separation, color separation, or color synthesis) are integrated with an adhesive is referred to as an “integrated optical element structure”. A plurality of optical elements are distinguished from a “single optical component” manufactured as a single component. The single optical component is bonded only on the functional surface (polarization separating surface, color separating surface, or color combining surface), and has no interface for bonding other than the functional surface.
【0034】光学的に一体化された光学素子を用いるこ
とによって、光学部品点数が減るので、光学部品の固定
やアライメントとのための治具や作業を低減することが
できるので、投影型画像表示装置の低コスト化を図れ
る。さらに、一体化された光学素子を単一の光学部品と
して製造すれば、光学部品の製造工程において研磨すべ
き表面の数が減少するので、個々の光学素子を製造する
よりも、低コストで製造することができる。勿論、単一
の光学部品として製造された光学素子を用いると、光学
素子間に界面は存在しないので、反射による光量の低下
を完全に無くすことができる利点もある。By using the optically integrated optical element, the number of optical components is reduced, so that the number of jigs and work for fixing and aligning the optical components can be reduced. The cost of the device can be reduced. Furthermore, manufacturing the integrated optical element as a single optical component reduces the number of surfaces to be polished in the optical component manufacturing process, and is therefore less expensive to manufacture than individual optical elements. can do. Of course, when an optical element manufactured as a single optical component is used, since there is no interface between the optical elements, there is an advantage that a decrease in the amount of light due to reflection can be completely eliminated.
【0035】また、色分離素子を色合成素子としても機
能するような光学系とすることにって、部品点数の削減
および光学系のコンパクト化が実現できる。Further, by making the color separation element an optical system that also functions as a color synthesis element, the number of parts can be reduced and the optical system can be made compact.
【0036】[0036]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、本発
明による実施形態を説明する。なお、以下の図面におい
て、図7および図8に示した投影型液晶表示装置の構成
要素と実質的に同じ機能を有する構成要素を同一の参照
符号で示し、その説明を省略する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following drawings, components having substantially the same functions as the components of the projection type liquid crystal display device shown in FIGS. 7 and 8 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
【0037】(実施形態1)図1を参照しながら、本発
明による実施形態1の投影型液晶表示装置100の構成
および動作を説明する。Embodiment 1 The configuration and operation of a projection type liquid crystal display device 100 according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIG.
【0038】投影型液晶表示装置100は、図1に示し
たように、基本的な構成として、光源101と、偏光板
103と、PBS105と、偏光制御素子104および
111と、ダイクロイックプリズム107と、反射型液
晶表示素子109R、109Gおよび109Bと、投影
レンズ113とを有している。PBS105は偏光分離
素子として機能し、偏光制御素子104とPBS105
との組み合わせ、およびダイクロイックプリズム107
がそれぞれ色分離素子として機能し、ダイクロイックプ
リズム107、およびPBS105と偏光制御素子11
1との組み合わせが色合成素子として機能する。投影型
液晶表示装置100は、さらに、光路長を調整するため
のガラスキューブ110およびコントラストを向上する
ための偏光板112とを有している。As shown in FIG. 1, the projection type liquid crystal display device 100 has a light source 101, a polarizing plate 103, a PBS 105, polarization control elements 104 and 111, a dichroic prism 107, It has a reflection type liquid crystal display element 109R, 109G and 109B, and a projection lens 113. The PBS 105 functions as a polarization separation element, and the polarization control element 104 and the PBS 105
And the dichroic prism 107
Each function as a color separation element, the dichroic prism 107, the PBS 105, and the polarization control element 11
The combination with 1 functions as a color combining element. The projection type liquid crystal display device 100 further includes a glass cube 110 for adjusting the optical path length and a polarizing plate 112 for improving the contrast.
【0039】投影型液晶表示装置100は、ダイクロイ
ックプリズム107およびガラスキューブ110がPB
S105に接着層10aおよび10bを介して接着され
ており、光学的に一体化されていること以外は、図7に
示した投影型液晶表示装置700と実質的に同じであ
る。なお、接着層10aおよび10bによって一体化さ
れた光学素子を一体化光学素子構造100Aと呼ぶ。In the projection type liquid crystal display device 100, the dichroic prism 107 and the glass cube 110 are PB
It is substantially the same as the projection type liquid crystal display device 700 shown in FIG. 7 except that it is bonded to S105 via the bonding layers 10a and 10b and is optically integrated. The optical element integrated by the adhesive layers 10a and 10b is referred to as an integrated optical element structure 100A.
【0040】白色光源101としては、ハロゲンラン
プ、メタルハライドランプあるいはキセノンランプ等を
使用することができる。尚、光源101から輻射される
紫外線や赤外線が反射型液晶表示素子109R、109
Gおよび109Bやその他の光学素子に悪影響を及ぼす
虞がある場合には、紫外線や赤外線を遮断するフィルタ
を白色光源101と偏光板103との間の適当な位置に
設けてもよい。As the white light source 101, a halogen lamp, a metal halide lamp, a xenon lamp, or the like can be used. Incidentally, ultraviolet rays and infrared rays radiated from the light source 101 are reflected by the reflection type liquid crystal display elements 109R, 109R.
If there is a possibility of adversely affecting the G and 109B and other optical elements, a filter for blocking ultraviolet rays or infrared rays may be provided at an appropriate position between the white light source 101 and the polarizing plate 103.
【0041】放物面鏡102は回転対称形をなし、その
焦点の近傍に白色光源101が配され、白色光源101
から出射される光束を略平行な光束にして出射させるも
のである。放物面鏡102の反射面には、可視光のみを
反射させ、赤外線を透過するいわゆるコールドミラーが
必要に応じて使用される。尚、光源部の構成としては、
上記のもの以外に、球面鏡もしくは回転楕円鏡とコンデ
ンサーレンズとを組み合わせて、平行な光束を得るもの
としてもよい。また、光源101と偏光板103との間
に、光源101から出射された非偏光の全てを一方向に
偏光した直線偏光に変換する偏光変換光学系を設けるこ
とによって、光の利用効率を向上させることもできる。
このような偏光変換光学系として、例えば、特開平8-
304739号に開示されているものが利用できる。The parabolic mirror 102 has a rotationally symmetric shape, and a white light source 101 is disposed near the focal point.
