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JP2010186091A - Projection type display device - Google Patents

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JP2010186091A
JP2010186091A JP2009030639A JP2009030639A JP2010186091A JP 2010186091 A JP2010186091 A JP 2010186091A JP 2009030639 A JP2009030639 A JP 2009030639A JP 2009030639 A JP2009030639 A JP 2009030639A JP 2010186091 A JP2010186091 A JP 2010186091A
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light
color
light modulation
modulation element
optical path
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JP2009030639A
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Japanese (ja)
Inventor
Masahiko Tanitsu
雅彦 谷津
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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Abstract

【課題】本発明の目的は、光変調素子を多重に配置する多重光変調方式において、大型化を改善し、コントラスト性能に優れた投写型表示装置を提供する。
【解決手段】緑色の光路を他の色光の光路よりも長いリレーレンズを有する光路とし、且つ、その緑色の光路に第2光変調素子を配置する。上記に示すような構成を用い、照明系リレーレンズと結像系リレーレンズの2つのリレーレンズを必要とせずに、多重光方式を実現し、コントラスト性能に優れ、且つ、小形な投写型表示装置を提供するようにする。
【選択図】 図1
An object of the present invention is to provide a projection display device that is improved in size and excellent in contrast performance in a multiple light modulation system in which light modulation elements are arranged in multiple.
A green optical path is an optical path having a relay lens that is longer than the optical paths of other color lights, and a second light modulation element is disposed in the green optical path. Using the configuration as described above, a multiple projection method is realized without the need for two relay lenses, an illumination system relay lens and an imaging system relay lens. To provide.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、液晶等の映像表示素子を使用して、スクリーン等の像面上に映像を投影する投写型表示装置を提供する技術に関するものである。   The present invention relates to a technique for providing a projection display device that projects an image on an image surface such as a screen using an image display element such as a liquid crystal.

投写型表示装置において、光変調素子で多重変調することで、コントラスト性能を改善する技術が知られている。例えば、特許文献1にその技術が開示されている。   In a projection display apparatus, a technique for improving contrast performance by performing multiple modulation with a light modulation element is known. For example, Patent Document 1 discloses the technique.

特開2006−126261号公報JP 2006-126261 A

特許文献1では、各色光に対応した第1光変調素子でそれぞれ光変調した色光を、色合成光学系で色合成した後で、別の第2光変調素子で再び光変調する構成である。即ち、それぞれの色光を2つの光変調素子で多重に光変調することで、コントラスト性能を改善させた内容である。   Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-228561 has a configuration in which color light that has been light-modulated by a first light modulation element corresponding to each color light is color-synthesized by a color synthesis optical system and then light-modulated again by another second light modulation element. That is, the contrast performance is improved by multiplexly modulating each color light with two light modulation elements.

最初の各色光に対して第1光変調素子で各色光に特有の光変調を行い、後続した各色光に共通な第2光変調素子で映像全体の光変調を行っている。   For the first color light, the first light modulation element performs light modulation peculiar to each color light, and the second light modulation element common to each subsequent color light performs light modulation of the entire image.

仮に、第1光変調素子のコントラスト性能を200、第2光変調素子のコントラスト性能を200とすると、第1光変調素子と第2光変調素子で多重光変調を行うことで、200×200=40、000のコントラスト性能が期待される。   Assuming that the contrast performance of the first light modulation element is 200 and the contrast performance of the second light modulation element is 200, by performing multiple light modulation with the first light modulation element and the second light modulation element, 200 × 200 = A contrast performance of 40,000 is expected.

多重光変調方式は、その名の通り、1度光変調した光を再度、光変調する方式である。図7は、特許文献1の多重光変調方式の構成図である。   As the name implies, the multiplex optical modulation method is a method in which light once optically modulated is optically modulated again. FIG. 7 is a configuration diagram of the multiplex optical modulation method disclosed in Patent Document 1.

図7で、光源部101を構成するランプ101aから出射した光束はリフレクタ101bで反射され、光軸110と平行方向に偏向された光束となる。光源部101から出射した光束は、光量分布の一様化機能を有するインテグレータを構成する第1マルチレンズ103aと第2マルチレンズ103bにより部分光束に分割され、合焦レンズ105によって、それぞれの部分光束は、第1光変調素子3R・3G・3B上に重畳されて照射される。第2マルチレンズ103bと合焦レンズ105の間には、偏光変換素子104を配置し、ランプ101aからの自然光を、振動方向が揃った直線偏光に変換している。   In FIG. 7, the light beam emitted from the lamp 101 a constituting the light source unit 101 is reflected by the reflector 101 b and becomes a light beam deflected in a direction parallel to the optical axis 110. The light beam emitted from the light source unit 101 is divided into partial light beams by the first multi-lens 103a and the second multi-lens 103b that constitute an integrator having a function of uniformizing the light amount distribution. Are superimposed and irradiated on the first light modulation elements 3R, 3G, and 3B. A polarization conversion element 104 is disposed between the second multi-lens 103b and the focusing lens 105, and natural light from the lamp 101a is converted into linearly polarized light having a uniform vibration direction.

