JP2015200807A - Projection type display device - Google Patents
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Abstract
【課題】表示光量の低下を抑制しながら、画像の品位を向上することのできる投射型表示装置を提供すること。【解決手段】投射型表示装置110において、光源611から電気光学装置100に到る光路には、第1レンズアレイ62、第2レンズアレイ63、偏光変換素子64および重畳レンズ65が順に配置されており、第2レンズアレイ63と偏光変換素子64との間等には、少なくとも3段階の透過率分布を有するフィルター69が配置されている。フィルター69は、光源光の光束のうち、装置光軸Lに対して大きな角度を成す斜め光を選択的に減少可能な透過率分布を有している。【選択図】図1To provide a projection display device capable of improving the quality of an image while suppressing a decrease in the amount of display light. In a projection display device 110, a first lens array 62, a second lens array 63, a polarization conversion element 64, and a superimposing lens 65 are sequentially arranged in an optical path from a light source 611 to the electro-optical device 100. In addition, a filter 69 having at least a three-stage transmittance distribution is disposed between the second lens array 63 and the polarization conversion element 64. The filter 69 has a transmittance distribution capable of selectively reducing oblique light having a large angle with respect to the device optical axis L out of the light flux of the light source light. [Selection] Figure 1
Description
本発明は、電気光学装置により変調された光を投射する投射型表示装置に関するものである。 The present invention relates to a projection display device that projects light modulated by an electro-optical device.
投射型表示装置では、光源から出射された光を液晶装置等の電気光学装置によって変調した後、投射光学系から投射する。その際、電気光学装置に届く光源光の特性によっては、投射された画像の品位を低下させてしまう。 In the projection display device, light emitted from a light source is modulated by an electro-optical device such as a liquid crystal device, and then projected from a projection optical system. At that time, depending on the characteristics of the light source light reaching the electro-optical device, the quality of the projected image is deteriorated.
例えば、複数の液晶装置で生成された画像を合成して投射する場合、光源からの光路が短い液晶装置では、画像周辺部の輝度が他の液晶装置に比して高い画像が生成されてしまい、画像の品位が低下する。そこで、光源からの光路が短い液晶装置に対して、光源光の光束の外周部分を一律に遮光する透過光量調整部材を配置した構成が提案されている(特許文献1参照)。具体的には、光源光が入射する領域のうち、中央部分については透過領域とし、外周部分については遮光領域とした透過光量調整部材を用いることが提案されている。また、中央部の透過領域から外周側に向けて透過率が連続的に低下している透過光量調整部材を用いることも提案されている。 For example, when images generated by a plurality of liquid crystal devices are combined and projected, a liquid crystal device having a short optical path from a light source generates an image having a higher luminance at the periphery of the image than other liquid crystal devices. , Image quality is degraded. In view of this, a configuration has been proposed in which a transmitted light amount adjusting member that uniformly blocks the outer peripheral portion of the light beam of the light source light is arranged for a liquid crystal device having a short optical path from the light source (see Patent Document 1). Specifically, it has been proposed to use a transmitted light amount adjusting member in which a central portion is a transmission region and a peripheral portion is a light-shielding region in a region where light source light is incident. It has also been proposed to use a transmitted light amount adjusting member whose transmittance continuously decreases from the central transmission region toward the outer peripheral side.
しかしながら、特許文献1に記載の透過光量調整部材は、複数の液晶装置のうち、一部の液晶装置で生成される画像の周辺部の輝度を低く抑えるという特殊な場合に用いることを前提としている。このため、引用文献1には、光源光において装置光軸に対して斜めに進行する斜め光の影響によってコントラストが低下することを防止するために、特許文献1に記載の透過光量調整部材を用いると、光源光の光束の外周部分を一律に遮光することになるため、コントラストを低下させる原因とならない光も遮断してしまい、表示光量が著しく低下するという問題点がある。 However, it is assumed that the transmitted light amount adjusting member described in Patent Document 1 is used in a special case in which the luminance of the peripheral portion of an image generated by some of the liquid crystal devices is kept low. . For this reason, in the cited document 1, the transmitted light amount adjusting member described in Patent Document 1 is used in order to prevent the contrast from being lowered due to the influence of the oblique light traveling obliquely with respect to the device optical axis in the light source light. Then, since the outer peripheral portion of the light beam of the light source light is uniformly shielded, light that does not cause a decrease in contrast is also blocked, and there is a problem that the amount of display light is significantly reduced.