Are emitted as substantially parallel light beams. On the reflecting surface of the parabolic mirror 102, a so-called cold mirror that reflects only visible light and transmits infrared light is used as necessary. In addition, as a configuration of the light source unit,
In addition to the above, a combination of a spherical mirror or a spheroidal mirror and a condenser lens may be used to obtain a parallel light beam. Further, by providing a polarization conversion optical system between the light source 101 and the polarizing plate 103 for converting all non-polarized light emitted from the light source 101 into linearly polarized light polarized in one direction, the light use efficiency is improved. You can also.
As such a polarization conversion optical system, for example, Japanese Unexamined Patent Publication No.
No. 304739 can be used.
【0042】ダイクロイックプリズム107およびガラ
スキューブ110は、PBS105に接着層10aおよ
び10bを介して接着されており、光学的に一体化され
ている。ダイクロイックプリズム107、ガラスキュー
ブ110およびPBS105が光学的に一体化された一
体化光学素子構造100Aは、互いに接着される対向す
る一対の面(単純に「接着面」とも言う。)の少なくと
も一方に接着剤を塗布した後、接着面を貼り合せ、接着
剤を硬化することによって形成される。接着剤として
は、硬化後の可視光透過率が高く、偏光の擾乱が少ない
ものが好ましい。また、接着面を強い光が通過するの
で、耐光性があり経時変化の少ない、信頼性の高いもの
が好ましい。なお、空気の屈折率が1であるのに対し、
一般的な接着剤の屈折率は、1.4以上1.6以下であ
り、一般的な光学素子(プリズム)の屈折率が1.5〜
1.8程度であるので、接着剤を用いて光学素子を貼り
合せることによって、界面反射による光量の低下を抑制
する効果が得られる。The dichroic prism 107 and the glass cube 110 are bonded to the PBS 105 via bonding layers 10a and 10b, and are optically integrated. The integrated optical element structure 100A, in which the dichroic prism 107, the glass cube 110, and the PBS 105 are optically integrated, is bonded to at least one of a pair of opposing surfaces (simply referred to as "adhered surfaces") bonded to each other. After applying the agent, it is formed by bonding the adhesive surfaces and curing the adhesive. As the adhesive, an adhesive having high visible light transmittance after curing and little disturbance of polarization is preferable. In addition, since strong light passes through the bonding surface, it is preferable to use a material having high light resistance, little change over time, and high reliability. In addition, while the refractive index of air is 1,
The refractive index of a general adhesive is 1.4 or more and 1.6 or less, and the refractive index of a general optical element (prism) is 1.5 to 1.6.
Since it is about 1.8, the effect of suppressing the decrease in the amount of light due to interfacial reflection can be obtained by bonding the optical elements using an adhesive.
【0043】接着面(従来の構成における空気界面)に
おける反射による光量の低下をさらに効果的に抑制する
ために、PBS105に使用される材料(典型的には硝
子材)の屈折率n1と、ダイクロイックプリズム107
およびガラスキューブ110のそれぞれの屈折率n2お
よびn3に対して、接着層10aを形成する接着剤の屈
折率naは、n1とn2との中間の値であることが好ま
しく、接着層10bを形成する接着剤の屈折率nbは、
n1とn3の中間の値の屈折率を有するものが好まし
い。更に、好ましくはn1=n2、n1=n3となるよう
に、同じ材料を用いて光学素子を形成するか、できるだ
け近い屈折率を持つ材料を利用することが好ましい。P
BS105、ダイクロイックプリズム107およびガラ
スキューブ110を形成する材料(硝子材)の屈折率差
(n1−n2およびn1−n3)は、0.3以下が好ま
しい。In order to more effectively suppress the decrease in the amount of light due to reflection at the bonding surface (air interface in the conventional configuration), the refractive index n1 of the material (typically glass) used for the PBS 105 and the dichroic Prism 107
For each of the refractive indices n2 and n3 of the glass cube 110, the refractive index na of the adhesive forming the adhesive layer 10a is preferably an intermediate value between n1 and n2, and forms the adhesive layer 10b. The refractive index nb of the adhesive is
Those having a refractive index of an intermediate value between n1 and n3 are preferred. Further, it is preferable to form an optical element using the same material or to use a material having a refractive index as close as possible so that n1 = n2 and n1 = n3. P
The refractive index difference (n1-n2 and n1-n3) of the material (glass material) forming the BS 105, the dichroic prism 107 and the glass cube 110 is preferably 0.3 or less.
【0044】本実施形態の投影型液晶表示装置100の
偏光制御素子104および111として、米国特許5,
751,384号に開示されているような素子を使用す
る。この米国特許に開示されている偏光制御素子は、複
数の波長板をその光学軸の角度を変えて積層し、ある特
定の波長域の光の偏光方向を選択的に回転させる機能を
有するもので、本実施形態ではG光成分の偏光方向のみ
を回転させる。偏光制御素子104および111として
は、同様の機能を有するものであればいかなるものでも
利用でき、例えばコレステリック液晶などを用いて構成
することができる。As the polarization control elements 104 and 111 of the projection type liquid crystal display device 100 of the present embodiment, US Pat.
An element as disclosed in U.S. Pat. No. 751,384 is used. The polarization control element disclosed in this U.S. Patent has a function of stacking a plurality of wavelength plates by changing the angle of the optical axis thereof and selectively rotating the polarization direction of light in a specific wavelength range. In this embodiment, only the polarization direction of the G light component is rotated. As the polarization control elements 104 and 111, any elements having the same function can be used, and for example, the polarization control elements 104 and 111 can be configured using cholesteric liquid crystal or the like.
【0045】反射型液晶表示素子109R、109Gお
よび109Bとして、垂直配向の液晶モードの表示素子
が用いられる。液晶モードとしては、上記他にTNモー
ドなどいかなるモードでも使用できる。As the reflection type liquid crystal display elements 109R, 109G and 109B, vertically aligned liquid crystal mode display elements are used. As the liquid crystal mode, any other mode such as the TN mode can be used.
【0046】偏光板112は、偏光制御素子111を透
過した光束のうち、PBS105によって本来除去され
る(光源101に戻される)べき光成分を遮断し、コント
ラスト比を向上させる。逆に言うと、PBS105によ
って除去されるべき光成分を偏光板112を用いて除去
するためには、表示に用いられるR光成分、G光成分お
よびB光成分のそれぞれの偏光方向が一致している必要
があり、そのために、偏光制御素子111が設けられて
いる。The polarizing plate 112 blocks a light component that should be originally removed (returned to the light source 101) by the PBS 105 from the light beam transmitted through the polarization control element 111, thereby improving the contrast ratio. Conversely, in order to remove the light component to be removed by the PBS 105 by using the polarizing plate 112, the polarization directions of the R light component, the G light component, and the B light component used for display are matched. Therefore, the polarization control element 111 is provided.