そして、合焦レンズ105と第1光変調素子3R・3G・3Bの間には、それぞれ所定の半値波長を有するダイクロイックミラー107a・107cで、白色光を赤色・緑色・青色に分離している。具体的には、赤色と緑色の帯域の間に半値波長(透過率・反射率が50%となる波長)を有するダイクロイックミラー107aで、赤色の帯域の光束を透過し、緑色の帯域の光束と青色の帯域の光束を反射する。赤色の帯域の光束は、光路折り曲げミラー106bで偏向され、赤色に対応した第1光変調素子3Rに照射される。   White light is separated into red, green, and blue by dichroic mirrors 107a and 107c having predetermined half-value wavelengths, respectively, between the focusing lens 105 and the first light modulation elements 3R, 3G, and 3B. Specifically, a dichroic mirror 107a having a half-value wavelength (a wavelength at which the transmittance / reflectance is 50%) between the red and green bands transmits the red band light flux, and the green band light flux. Reflects the luminous flux in the blue band. The light beam in the red band is deflected by the optical path bending mirror 106b and applied to the first light modulation element 3R corresponding to red.

次に、緑色と青色の帯域の間に半値波長を有するダイクロイックミラー107cで、青色の帯域の光束を透過し、緑色の帯域の光束を反射する。緑色の帯域の光束は、そのまま、緑色に対応した第1光変調素子3Gに照射される。最後に、青色の帯域の光束は、照明系リレーレンズ109a・109bと、偏向ミラー106c・106dにより、青色に対応した第1光変調素子3Bに照射される。第1光変調素子3R・3G・3Bでそれぞれ光変調された各色光は、クロスプリズム2で色合成された後、結像系リレーレンズ7により、再度、変調を行う第2光変調素子6に照射される。第2光変調素子6で再び変調された変調光は、投写レンズ1で像面上に投写される。   Next, the dichroic mirror 107c having a half-value wavelength between the green and blue bands transmits the light beam in the blue band and reflects the light beam in the green band. The light beam in the green band is directly applied to the first light modulation element 3G corresponding to green. Finally, the light beam in the blue band is irradiated to the first light modulation element 3B corresponding to blue by the illumination relay lenses 109a and 109b and the deflection mirrors 106c and 106d. The respective color lights light-modulated by the first light modulation elements 3R, 3G, and 3B are color-combined by the cross prism 2, and then are again applied to the second light modulation element 6 to be modulated by the imaging relay lens 7. Irradiated. The modulated light modulated again by the second light modulation element 6 is projected onto the image plane by the projection lens 1.

このように、図7の多重光変調方式では、各色光に対応した第1光変調素子でそれぞれ光変調した色光を、色合成光学系としてのクロスプリズム2で色合成した後で、後続の第2光変調素子で再び光変調を行っている。従って、最初の第1光変調素子を物体として、後続の第2光変調素子上に写像関係を形成する写像光学系としての結像系リレーレンズ7が必要となる。   As described above, in the multiplex light modulation method of FIG. 7, after the color light respectively modulated by the first light modulation element corresponding to each color light is color-synthesized by the cross prism 2 as a color synthesis optical system, Light modulation is performed again with the two light modulation elements. Therefore, the imaging system relay lens 7 is required as a mapping optical system that forms a mapping relationship on the subsequent second light modulation element using the first first light modulation element as an object.

即ち、結像系リレーレンズ7としてのレンズ枚数とその空間が必要となり、その分、大きく、且つ、重くなることが分かる。   That is, it is understood that the number of lenses as the imaging system relay lens 7 and the space thereof are required, and the size and size of the imaging system relay lens 7 are increased accordingly.

本発明は、上記の事情に鑑み、光変調素子を多重に配置する多重光変調方式において、大型化を改善した投写型表示装置を提供することを目的とする。   In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a projection display device that is improved in size in a multiple light modulation system in which light modulation elements are arranged in multiple.