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、表示光量の低下を抑制しながら、画像の品位を向上することのできる投射型表示装置を提供することにある。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a projection display device capable of improving the quality of an image while suppressing a decrease in the amount of display light.
上記課題を解決するために、本発明に係る投射型表示装置は、光源と、前記光源から出射された光を変調する電気光学装置と、前記光源から前記電気光学装置に到る光路に配置され、少なくとも3段階の透過率分布を有するフィルターと、を有することを特徴とする。 In order to solve the above problems, a projection display device according to the present invention is disposed in a light source, an electro-optical device that modulates light emitted from the light source, and an optical path from the light source to the electro-optical device. And a filter having a transmittance distribution of at least three stages.
本発明においては、少なくとも3段階の透過率分布を有するフィルターを用いて、光源光のうち、装置光軸に対して大きな角度を成して斜めに進行する斜め光等、画像の品位を低下させる原因となる光成分を減少させる。このため、画像の品位を低下させるおそれが低い光成分については遮断しないため、表示光量の低下を抑制しながら、画像の品位を向上することができる。 In the present invention, a filter having a transmittance distribution of at least three stages is used to reduce the image quality of the light source light, such as oblique light traveling obliquely at a large angle with respect to the device optical axis. Reduce the causal light component. For this reason, since the light component which has a low possibility of degrading the image quality is not blocked, it is possible to improve the image quality while suppressing a decrease in the display light amount.
本発明において、前記光路には、レンズアレイと、該レンズアレイと前記電気光学装置との間に配置された偏光変換素子と、該偏光変換素子と前記電気光学装置との間に配置された重畳レンズと、該重畳レンズと前記電気光学装置との間に配置された複数の光学素子と、が設けられ、前記フィルターは、前記レンズアレイと前記偏光変換素子との間、前記偏光変換素子と前記重畳レンズとの間、および前記重畳レンズと前記複数の光学素子うち、最も前記重畳レンズの側に配置された光学素子との間のいずれかに配置されていることが好ましい。すなわち、光路のうち、比較的、光源に近い位置にフィルターを配置することが好ましい。このように構成すれば、光源光の光束のうち、装置光軸に対して大きな角度を成す斜め光をフィルターによって選択的に減少させることができ、他の光成分の減少を抑制することができる。それ故、表示光量の低下を抑制しながら、画像の品位を向上することができる。 In the present invention, the optical path includes a lens array, a polarization conversion element disposed between the lens array and the electro-optical device, and a superposition disposed between the polarization conversion element and the electro-optical device. A lens, and a plurality of optical elements disposed between the superimposing lens and the electro-optical device, and the filter is disposed between the lens array and the polarization conversion element, the polarization conversion element, and the It is preferable that the lens is disposed between the superimposing lens and between the superimposing lens and the optical element disposed closest to the superimposing lens among the plurality of optical elements. That is, it is preferable to arrange the filter at a position relatively close to the light source in the optical path. If comprised in this way, the diagonal light which makes a big angle with respect to an apparatus optical axis among the light beam of light source light can be selectively reduced with a filter, and the reduction | decrease of other light components can be suppressed. . Therefore, it is possible to improve the image quality while suppressing a decrease in the amount of display light.