【0047】また、反射型液晶表示素子109R、10
9Gおよび109Bと、色分離プリズム107やガラス
キューブ110との間には、図示しないが必要に応じて
1/4波長板等を配置してもよい。1/4波長板は、光束
がPBSの入射面の法線からずれて(偏光分離面に45
°からずれて)入射したときに生じる偏光方向のずれ
を、光束の行きと戻りの際に補償し、投影画像のコント
ラスト比を向上する。The reflection type liquid crystal display elements 109R, 10R
Although not shown, a quarter-wave plate or the like may be arranged between 9G and 109B and the color separation prism 107 or the glass cube 110 as necessary. The quarter-wave plate causes the luminous flux to deviate from the normal to the incidence surface of the PBS (45
The deviation of the polarization direction that occurs when the light beam enters (with deviation from °) is compensated when the light beam goes and returns, and the contrast ratio of the projected image is improved.
【0048】本実施形態の投影型液晶表示装置100
は、ダイクロイックプリズム107、ガラスキューブ1
10およびPBS105が光学的に一体化されているの
で、光源101から出射された光束が通過する空気界面
の数が従来の構成よりも減少するので、空気界面におけ
る反射による光量の低下が抑制される。その結果、本実
施形態の投影型液晶表示装置100は、従来の投影型液
晶表示装置700よりも明るい投影画像を表示すること
が可能であり、且つ、従来のような高価なAR処理を必
要としないので、低コストで製造され得る。The projection type liquid crystal display device 100 of the present embodiment
Is dichroic prism 107, glass cube 1
Since the optical system 10 and the PBS 105 are optically integrated, the number of air interfaces through which the light beam emitted from the light source 101 passes is reduced as compared with the conventional configuration, so that a decrease in the amount of light due to reflection at the air interface is suppressed. . As a result, the projection-type liquid crystal display device 100 of the present embodiment can display a projection image that is brighter than the conventional projection-type liquid crystal display device 700, and requires expensive AR processing as in the related art. Therefore, it can be manufactured at low cost.
【0049】また、投影型液晶表示装置100の製造工
程においては、一体化光学素子構造100Aのアライメ
ントを調整し固定するだけで、光学系におけるダイクロ
イックプリズム107、ガラスキューブ110およびP
BS105のアライメント調整および固定が完了するの
で、アライメントや固定のための治具の数および作業を
簡単にできる。また、ダイクロイックプリズム107、
ガラスキューブ110およびPBS105間のアライメ
ントは、これらを互いに接着する工程によって実質的に
完了するので、アライメントの精度も高く、作業も簡単
である。Further, in the manufacturing process of the projection type liquid crystal display device 100, the dichroic prism 107, the glass cube 110 and the P
Since the alignment adjustment and fixing of the BS 105 are completed, the number and work of jigs for alignment and fixing can be simplified. Also, dichroic prism 107,
Since the alignment between the glass cube 110 and the PBS 105 is substantially completed by the step of bonding them together, the alignment accuracy is high and the operation is simple.
【0050】なお、上記の例では、ダイクロイックプリ
ズム107、ガラスキューブ110およびPBS105
を一体化したが、ダイクロイックプリズム107とPB
S105とのみを一体化してもよいし、ガラスキューブ
110とPBS105とのみを一体化してもよい。さら
に、ガラスキューブ110を省略することもできる。少
なくとも、PBS105と他の光学素子(色分離素子ま
たは色合成素子)とを光学的に一体化することによっ
て、空気界面の減少による光の利用効率の向上効果が得
られる。In the above example, the dichroic prism 107, the glass cube 110 and the PBS 105
The dichroic prism 107 and the PB
Only S105 may be integrated, or only the glass cube 110 and the PBS 105 may be integrated. Further, the glass cube 110 can be omitted. At least, by optically integrating the PBS 105 and another optical element (a color separation element or a color synthesis element), an effect of improving the light use efficiency by reducing the air interface can be obtained.
【0051】また、投影型液晶表示装置100において
は、偏光制御素子104とPBS105との組み合わ
せ、およびダイクロイックプリズム107がそれぞれ色
分離素子として機能し、ダイクロイックプリズム10
7、およびPBS105と偏光制御素子111との組み
合わせが色合成素子として機能しており、色分離素子お
よび色合成素子の一部または全部を共通の光学素子を用
いて構成しているので、部品点数の削減および光学系を
コンパクト化を実現することができる。In the projection type liquid crystal display device 100, the combination of the polarization control element 104 and the PBS 105 and the dichroic prism 107 each function as a color separation element.
7 and the combination of the PBS 105 and the polarization control element 111 function as a color synthesizing element, and some or all of the color separating element and the color synthesizing element are configured using a common optical element. And a compact optical system can be realized.
【0052】本実施形態では、G光成分の偏光方向を回
転させる偏光制御素子104および111を用いたが、
偏光方向を回転させる色光成分はこれに限定されるもの
ではなく、また、PBS105に入射する各色光束のP
偏光、S偏光が入れ替わっても良い。また、本実施形態
では、白色光をPBS105で、G色光をR色光および
B色光から分離したが、R色光をG色光およびB色光か
ら分離してもよく、B色光をG色光およびR色光から分
離してもよい。この場合、偏光制御素子104、111
で回転させる色光と色分離(反射面)108Bの反射色光
とを適時変更する。In this embodiment, the polarization control elements 104 and 111 for rotating the polarization direction of the G light component are used.
The color light component for rotating the polarization direction is not limited to this.
Polarized light and S-polarized light may be switched. Further, in the present embodiment, the white light is separated by the PBS 105 from the G color light and the B color light, but the R color light may be separated from the G color light and the B color light, and the B color light may be separated from the G color light and the R color light. It may be separated. In this case, the polarization control elements 104 and 111
The color light to be rotated and the color light reflected by the color separation (reflection surface) 108B are appropriately changed.
【0053】なお、上記の例では、光の3原色(R・G
・B)の光束を用いた、フルカラー表示が可能な投影型
液晶表示装置を例示したが、最低2つの異なる色光束を
用いればカラー表示は可能なので、例えば、投射型液晶
表示装置100におけるダイクロイックプリズム107
および反射型液晶表示素子109Rなどを省略すること
ができる。この構成の変更は、当業者によって容易に実
行することができる。これは、以下に説明する他の実施
形態についても同様である。In the above example, the three primary colors of light (R · G
The projection type liquid crystal display device capable of full-color display using the light beam of B) has been exemplified. However, since color display is possible using at least two different color light beams, for example, a dichroic prism in the projection type liquid crystal display device 100 107
In addition, the reflection type liquid crystal display element 109R and the like can be omitted. This configuration change can be easily performed by those skilled in the art. This is the same for the other embodiments described below.