上記の目的を達成するために、本発明は、光源部と、光源から出射した白色光を第1色光と第2色光と第3色光に色分解する色分解光学系と、色分解された各色光をそれぞれ光変調する3枚の第1光変調素子と、変調された各色光を合成する色合成光学系と、合成された色光を投写する投写レンズと、光源部から第1光変調素子までの光路長が略等しい第1色光・第2色光の光路と、リレーレンズを有し他の色光の光路長より長い第3色光の光路を有する投写型表示装置において、第3色光の光路中にコントラスト調整素子としての第2光変調素子を配置する。   To achieve the above object, the present invention includes a light source unit, a color separation optical system that separates white light emitted from the light source into first color light, second color light, and third color light, and each color separated color From the light source unit to the first light modulation element, three first light modulation elements that respectively modulate light, a color synthesis optical system that synthesizes each modulated color light, a projection lens that projects the synthesized color light In the projection display device having the optical path of the first color light and the second color light having substantially the same optical path length and the optical path of the third color light having a relay lens and longer than the optical path lengths of the other color lights, A second light modulation element as a contrast adjustment element is disposed.

光源部から第1光変調素子までの第3色光の光路長が、他の第1各色と第2色光の光路長に略等しい、又は、光源部から第2光変調素子までの光路長が、光源から第1光変調素子までの第1各色と第2色光の光路長に略等しくする。   The optical path length of the third color light from the light source unit to the first light modulation element is substantially equal to the optical path length of the other first color and second color light, or the optical path length from the light source unit to the second light modulation element is The optical path lengths of the first and second color lights from the light source to the first light modulation element are made substantially equal to each other.

さらには、第3色光を緑色とする。   Furthermore, the third color light is green.

上記構成とすることで、各色光の光路を直線状に並べた従来の多重光変調方式(図8)での照明系リレーレンズ109と結像系リレーレンズ7という2つのリレーレンズを、1つのリレーレンズで実現できるので、コントラスト性能に優れ、且つ、小形な投写型表示装置を提供できる。   With the above configuration, two relay lenses, the illumination system relay lens 109 and the imaging system relay lens 7 in the conventional multiple light modulation method (FIG. 8) in which the optical paths of the respective color lights are arranged in a straight line, are combined into one. Since it can be realized with a relay lens, it is possible to provide a compact projection display device which has excellent contrast performance.

本発明によれば、照明系リレーレンズと結像系リレーレンズの2つのリレーレンズを必要とせずに、多重光方式を実現できるので、コントラスト性能に優れ、且つ、小形な投写型表示装置を提供できるものとなる。   According to the present invention, a multiple light system can be realized without the need for two relay lenses of an illumination system relay lens and an imaging system relay lens, so that a compact projection display device having excellent contrast performance is provided. It will be possible.

以下、図面を用いて、本発明の実施例を説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

先ず、本発明の実施例について、本発明のコントラスト調整素子としての第2光変調素子を配置した投写型表示装置について説明する。次に、第2光変調素子の効果としての投写型表示装置のコントラスト性能について説明する。   First, an embodiment of the present invention will be described with respect to a projection display device in which a second light modulation element as a contrast adjustment element of the present invention is arranged. Next, the contrast performance of the projection display device as an effect of the second light modulation element will be described.

図1から図3を用いて、実施例1について説明する。   A first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 3.

図1で、光源部101を構成するランプ101aから出射した光束はリフレクタ101bで反射される。このリフレクタ101bの反射面形状は楕円形状なので、凹レンズ102を配置し、光束を光軸110と平行化している。   In FIG. 1, the light beam emitted from the lamp 101a constituting the light source unit 101 is reflected by the reflector 101b. Since the reflecting surface of the reflector 101b has an elliptical shape, a concave lens 102 is arranged to make the light beam parallel to the optical axis 110.

凹レンズ102から出射した光束は、光量分布の一様化機能を有するインテグレータを構成する第1マルチレンズ103aと第2マルチレンズ103bによって部分光束に分割され、合焦レンズ105によって、第1光変調素子3R・3G・3B上に重畳されて照射される。第2マルチレンズ103bと合焦レンズ105の間には、偏光変換素子104を配置し、ランプ101aからの自然光を、振動方向が揃った直線偏光に変換している。   The light beam emitted from the concave lens 102 is divided into partial light beams by the first multi-lens 103a and the second multi-lens 103b constituting an integrator having a function of uniformizing the light amount distribution, and the first light modulation element is formed by the focusing lens 105. Irradiation is superimposed on 3R, 3G, and 3B. A polarization conversion element 104 is disposed between the second multi-lens 103b and the focusing lens 105, and natural light from the lamp 101a is converted into linearly polarized light having a uniform vibration direction.