【0054】次に、図2を参照しながら、実施形態1の
他の投影型液晶表示装置200の構成および動作を説明
する。Next, the configuration and operation of another projection type liquid crystal display device 200 according to the first embodiment will be described with reference to FIG.
【0055】図2に示した投影型液晶表示装置200
は、図1に示した投影型液晶表示装置100の一体化光
学素子構造100Aを単一の光学部品(以下、「一体化
プリズム」という。)200Aで置き換えたものであ
る。The projection type liquid crystal display device 200 shown in FIG.
Is a device in which the integrated optical element structure 100A of the projection type liquid crystal display device 100 shown in FIG. 1 is replaced with a single optical component (hereinafter, referred to as "integrated prism") 200A.
【0056】一体化プリズム200Aは、平行四辺形プ
リズム201と、三角プリズム202と、台形プリズム
203とが互いに貼り合せられたL字型の形状を有して
いる。平行四辺形プリズム201と三角プリズム202
との境界面は、色分離面(B光反射面)108Bであ
り、平行四辺形プリズム201と台形プリズム203と
の境界面は偏光分離面106である。なお、台形プリズ
ム203を三角プリズムに変更し、図1におけるガラス
キューブ110に対応する機能を省略することもでき
る。The integrated prism 200A has an L-shape in which a parallelogram prism 201, a triangular prism 202, and a trapezoidal prism 203 are bonded to each other. Parallelogram prism 201 and triangle prism 202
Is a color separation surface (B light reflection surface) 108B, and a boundary surface between the parallelogram prism 201 and the trapezoidal prism 203 is the polarization separation surface 106. It should be noted that the trapezoidal prism 203 can be changed to a triangular prism and the function corresponding to the glass cube 110 in FIG. 1 can be omitted.
【0057】一体化プリズム200Aは、以下のように
して製造することができる。The integrated prism 200A can be manufactured as follows.
【0058】まず、偏光分離面106および色分離面1
08Bとなる面に、それぞれの機能を有する膜を形成し
た後、偏光分離面106を介して平行四辺形プリズム2
01と台形プリズム203とを、色分離面108Bを介
して平行四辺形プリズム201と三角プリズム202と
を、光学接着剤を用いて互いに貼り合せ、L字型の形状
の一体化プリズム200Aを得る。First, the polarization separation surface 106 and the color separation surface 1
08B, a film having the respective functions is formed, and then the parallelogram prism 2
01 and a trapezoidal prism 203, and a parallelogram prism 201 and a triangular prism 202 are bonded to each other with an optical adhesive through a color separation surface 108B to obtain an L-shaped integrated prism 200A.
【0059】この様にして製造される一体化プリズム2
00Aは、貼り合せることが必要不可欠な機能面(偏光
分離面106および色分離面108B)においてのみ貼
り合わせられており、この機能面以外には貼り合わせの
ための界面を有していないことから、この構造を「一体
化プリズム」と称する。また、投影型液晶表示装置10
0における一体化光学素子構造100Aが、それぞれが
特定の機能を有する光学素子である個別に形成されたプ
リズム(PBS105、ダイクロイックプリズム107
およびガラスキューブ110)を貼り合せた構造を有し
ているのに対し、投影型液晶表示装置200における一
体化プリズム200Aを構成する個々のプリズム(平行
四辺形プリズム201、三角プリズム202および台形
プリズム203)は特定の機能(偏光分離や色分離)を
有さず、これらを機能面で貼り合せることによって、初
めて特定の機能を有する単一の光学部品となる。The integrated prism 2 manufactured as described above
00A is bonded only on functional surfaces (polarization separating surface 106 and color separating surface 108B) that are indispensable to be bonded, and has no interface for bonding other than this functional surface. This structure is called an “integrated prism”. Further, the projection type liquid crystal display device 10
0 is an optical element having a specific function, each of which is an individually formed prism (PBS 105, dichroic prism 107).
And a glass cube 110), the individual prisms (parallelogram prism 201, triangular prism 202, trapezoidal prism 203, and trapezoidal prism 203) constituting the integrated prism 200A in the projection type liquid crystal display device 200. ) Does not have a specific function (polarization separation or color separation), and becomes a single optical component having a specific function for the first time by bonding them on a functional surface.
【0060】この投影型液晶表示装置200は、上述し
た投影型液晶表示装置100と同様の効果を有する。さ
らに、投影型液晶表示装置100における一体化光学素
子構造100Aが単一の光学部品(一体化プリズム)2
00Aとして形成されているので、光学部品の製造工程
において研磨すべき表面の数が減少するので、個々の光
学素子を製造するよりも、低コストで製造することがで
きる。また、一体化プリズム200Aを用いると、光学
素子間に界面は存在しないので、反射による光量の低下
を完全に無くすことができる利点もある。The projection type liquid crystal display device 200 has the same effects as the above-mentioned projection type liquid crystal display device 100. Further, the integrated optical element structure 100A in the projection type liquid crystal display device 100 is a single optical component (integrated prism) 2
Since it is formed as 00A, the number of surfaces to be polished in the manufacturing process of the optical component is reduced, so that it can be manufactured at a lower cost than manufacturing individual optical elements. In addition, when the integrated prism 200A is used, since there is no interface between the optical elements, there is an advantage that the decrease in the amount of light due to reflection can be completely eliminated.
【0061】(実施形態2)図3を参照しながら、本発明
による実施形態2の投影型液晶表示装置300の構成お
よび動作を説明する。(Embodiment 2) The configuration and operation of a projection type liquid crystal display device 300 according to Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to FIG.
【0062】投影型液晶表示装置300は、PBS10
5aおよびPBS105dがPBS105bに接着層3
0aおよび30bを介して接着されており、光学的に一
体化されていること以外は、図8に示した投影型液晶表
示装置800と実質的に同じである。なお、接着層30
aおよび30bによって一体化された光学素子を一体化
光学素子構造300Aと呼ぶ。The projection type liquid crystal display device 300 includes a PBS 10
5a and PBS 105d adhere to PBS 105b
It is substantially the same as the projection type liquid crystal display device 800 shown in FIG. 8 except that it is bonded through Oa and 30b and is optically integrated. The adhesive layer 30
The optical element integrated by a and 30b is referred to as an integrated optical element structure 300A.