そして、合焦レンズ105と第1光変調素子3R・3G・3Bの帯域の間には、それぞれ所定の半値波長を有するダイクロイックミラー107a・107bで、白色光を赤色・緑色・青色に分離している。具体的には、赤色と緑色の帯域の間に半値波長(透過率・反射率が50%となる波長)を有するダイクロイックミラー107aで、赤色の帯域の光束を透過し、緑色の帯域の光束と青色の帯域の光束を反射する。赤色の帯域の光束は、光路折り曲げミラー106bで偏向され、赤色に対応した第1光変調素子3Rに照射される。   The white light is separated into red, green, and blue by dichroic mirrors 107a and 107b having predetermined half-value wavelengths, respectively, between the focusing lens 105 and the first light modulation elements 3R, 3G, and 3B. Yes. Specifically, a dichroic mirror 107a having a half-value wavelength (a wavelength at which the transmittance / reflectance is 50%) between the red and green bands transmits the red band light flux, and the green band light flux. Reflects the luminous flux in the blue band. The light beam in the red band is deflected by the optical path bending mirror 106b and applied to the first light modulation element 3R corresponding to red.

次に、緑色と青色の間に半値波長を有するダイクロイックミラー107bで、緑色の帯域の光束を透過し、青色の帯域の光束を反射する。青色の帯域の光束は、そのまま、青色に対応した第1光変調素子3Bに照射される。最後に、緑色の帯域の光束は、緑色に対応した第1光変調素子3Gで光変調されてから、結像系リレーレンズ5a・5bと、偏向ミラー106c・106dにより、緑色に対応した第2光変調素子4に照射される。第1光変調素子3R・3Bと第2光変調素子4でそれぞれ光変調された後の各色光は、クロスプリズム2で色合成され、投写レンズ1で像面上に投写される。   Next, the dichroic mirror 107b having a half-value wavelength between green and blue transmits the light beam in the green band and reflects the light beam in the blue band. The light beam in the blue band is irradiated as it is to the first light modulation element 3B corresponding to blue. Finally, the luminous flux in the green band is optically modulated by the first light modulation element 3G corresponding to green, and then the second light corresponding to green is formed by the imaging system relay lenses 5a and 5b and the deflection mirrors 106c and 106d. The light modulation element 4 is irradiated. The respective color lights after being light-modulated by the first light modulation elements 3R and 3B and the second light modulation element 4 are color-synthesized by the cross prism 2 and projected onto the image plane by the projection lens 1.

図2は、各色光で光路長が異なる二種類の光路を直線状に並べた説明図である。第1色光と第2色光としての赤色と青色の光路にそれぞれ配置した第1光変調素子3R・3Bと光学的に略同じ配置位置となるように、第3色光としての緑色の光路にも第1光変調素子3Gを配置している。   FIG. 2 is an explanatory diagram in which two types of optical paths having different optical path lengths for each color light are arranged in a straight line. The green light path as the third color light also has the same optically arranged position as the first light modulation elements 3R and 3B respectively disposed in the red and blue light paths as the first color light and the second color light. One light modulation element 3G is arranged.

そして、緑色の光路では、第1光変調素子3Gを物体としたときの像を形成する結像系リレーレンズ5と、その像位置にコントラスト調整素子としての第2光変調素子4を配置している。第1光変調素子3R・3Bと第2光変調素子4から出射したそれぞれの色光は、色合成光学系としてのクロスプリズム2によって色合成され、投写レンズ1で像面へ投写される。   In the green optical path, an imaging relay lens 5 that forms an image when the first light modulation element 3G is used as an object, and a second light modulation element 4 as a contrast adjustment element are arranged at the image position. Yes. The respective color lights emitted from the first light modulation elements 3R and 3B and the second light modulation element 4 are color-synthesized by the cross prism 2 as a color synthesis optical system and projected onto the image plane by the projection lens 1.

緑色の光路にコントラスト調整素子としての第2光変調素子4を配置する理由について図3を用いて説明する。   The reason why the second light modulation element 4 as the contrast adjustment element is arranged in the green light path will be described with reference to FIG.

図3は、三原色の加法混色の原理に基づき定義されているXYZ表色系で、赤色・緑色・青色と白色を計算した結果である。XYZ表示系は、光源からの出射光が光学要素を透過/反射して得られた赤色・緑色・青色のエネルギー量に、赤色・緑色・青色に対する人間の目の波長感度特性を掛けて得られる「3刺激値XYZ」である。そして、xy色度値は相対的な値であり、x=X/(X+Y+Z)、y=Y/(X+Y+Z)で定義される。   FIG. 3 shows the result of calculating red, green, blue and white in the XYZ color system defined based on the principle of additive color mixing of the three primary colors. The XYZ display system is obtained by multiplying the red, green, and blue energy amounts obtained by transmitting / reflecting the light emitted from the light source by the wavelength sensitivity characteristics of the human eye with respect to red, green, and blue. “Tristimulus value XYZ”. The xy chromaticity value is a relative value and is defined by x = X / (X + Y + Z) and y = Y / (X + Y + Z).

ところで、光変調素子による光変調での、白表示でのY値(光束量に相当)と、黒表示でのY値の比でコントラスト性能が定義される。このコントラスト性能は、各色の光路に配置した光学要素での透過率や反射率の値も影響するが、基本的には、光変調素子の各色光に対するコントラスト性能が支配的となっている。   By the way, the contrast performance is defined by the ratio of the Y value (corresponding to the luminous flux) in white display and the Y value in black display in the light modulation by the light modulation element. The contrast performance is influenced by the transmittance and reflectance values of the optical elements arranged in the optical paths of the respective colors, but basically the contrast performance of the light modulation element with respect to the respective color lights is dominant.

そこで、緑色光を第3色光に割り当てることについての説明においては、第1光変調素子3R・3G・3Bの各色光に対するコントラスト性能を同じとして説明する。   Therefore, in the description of assigning the green light to the third color light, it is assumed that the contrast performance for the respective color lights of the first light modulation elements 3R, 3G, and 3B is the same.

図3(1)の投写型表示装置は、X=111.3とY=58.5とZ=0.1の赤色と、X=87.8とY=200.2とZ=3.1の緑色と、X=92.3とY=43.3とZ=523.7の青色で構成されている。白色は、赤色と緑色と青色の三色加算で得られる。赤色58.5ルーメンと緑色200.2ルーメンと青色43.3ルーメンを加算して、白表示の光束量は301.9ルーメンと得られる。   The projection display device shown in FIG. 3A has a red color with X = 111.3, Y = 58.5, Z = 0.1, X = 87.8, Y = 200.2, and Z = 3.1. And green of X = 92.3, Y = 43.3, and Z = 523.7. White is obtained by adding three colors of red, green and blue. By adding 58.5 lumens of red, 200.2 lumens of green and 43.3 lumens of blue, the amount of luminous flux for white display is 301.9 lumens.

ここで、コントラスト性能200:1を適用して、1/200にした赤色0.29ルーメンと緑色1.00ルーメンと青色0.22ルーメンを加算して、黒表示での光束量1.51ルーメンが得られる。   Here, the contrast performance 200: 1 is applied, and the red 0.29 lumen, the green 1.00 lumen, and the blue 0.22 lumen, which are reduced to 1/200, are added to obtain a luminous flux amount 1.51 lumen in black display. Is obtained.

緑色の光束量の割合が大きいのは、人間の目の視感度のためだが、図3(1)では、白色の光束量に対する緑色の光束量の比率は、約66%と大きな割合となっている。   The ratio of the green luminous flux is large because of the visual sensitivity of the human eye. In FIG. 3A, the ratio of the green luminous flux to the white luminous flux is as large as about 66%. Yes.

そこで、黒表示の場合に、緑色の光束量を小さくできれば、赤色・緑色の光束量が一定のままでも、白色のコントラスト性能を改善できることが、期待できる。   Therefore, in the case of black display, if the amount of green luminous flux can be reduced, it can be expected that white contrast performance can be improved even if the amount of red / green luminous flux remains constant.

そこで、図3(2)を用いて、緑色の光路中にコントラスト調整素子としての第2光変調素子4を配置した場合での、コントラスト性能について説明する。   Therefore, the contrast performance in the case where the second light modulation element 4 as the contrast adjustment element is arranged in the green light path will be described with reference to FIG.

第1光変調素子3の消光比を200、第2光変調素子4の消光比を2とする。緑色の光束に対しては、2つの消光比が適用されるので、黒表示での緑色の光束量は、400(=200×2)分の1で、0.50ルーメンとなる。従って、黒表示全体では1.01ルーメンとなり、コントラスト性能299(=301.9/1.01)が得られる。   The extinction ratio of the first light modulation element 3 is 200, and the extinction ratio of the second light modulation element 4 is 2. Since two extinction ratios are applied to the green light beam, the amount of green light beam in black display is 1/400 (= 200 × 2), which is 0.50 lumen. Therefore, the entire black display is 1.01 lumen, and the contrast performance 299 (= 301.9 / 1.01) is obtained.