【0063】また、PBS105cとPBS105aと
の間、およびPBS105cとPBS105dとの間に
は、それぞれ偏光制御素子114および115が存在す
るので、それらの厚みの分だけPBS105cのサイズ
を小さくするか、あるいは反射型液晶表示素子109B
および109Rの配置位置を調整する。Since the polarization control elements 114 and 115 exist between the PBS 105c and the PBS 105a and between the PBS 105c and the PBS 105d, respectively, the size of the PBS 105c is reduced by the thickness of the polarization control elements 114 and 115, or the reflection is reduced. LCD device 109B
And the positions of 109R are adjusted.
【0064】本実施形態の投影型液晶表示装置300
は、PBS105a、PBS105bおよびPBS10
5dが光学的に一体化されているので、光源101から
出射された光束が通過する空気界面の数が従来の構成よ
りも減少し、空気界面における反射による光量の低下が
抑制される。その結果、本実施形態の投影型液晶表示装
置300は、従来の投影型液晶表示装置800よりも明
るい投影画像を表示することが可能であり、且つ、従来
のような高価なAR処理を必要としないので、低コスト
で製造され得る。なお、接着界面における反射による光
量の低下をより効率的に抑制するためには、実施形態1
について上述したように、一体化されるPBSの材料の
屈折率および接着剤の屈折率を適宜設定すればよい。The projection type liquid crystal display device 300 of the present embodiment
Are PBS105a, PBS105b and PBS10
Since 5d is optically integrated, the number of air interfaces through which the light beam emitted from the light source 101 passes is smaller than in the conventional configuration, and a decrease in the amount of light due to reflection at the air interface is suppressed. As a result, the projection-type liquid crystal display device 300 of the present embodiment can display a projection image that is brighter than the conventional projection-type liquid crystal display device 800, and requires expensive AR processing as in the related art. Therefore, it can be manufactured at low cost. In order to more efficiently suppress the decrease in the amount of light due to reflection at the bonding interface, the first embodiment
As described above, the refractive index of the material of the integrated PBS and the refractive index of the adhesive may be appropriately set.
【0065】さらに、PBS105cとPBS105
a、およびPBS105cとPBS105dとを、それ
ぞれ偏光制御素子114および115を間に挟んで、互
いに接着することによって、偏光制御素子114および
115とそれぞれのPBSとの界面における反射による
光量の低下を抑制することができる。Further, the PBS 105c and the PBS 105
a, and the PBS 105c and the PBS 105d are bonded to each other with the polarization control elements 114 and 115 interposed therebetween, thereby suppressing a decrease in the amount of light due to reflection at the interface between the polarization control elements 114 and 115 and the PBS. be able to.
【0066】また、実施形態1の投影型液晶表示装置1
00と同様に、部品点数を減少できるので、光学部品の
アライメントや固定を容易に行うことができる。なお、
上記の例では、PBS105a、PBS105bおよび
PBS105dを一体化したが、少なくとも2つのPB
Sを光学的に一体化することによって、空気界面の減少
による光の利用効率の向上効果が得られることは言うま
でも無い。The projection type liquid crystal display device 1 of the first embodiment
As in the case of 00, the number of components can be reduced, so that alignment and fixing of the optical components can be easily performed. In addition,
In the above example, the PBS 105a, the PBS 105b, and the PBS 105d are integrated, but at least two PBs are used.
Needless to say, by optically integrating S, the effect of improving the light use efficiency by reducing the air interface can be obtained.
【0067】本実施形態の投影型液晶表示装置300の
構成は上記の例に限られず、実施形態1について上述し
たように、光源部の構成、使用する偏光制御素子の構
成、表示に利用する光束の偏光方向、色分離する色光の
組み合わせ等は、適宜変更することができる。The configuration of the projection type liquid crystal display device 300 of the present embodiment is not limited to the above example. As described above in the first embodiment, the configuration of the light source section, the configuration of the polarization control element used, and the luminous flux used for display. The polarization direction, the combination of the color lights for color separation, and the like can be changed as appropriate.
【0068】次に、図4を参照しながら、実施形態2の
他の投影型液晶表示装置400の構成および動作を説明
する。Next, the configuration and operation of another projection type liquid crystal display device 400 according to the second embodiment will be described with reference to FIG.
【0069】図4に示した投影型液晶表示装置400
は、図3に示した投影型液晶表示装置300の一体化光
学素子構造300Aを単一の光学部品(以下、「一体化
プリズム」という。)400Aで置き換えたものであ
る。The projection type liquid crystal display device 400 shown in FIG.
Is obtained by replacing the integrated optical element structure 300A of the projection type liquid crystal display device 300 shown in FIG. 3 with a single optical component (hereinafter, referred to as "integrated prism") 400A.
【0070】一体化プリズム400Aは、ふたつの三角
プリズム(大)211とふたつの三角プリズム(小)212
が互いに貼り合せられたL字型の形状を有している。三
角プリズム211と三角プリズム212との境界面は、
偏光分離面106aおよび106dであり、2つの三角
プリズム210間の境界面は偏光分離面106bであ
る。すなわち、この一体化プリズム400Aも一体化プ
リズム200Aと同様に、機能面(偏光分離面)以外に
貼り合わせのための界面を有しない。一体化プリズム4
00Aは、実施形態1の一体化プリズム200Aと実質
的に同じ方法で製造することができる。The integrated prism 400A includes two triangular prisms (large) 211 and two triangular prisms (small) 212.
Have an L-shaped shape attached to each other. The boundary surface between the triangular prism 211 and the triangular prism 212 is
The polarization separation surfaces 106a and 106d are provided, and the boundary surface between the two triangular prisms 210 is the polarization separation surface 106b. That is, similarly to the integrated prism 200A, the integrated prism 400A does not have an interface for bonding other than the functional surface (polarization separating surface). Integrated prism 4
00A can be manufactured by substantially the same method as the integrated prism 200A of the first embodiment.