比較のために、赤色の光路に第2光変調素子4を配置した場合のコントラスト性能が221、青色の光路に第2光変調素子4を配置した場合でのコントラスト性能が215となり、緑色の光路に第2光変調素子4を配置することがコントラスト性能の改善に効果的であることが分かる。   For comparison, the contrast performance when the second light modulation element 4 is arranged in the red light path is 221 and the contrast performance when the second light modulation element 4 is arranged in the blue light path is 215, and the green light path It can be seen that the arrangement of the second light modulation element 4 is effective in improving the contrast performance.

なお、第2光変調素子4の消光比を大きくすることで、さらに、白色のコントラスト性能を改善できるが、本発明を適用する投写型表示装置のコントラスト性能が、あまり大きくない場合は、黒表示において緑色を減らした色、即ち、緑色の補色のマゼンダ色に見えてしまうので好ましくない。   Although the white contrast performance can be further improved by increasing the extinction ratio of the second light modulation element 4, black display is performed when the contrast performance of the projection display device to which the present invention is applied is not so large. In this case, the color looks like a magenta color with a reduced green color, that is, a green complementary color.

次に、図4から図6を用いて、実施例2について説明する。   Next, Example 2 will be described with reference to FIGS.

図4が、本発明の実施例2の投写型表示装置の光学系の構成図であり、図5が、本発明の実施例2の投写型表示装置の各色の光路長に関する説明図である。図4と図5で分かるように、実施例1での、緑色の第1光変調素子3Gと、コントラスト調整素子としての第2光変調素子4の位置を入れ替えた構成が、実施例2の構成である。図4と図5においても、緑色の第1光変調素子3Gと、第2光変調素子4の間に、写像関係を満足させる結像系リレーレンズ5を配置している。   FIG. 4 is a configuration diagram of the optical system of the projection display apparatus according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 5 is an explanatory diagram regarding the optical path length of each color of the projection display apparatus according to the second embodiment of the present invention. As can be seen in FIGS. 4 and 5, the configuration in which the positions of the green first light modulation element 3 </ b> G and the second light modulation element 4 as a contrast adjustment element in the first embodiment are switched is the structure of the second embodiment. It is. 4 and 5, an imaging relay lens 5 that satisfies the mapping relationship is disposed between the green first light modulation element 3 </ b> G and the second light modulation element 4.

図6は、実施例2でのコントラスト性能の改善効果についての説明図である。ここでは、コントラスト性能400:1として、1/400にした赤色0.15ルーメンと緑色0.50ルーメンと青色0.11ルーメンを加算して、黒表示での光束量0.75ルーメンが得られる。   FIG. 6 is an explanatory diagram of the effect of improving the contrast performance in the second embodiment. In this case, the contrast performance of 400: 1 is obtained by adding red 0.15 lumen, green 0.50 lumen, and blue 0.11 lumen, which are reduced to 1/400, to obtain a light flux amount of 0.75 lumen in black display. .

同様に、図6(2)を用いて、緑色の光路中にコントラスト調整素子としての第2光変調素子4を配置した場合での、コントラスト性能について説明する。   Similarly, the contrast performance in the case where the second light modulation element 4 as a contrast adjustment element is disposed in the green light path will be described with reference to FIG.

第1光変調素子3の消光比を400、第2光変調素子4の消光比を4とする。緑色の光束に対しては、2つの消光比が適用されるので、黒表示での緑色の光束量は、1600(=400×4)分の1で、0.13ルーメンとなる。従って、黒表示全体では0.38ルーメンとなり、コントラスト性能796(=301.9/0.38)が得られる。   The extinction ratio of the first light modulation element 3 is 400, and the extinction ratio of the second light modulation element 4 is 4. Since two extinction ratios are applied to the green light beam, the amount of green light beam in black display is 1/1600 (= 400 × 4), which is 0.13 lumen. Accordingly, the entire black display is 0.38 lumen, and a contrast performance of 796 (= 301.9 / 0.38) is obtained.

比較のために、赤色の光路に第2光変調素子4を配置した場合のコントラスト性能が468、青色の光路に第2光変調素子4を配置した場合でのコントラスト性能が448となり、緑色の光路に第2光変調素子4を配置することがコントラスト性能の改善に効果的であることが分かる。   For comparison, the contrast performance when the second light modulation element 4 is arranged in the red light path is 468, and the contrast performance when the second light modulation element 4 is arranged in the blue light path is 448, and the green light path It can be seen that the arrangement of the second light modulation element 4 is effective in improving the contrast performance.