【0071】この投影型液晶表示装置400は、上述し
た投影型液晶表示装置300と同様の効果を有する。さ
らに、投影型液晶表示装置300における一体化光学素
子構造300Aが単一の光学部品(一体化プリズム)4
00Aとして形成されているので、光学部品の製造工程
において研磨すべき表面の数が減少し、個々の光学素子
を製造するよりも、低コストで製造することができる。
また、一体化プリズム400Aを用いると、光学素子間
に界面は存在しないので、反射による光量の低下を完全
に無くすことができる利点もある。The projection type liquid crystal display device 400 has the same effects as the above-mentioned projection type liquid crystal display device 300. Further, the integrated optical element structure 300A in the projection type liquid crystal display device 300 is a single optical component (integrated prism) 4
Since it is formed as 00A, the number of surfaces to be polished in the manufacturing process of the optical component is reduced, and it can be manufactured at a lower cost than manufacturing individual optical elements.
In addition, when the integrated prism 400A is used, since there is no interface between the optical elements, there is an advantage that the decrease in the amount of light due to reflection can be completely eliminated.
【0072】(実施形態3)図5を参照しながら、本発明
による実施形態3の投影型液晶表示装置500の構成お
よび動作を説明する。投影型液晶表示装置500は、偏
光制御素子を有しない点において、先の実施形態の投影
型液晶表示装置と異なる。(Embodiment 3) The configuration and operation of a projection type liquid crystal display device 500 according to Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to FIG. The projection type liquid crystal display device 500 differs from the projection type liquid crystal display device of the previous embodiment in that it does not have a polarization control element.
【0073】本実施形態の投影型液晶表示装置500
は、白色光源101と、この白色光源101と共に光源
部を構成する放物面鏡102と、クロスダイクロイック
ミラー300Mと、2枚の全反射ミラー301と、ダイ
クロイックミラー302Gと、3つのPBS105と、
反射型液晶表示素子109R、109Gおよび109B
と、クロスダイクロイックプリズム303と、偏光板1
12および投影レンズ113を備えている。3つのPB
S105が、クロスダイクロイックプリズム303に、
それぞれ接着層50a、50bおよび50cを介して接
着されており、光学的に一体化されている。なお、接着
層50a、50bおよび50cによって一体化された光
学素子を一体化光学素子構造500Aと呼ぶ。The projection type liquid crystal display device 500 of the present embodiment
Includes a white light source 101, a parabolic mirror 102 constituting a light source unit together with the white light source 101, a cross dichroic mirror 300M, two total reflection mirrors 301, a dichroic mirror 302G, and three PBSs 105.
Reflective liquid crystal display elements 109R, 109G and 109B
, Cross dichroic prism 303, polarizing plate 1
12 and a projection lens 113. Three PBs
In step S105, the cross dichroic prism 303
They are adhered via adhesive layers 50a, 50b and 50c, respectively, and are optically integrated. The optical element integrated by the adhesive layers 50a, 50b, and 50c is referred to as an integrated optical element structure 500A.
【0074】白色光源101および放物面鏡102より
得られた略平行な白色光束は、クロスダイクロイックミ
ラー300Mの反射面300RでR光成分が紙面の右手
方向に反射され、反射面300BGでG光成分およびB
光成分が紙面の左手方向に反射される。R光成分と、G
光成分およびB光成分とは、それぞれ全反射ミラー30
1によって紙面上方へ向けられる。G光成分およびB光
成分は、ダイクロイックミラー302Gによって、反射
するG光成分と透過するB光成分に色分離される。In the substantially parallel white light flux obtained from the white light source 101 and the parabolic mirror 102, the R light component is reflected on the reflection surface 300R of the cross dichroic mirror 300M in the right-hand direction on the paper surface, and the G light is reflected on the reflection surface 300BG. Component and B
The light component is reflected in the left direction on the paper. R light component and G
The light component and the B light component are the total reflection mirror 30 respectively.
1 is directed upward in the plane of the drawing. The G light component and the B light component are color-separated by a dichroic mirror 302G into a reflected G light component and a transmitted B light component.
【0075】R・G・Bの各色光成分は、それぞれ対応
するPBS105に入射し、S偏光成分が偏光分離面1
06で反射され、反射型液晶表示素子109R、109
Gおよび109Rに入射する。この例では、PBS10
5に入射したP偏光成分は、偏光分離面106を透過し
て光学系の外に出してしまい、表示に利用されないが、
実施形態1の光源部について説明したように、偏光変換
光学系を利用して、光源101から出射された光束を全
てS偏光に変換しておくことによって、光の利用効率の
低下を防止することができる。また、投影画像のコント
ラスト比を向上させる為に、各PBS105に光束が入
射する前(光路上の光源側)に偏光板を配置してもよ
い。The R, G, and B color light components are incident on the corresponding PBS 105, and the S-polarized light component is
06, the reflection type liquid crystal display elements 109R, 109
G and 109R. In this example, PBS 10
The P-polarized light component incident on No. 5 passes through the polarization splitting surface 106 and goes out of the optical system, and is not used for display.
As described with respect to the light source unit of the first embodiment, by using the polarization conversion optical system to convert all the light beams emitted from the light source 101 into S-polarized light, it is possible to prevent a reduction in light use efficiency. Can be. Further, in order to improve the contrast ratio of the projected image, a polarizing plate may be disposed before the light flux enters each PBS 105 (on the light source side on the optical path).
【0076】反射型液晶表示素子109R、109Gお
よび109Bで反射される光束のうち、明状態の絵素領
域から反射された各色光成分は、偏光方向が90度回転
されてP偏光となり、今度は偏光分離面106を透過
し、クロスダイクロイックプリズム303に入射する。
P偏光状態のR光成分およびB光成分は、それぞれ、ク
ロスダイクロイックプリズム303の色反射面304R
および304Bで反射され、偏光板112および投影レ
ンズ113を通ってスクリーン(不図示)上に投影され
る。Of the light beams reflected by the reflection type liquid crystal display elements 109R, 109G, and 109B, each color light component reflected from the picture element region in the bright state is rotated by 90 degrees to become P-polarized light. The light passes through the polarization separation surface 106 and enters the cross dichroic prism 303.
The R light component and the B light component in the P-polarized state are respectively transmitted to the color reflecting surface 304R of the cross dichroic prism 303.
And 304B, and is projected on a screen (not shown) through the polarizing plate 112 and the projection lens 113.