実施例2では、第1光変調素子3での消光比が良い、即ち、コントラスト性能が大きいので、実施例1に比べて黒表示での光束量が小さいので、第2光変調素子4の消光比を4と大きくしても目立たない。   In Example 2, since the extinction ratio in the first light modulation element 3 is good, that is, the contrast performance is large, the amount of light beam in black display is smaller than that in Example 1, and thus the extinction of the second light modulation element 4 is performed. Increasing the ratio to 4 does not stand out.

上述したように、緑色の光路にコントラスト調整素子としての第2光変調素子を配置し、緑色の色光について、第1光変調素子と合せて多重光変調を行い、且つ、従来の照明光学系で配置していた照明系リレーレンズを、結像系リレーレンズとして用いることで、投写型表示装置の大型化を防止しながら、コントラスト性能を改善する投写型表示装置を提供できる。   As described above, the second light modulation element as the contrast adjustment element is arranged in the green light path, the multiple color modulation is performed on the green color light together with the first light modulation element, and the conventional illumination optical system is used. By using the arranged illumination relay lens as the imaging relay lens, it is possible to provide a projection display device that improves contrast performance while preventing an increase in the size of the projection display device.

ここで、同様に黒表示での光束量を小さくしてコントラスト性能を改善するメカ絞り方法との比較を行う。メカ絞り方式は、新たに配置したメカ絞りで、第1光変調素子3へ照射する光束量を低減する方法であるが、この方法では、第1光変調素子3の領域(画素)ごとの光束量の調整ができない。即ち、メカ絞り方式は、像面全体が略一様に暗い場合に有効な方法であるが、像面の中に暗い領域(画素)と明るい領域(画素)が存在する場合には、その効果を発揮することができない。   Here, a comparison with a mechanical aperture method for reducing the amount of luminous flux in black display and improving contrast performance is performed. The mechanical aperture method is a method of reducing the amount of light beam applied to the first light modulation element 3 with a newly arranged mechanical aperture. In this method, the light beam for each region (pixel) of the first light modulation element 3 is used. The amount cannot be adjusted. In other words, the mechanical aperture method is effective when the entire image surface is substantially uniformly dark. However, when there are dark regions (pixels) and bright regions (pixels) in the image surface, the effect is obtained. Can not demonstrate.

それに対して、本発明の多重光変調方式は、像面の中に暗い領域(画素)と明るい領域(画素)が存在しても、コントラスト性能を改善することが可能な方式である。   On the other hand, the multiple light modulation method of the present invention is a method capable of improving contrast performance even when a dark region (pixel) and a bright region (pixel) exist in the image plane.

本発明の実施例1の光学系の構成図である。It is a block diagram of the optical system of Example 1 of this invention. 本発明の実施例1の各色の光路に関する説明図である。It is explanatory drawing regarding the optical path of each color of Example 1 of this invention. 本発明の実施例1のコントラスト調整素子の消光比と、コントラスト性能の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the extinction ratio of the contrast adjustment element of Example 1 of this invention, and contrast performance. 本発明の実施例2の光学系の構成図である。It is a block diagram of the optical system of Example 2 of this invention. 本発明の実施例2の各色の光路に関する説明図である。It is explanatory drawing regarding the optical path of each color of Example 2 of this invention. 本発明の実施例2のコントラスト調整素子の消光比と、コントラスト性能の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the extinction ratio of the contrast adjustment element of Example 2 of this invention, and contrast performance. 多重光変調方式の従来例の構成図である。It is a block diagram of the prior art example of a multiplex light modulation system. 多重光変調方式の説明図である。It is explanatory drawing of a multiple | multiplex optical modulation system.

1…投写レンズ、2…クロスプリズム、3…第1光変調素子、4…第2光変調素子、5…結像系リレーレンズ、6…第2光変調素子、7…結像系リレーレンズ、101…光源部、102…凹レンズ、103…マルチレンズ、104…偏光変換素子、105…合焦レンズ、106…光路折り曲げミラー、107…ダイクロイックミラー、108…コンデンサレンズ、109…照明系リレーレンズ。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Projection lens, 2 ... Cross prism, 3 ... 1st light modulation element, 4 ... 2nd light modulation element, 5 ... Imaging system relay lens, 6 ... 2nd light modulation element, 7 ... Imaging system relay lens, DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 ... Light source part, 102 ... Concave lens, 103 ... Multi lens, 104 ... Polarization conversion element, 105 ... Focusing lens, 106 ... Optical path bending mirror, 107 ... Dichroic mirror, 108 ... Condenser lens, 109 ... Illumination system relay lens

Claims (5)

光源部と、
前記光源部から出射した白色光を第1色光と第2色光と第3色光に色分解する色分解光学系と、
当該色分解光学系によって色分解された各色光をそれぞれ光変調する光変調素子である3枚の第1光変調素子と、
当該第1光変調素子によって変調された各色光を合成する色合成光学系と
当該色合成光学系によって合成された色光を投写する投写レンズと、
を有し、
前記光源部と第1光変調素子との間の光路にリレーレンズを有する第3色光の光路の長さが他の第1色光または第2色光の前記光路よりも長い光路長とする投写型表示装置において、
第3色光の光路中に当該第3色光を光変調する光変調素子である第2光変調素子を配置した
ことを特徴とする投写型表示装置。
A light source unit;
A color separation optical system that separates white light emitted from the light source unit into first color light, second color light, and third color light;
Three first light modulation elements which are light modulation elements that light-modulate each color light color-separated by the color separation optical system;
A color synthesis optical system that synthesizes each color light modulated by the first light modulation element, and a projection lens that projects the color light synthesized by the color synthesis optical system;
Have
A projection display in which the optical path length of the third color light having a relay lens in the optical path between the light source unit and the first light modulation element is longer than the optical path length of the other first color light or the second color light. In the device
A projection display device, wherein a second light modulation element, which is a light modulation element for optically modulating the third color light, is disposed in an optical path of the third color light.
光源部と、
前記光源部から出射した白色光を第1色光と第2色光と第3色光に色分解する色分解光学系と、
当該色分解光学系によって色分解された各色光をそれぞれ光変調する光変調素子である3枚の第1光変調素子と、
当該第1光変調素子によって変調された各色光を合成する色合成光学系と、
当該色合成光学系によって合成された色光を投写する投写レンズと、
を有し
前記光源部と第1光変調素子との間の光路の長さが第1色光、第2色光、または第3色光で略等しい光路長とする投写型表示装置において、
第3色光の光路中の第1光変調素子と前記色合成光学系との間に、当該第3色光を光変調する光変調素子である第2光変調素子を配置した
ことを特徴とする投写型表示装置。
A light source unit;
A color separation optical system that separates white light emitted from the light source unit into first color light, second color light, and third color light;
Three first light modulation elements which are light modulation elements that light-modulate each color light color-separated by the color separation optical system;
A color synthesizing optical system for synthesizing each color light modulated by the first light modulation element;
A projection lens that projects the color light synthesized by the color synthesis optical system;
In the projection display apparatus, the length of the optical path between the light source unit and the first light modulation element is substantially equal to the first color light, the second color light, or the third color light.
Projection characterized in that a second light modulation element, which is a light modulation element for light modulating the third color light, is arranged between the first light modulation element in the optical path of the third color light and the color synthesis optical system. Type display device.
請求項1に記載の投写型表示装置において、
第3色光の前記光源部と前記第2光変調素子と間の光路の長さが、第1色光または第2色光の前記光路の長さと略等しい
ことを特徴とする投写型表示装置。
The projection display device according to claim 1,
A projection display apparatus, wherein a length of an optical path between the light source unit of the third color light and the second light modulation element is substantially equal to a length of the optical path of the first color light or the second color light.
請求項1乃至3のいずれかに記載の投写型表示装置において、
第3色光の前記第1光変調素子と第2光変調素子との間に、リレーレンズを設けた
ことを特徴とする投写型表示装置。
The projection display device according to any one of claims 1 to 3,
A projection display device, wherein a relay lens is provided between the first light modulation element and the second light modulation element of the third color light.
請求項1乃至4のいずれかに記載の投写型表示装置において、 前記第3色光が緑色である
ことを特徴とする投写型表示装置。
5. The projection display device according to claim 1, wherein the third color light is green. 6.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007133129A (en) * 2005-11-10 2007-05-31 Seiko Epson Corp Image display device and projector
JP2007206141A (en) * 2006-01-31 2007-08-16 Seiko Epson Corp projector

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007133129A (en) * 2005-11-10 2007-05-31 Seiko Epson Corp Image display device and projector
JP2007206141A (en) * 2006-01-31 2007-08-16 Seiko Epson Corp projector

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