【0077】本実施形態の投影型液晶表示装置500
は、クロスダイクロイックプリズム303と各PBS1
05が光学的に一体化されているので、光源101から
出射された光束が通過する空気界面の数が少なく、空気
界面における反射による光量の低下が抑制される。その
結果、本実施形態の投影型液晶表示装置500は、光学
的に一体化していない構成の投影型液晶表示装置よりも
明るい投影画像を表示することが可能であり、且つ、従
来のような高価なAR処理を必要としないので、低コス
トで製造され得る。また、光学素子を一体化することに
よって、先の実施形態1および2で説明した効果を奏す
ることができる。もちろん、本実施形態の投影型液晶表
示装置500も先の実施形態1および2と同様に、適宜
改変することができる。The projection type liquid crystal display device 500 of the present embodiment
Is the cross dichroic prism 303 and each PBS1
Since the optical element 05 is optically integrated, the number of air interfaces through which the light beam emitted from the light source 101 passes is small, and a decrease in the amount of light due to reflection at the air interface is suppressed. As a result, the projection-type liquid crystal display device 500 of the present embodiment can display a brighter projected image than a projection-type liquid crystal display device having a configuration that is not optically integrated, and is expensive as in the related art. Since no special AR processing is required, it can be manufactured at low cost. Further, by integrating the optical element, the effects described in the first and second embodiments can be obtained. Of course, the projection-type liquid crystal display device 500 of the present embodiment can be appropriately modified similarly to the first and second embodiments.
【0078】次に、図6を参照しながら、本実施形態の
投影型液晶表示装置600の構成と動作を説明する。Next, the configuration and operation of the projection type liquid crystal display device 600 of this embodiment will be described with reference to FIG.
【0079】図6に示した投影型液晶表示装置600
は、図5に示した投影型液晶表示装置500の一体化光
学素子構造500Aを単一の光学部品(以下、「一体化
プリズム」という。)600Aで置き換えたものであ
る。The projection type liquid crystal display device 600 shown in FIG.
Is obtained by replacing the integrated optical element structure 500A of the projection type liquid crystal display device 500 shown in FIG. 5 with a single optical component (hereinafter, referred to as "integrated prism") 600A.
【0080】一体化プリズム600Aは、3つの三角プ
リズム306、3つの台形プリズム307および小型の
三角プリズム308が互いに貼り合わされたT字型の形
状を有している。3つの三角プリズム306と3つの台
形プリズム307との境界面は、それぞれ偏光分離面1
06であり、小型の三角プリズム308と2つの台形プ
リズム307との境界面は、それぞれ色反射面304R
および304Bである。一体化プリズム600Aは、実
施形態1の一体化プリズム200Aと実質的に同じ方法
で製造することができる。The integrated prism 600A has a T-shape in which three triangular prisms 306, three trapezoidal prisms 307, and a small triangular prism 308 are bonded to each other. The boundary surfaces between the three triangular prisms 306 and the three trapezoidal prisms 307 are respectively polarized light separation surfaces 1
06, and the boundary surface between the small triangular prism 308 and the two trapezoidal prisms 307 is a color reflection surface 304R.
And 304B. The integrated prism 600A can be manufactured by substantially the same method as the integrated prism 200A of the first embodiment.
【0081】この投影型液晶表示装置600は、上述し
た投影型液晶表示装置500と同様の効果を有する。さ
らに、投影型液晶表示装置500における一体化光学素
子構造500Aが単一の光学部品(一体化プリズム)6
00Aとして形成されているので、光学部品の製造工程
において研磨すべき表面の数が減少し、個々の光学素子
を製造するよりも、低コストで製造することができる。
また、一体化プリズム600Aを用いると、光学素子間
に界面は存在しないので、反射による光量の低下を完全
に無くすことができる利点もある。The projection type liquid crystal display device 600 has the same effect as the projection type liquid crystal display device 500 described above. Further, the integrated optical element structure 500A in the projection type liquid crystal display device 500 is a single optical component (integrated prism) 6
Since it is formed as 00A, the number of surfaces to be polished in the manufacturing process of the optical component is reduced, and it can be manufactured at a lower cost than manufacturing individual optical elements.
Further, when the integrated prism 600A is used, since there is no interface between the optical elements, there is an advantage that the decrease in the amount of light due to reflection can be completely eliminated.
【0082】なお、上記実施形態1から3で使用される
プリズム(またはプリズム状光学素子)の材料は、典型
的にはガラスであるが、他の透明材料を用いることもで
きる。また、反射型液晶表示素子には、公知の種々の表
示モードの素子を用いることができる。また、反射型液
晶表示素子を用いた投影型の画像表示装置を例に本発明
を説明したが、本発明は、反射型液晶表示素子と実質的
に同等の機能を有する表示素子を用いた投影型の画像表
示装置に適用することができる。The material of the prism (or prism-shaped optical element) used in the first to third embodiments is typically glass, but other transparent materials can be used. Further, as the reflection type liquid crystal display device, known devices of various display modes can be used. Also, the present invention has been described by taking a projection type image display device using a reflective liquid crystal display element as an example. However, the present invention provides a projection type image display apparatus using a display element having substantially the same function as a reflective liquid crystal display element. It can be applied to an image display device of a type.
【0083】[0083]
【発明の効果】本発明によれば、プリズム状の光学素子
と空気との界面における反射による光量の低下の少な
い、安価な投影型の画像表示装置が提供される。本発明
の画像表示装置は、プリズム状の光学素子が光学的に一
体化されているので、従来の画像方表示装置における、
複数のプリズム状光学素子と空気との境界面における光
反射による光量の低下が抑制され、明るい投影画像を表
示することが可能で、且つ、従来のような高価なAR処
理を必要とせず低コストで製造され得る。さらに、プリ
ズム状光学素子を単一の光学部品として形成することに
より、表示輝度をさらに高めるとともに製造コストを低
下することができる。According to the present invention, there is provided an inexpensive projection-type image display apparatus in which the amount of light is less reduced due to reflection at the interface between a prismatic optical element and air. In the image display device of the present invention, since the prism-shaped optical element is optically integrated, in the conventional image display device,
A reduction in the amount of light due to light reflection at the interface between the plurality of prismatic optical elements and air is suppressed, a bright projected image can be displayed, and low cost is achieved without the need for expensive AR processing as in the past. Can be manufactured. Further, by forming the prism-shaped optical element as a single optical component, the display luminance can be further increased and the manufacturing cost can be reduced.
【図1】本発明による実施形態1の投影型液晶表示装置
100の概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a projection-type liquid crystal display device 100 according to a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明による実施形態1の投影型液晶表示装置
200の概略構成図である。FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a projection-type liquid crystal display device 200 according to a first embodiment of the present invention.
【図3】本発明による実施形態2の投影型液晶表示装置
300の概略構成図である。FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a projection type liquid crystal display device 300 according to a second embodiment of the present invention.
【図4】本発明による実施形態2の投影型液晶表示装置
400の概略構成図である。FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a projection type liquid crystal display device 400 according to Embodiment 2 of the present invention.
【図5】本発明による実施形態3の投影型液晶表示装置
500の概略構成図である。FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a projection type liquid crystal display device 500 according to a third embodiment of the present invention.
【図6】本発明による実施形態3の投影型液晶表示装置
600の概略構成図である。FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a projection type liquid crystal display device 600 according to Embodiment 3 of the present invention.
【図7】従来の投影型液晶表示装置700の概略構成図
である。FIG. 7 is a schematic configuration diagram of a conventional projection type liquid crystal display device 700.
【図8】従来の投影型液晶表示装置800の概略構成図
である。FIG. 8 is a schematic configuration diagram of a conventional projection-type liquid crystal display device 800.
100、200、300、400、500 投影型液晶
表示装置 100A、300A 500A 一体化光学素子構造 200A、400A、600A 単一の光学部品(一体
化プリズム) 101 白色光源 102 放物面鏡 103、112 偏光板 104、111 偏光制御素子 105、105a、105b、105c、105d P
BS 106 偏光分離面 107 ダイクロイックプリズム 108B 色分離(B反射)面 109R、109G、109B 反射型液晶表示素子 110 ガラスキューブ 113 投影レンズ 114、115 偏光制御素子 201 平行四辺形プリズム 202 三角プリズム 203 台形プリズム 204 偏光分離面 211 三角プリズム(大) 212 三角プリズム(小) 300M クロスダイクロイックミラー 300R、BG 色反射面 301 全反射ミラー 302G ダイクロイックミラー 303 クロスダイクロイックプリズム 304R 色(R)反射面 304B 色(B)反射面 306 三角プリズム(大) 307 台形プリズム(小) 308 三角プリズム(小) 600、700 投影型液晶表示装置100, 200, 300, 400, 500 Projection type liquid crystal display device 100A, 300A 500A Integrated optical element structure 200A, 400A, 600A Single optical component (integrated prism) 101 White light source 102 Parabolic mirror 103, 112 Polarized light Plate 104, 111 Polarization control element 105, 105a, 105b, 105c, 105d P
BS 106 Polarization separation surface 107 Dichroic prism 108B Color separation (B reflection) surface 109R, 109G, 109B Reflective liquid crystal display element 110 Glass cube 113 Projection lens 114, 115 Polarization control element 201 Parallelogram prism 202 Triangular prism 203 Trapezoid prism 204 Polarization separation surface 211 Triangular prism (large) 212 Triangular prism (small) 300M Cross dichroic mirror 300R, BG color reflection surface 301 Total reflection mirror 302G Dichroic mirror 303 Cross dichroic prism 304R Color (R) reflection surface 304B Color (B) reflection surface 306 Triangular prism (large) 307 Trapezoidal prism (small) 308 Triangular prism (small) 600, 700 Projection type liquid crystal display
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H088 EA14 EA15 EA16 HA18 HA20 HA23 HA24 HA28 MA06 MA16 2H091 FA08X FA10X FA21X FA26X FA41X FD15 LA13 LA16 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 2H088 EA14 EA15 EA16 HA18 HA20 HA23 HA24 HA28 MA06 MA16 2H091 FA08X FA10X FA21X FA26X FA41X FD15 LA13 LA16
Claims (4)
なる少なくとも2本の光束に分離する少なくとも1つの
偏光分離素子と、 前記光源から出射された前記光束を色が互いに異なる少
なくとも2本の色光束に分離する色分離素子と、 前記少なくとも2本の色光束をそれぞれ変調する少なく
とも2枚の反射型液晶表示素子と、 前記反射型液晶表示素子によって、変調され、反射され
た前記少なくとも2本の色光束を合成する色合成素子
と、 前記色合成素子によって合成された光束を投影する投影
レンズとを備えた画像表示装置であって、 前記色分離素子、前記色合成素子および前記少なくとも
1つの偏光分離素子のうちの少なくとも2つの光学素子
は、プリズムから形成されており、且つ、光学的に一体
化されている画像表示装置。A light source for emitting a light beam; at least one polarization separation element for separating the light beam emitted from the light source into at least two light beams having different polarization directions; and the light beam emitted from the light source A color separation element that separates the light into at least two color light fluxes having different colors, at least two reflective liquid crystal display elements that respectively modulate the at least two color light fluxes, and modulation by the reflective liquid crystal display element. An image display device comprising: a color combining element configured to combine the reflected at least two color light fluxes; and a projection lens configured to project the light flux combined by the color combining element. At least two optical elements of the color combining element and the at least one polarization splitting element are formed of prisms, and are optically An integrated image display device.
とも2つの光学素子は、一体に形成された単一の光学部
品である請求項1に記載の画像表示装置。2. The image display device according to claim 1, wherein the at least two optical elements formed of a prism are a single optical component formed integrally.
とも2つの光学素子は、光学的な整合を取った状態で互
いに接着されている請求項1に記載の画像表示装置。3. The image display device according to claim 1, wherein the at least two optical elements formed of a prism are adhered to each other in an optically matched state.
ても機能する画像表示装置。4. An image display device wherein the color separation element also functions as the color synthesis element.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP37316999A JP2001188300A (en) | 1999-12-28 | 1999-12-28 | Image display device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP37316999A JP2001188300A (en) | 1999-12-28 | 1999-12-28 | Image display device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001188300A true JP2001188300A (en) | 2001-07-10 |
Family
ID=18501700
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP37316999A Pending JP2001188300A (en) | 1999-12-28 | 1999-12-28 | Image display device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001188300A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005189295A (en) * | 2003-12-24 | 2005-07-14 | Victor Co Of Japan Ltd | Color separation/synthesis optical system |
| JP2007133125A (en) * | 2005-11-10 | 2007-05-31 | Seiko Epson Corp | Projector |
| JP2008122679A (en) * | 2006-11-13 | 2008-05-29 | Seiko Epson Corp | Projector and its optical engine |
-
1999
- 1999-12-28 JP JP37316999A patent/JP2001188300A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005189295A (en) * | 2003-12-24 | 2005-07-14 | Victor Co Of Japan Ltd | Color separation/synthesis optical system |
| JP2007133125A (en) * | 2005-11-10 | 2007-05-31 | Seiko Epson Corp | Projector |
| JP2008122679A (en) * | 2006-11-13 | 2008-05-29 | Seiko Epson Corp | Projector and its optical engine |
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