本発明において、前記フィルターは、前記レンズアレイと前記偏光変換素子との間に配置されていることが好ましい。かかる構成によれば、レンズアレイを通過した光源光から装置光軸に対して大きな角度を成す斜め光をフィルターによって選択的に減少させることができ、他の光成分の減少を抑制することができる。 In the present invention, the filter is preferably disposed between the lens array and the polarization conversion element. According to such a configuration, oblique light that forms a large angle with respect to the optical axis of the device from the light source light that has passed through the lens array can be selectively reduced by the filter, and reduction of other light components can be suppressed. .
本発明において、前記フィルターは、前記偏光変換素子と前記重畳レンズとの間に配置されている構成を採用してもよい。かかる構成によれば、偏光変換素子を通過した光源光から装置光軸に対して大きな角度を成す斜め光をフィルターによって選択的に減少させることができ、他の光成分の減少を抑制することができる。 In the present invention, the filter may employ a configuration arranged between the polarization conversion element and the superimposing lens. According to such a configuration, oblique light that forms a large angle with respect to the optical axis of the device from the light source light that has passed through the polarization conversion element can be selectively reduced by the filter, and reduction of other light components can be suppressed. it can.
本発明において、前記フィルターは、前記重畳レンズと前記複数の光学素子うち、最も前記重畳レンズの側に配置された光学素子との間に配置されている構成を採用してもよい。かかる構成によれば、重畳レンズを通過した光源光から装置光軸に対して大きな角度を成す斜め光をフィルターによって選択的に減少させることができ、他の光成分の減少を抑制することができる。また、フィルターを光源から、ある程度離れた位置に設けるため、光源の熱によってフィルターが変形することを抑制することができる。 In the present invention, the filter may be configured to be disposed between the superimposing lens and the optical element disposed closest to the superimposing lens among the plurality of optical elements. According to such a configuration, oblique light that forms a large angle with respect to the optical axis of the device from the light source light that has passed through the superimposing lens can be selectively reduced by the filter, and reduction of other light components can be suppressed. . Further, since the filter is provided at a position away from the light source to some extent, the filter can be prevented from being deformed by the heat of the light source.
本発明において、前記レンズアレイは、第1レンズアレイと、該第1レンズアレイと前記偏光変換素子との間に配置され、前記第1レンズアレイと同数のレンズを備えた第2レンズアレイと、を備え、前記フィルターは、前記第1レンズアレイと前記第2レンズアレイとの間に配置されている構成を採用してもよい。かかる構成によれば、第1レンズアレイを通過した光源光から装置光軸に対して大きな角度を成す斜め光をフィルターによって選択的に減少させることができ、他の光成分の減少を抑制することができる。 In the present invention, the lens array includes a first lens array, a second lens array that is disposed between the first lens array and the polarization conversion element, and includes the same number of lenses as the first lens array; The filter may be arranged between the first lens array and the second lens array. According to such a configuration, oblique light that forms a large angle with respect to the optical axis of the device from the light source light that has passed through the first lens array can be selectively reduced by the filter, and reduction of other light components can be suppressed. Can do.
本発明では、レンズアレイの直後あるいは第1レンズアレイの直後にフィルターを配置した場合、n、mを2以上の整数としたとき、前記レンズアレイでは、レンズが装置光軸に直交する第1方向にn列設けられているとともに、装置光軸および前記第1方向に直交する第2方向にm列設けられているので、前記フィルターは、領域毎に透過率が設定されたアレイが前記第1方向にn列以上設けられているとともに、前記第2方向にm列以上設けられていることが好ましい。 In the present invention, when a filter is arranged immediately after the lens array or immediately after the first lens array, when n and m are integers of 2 or more, in the lens array, the lens is in the first direction perpendicular to the optical axis of the device. Are provided in the second direction orthogonal to the device optical axis and the first direction, the filter has an array in which the transmittance is set for each region. It is preferable that n rows or more are provided in the direction, and m rows or more are provided in the second direction.
この場合、前記フィルターは、前記アレイが前記第1方向にn列設けられているとともに、前記第1方向にm列設けられている構成を採用してもよい。かかる構成によれば、レンズアレイのレンズに対応する位置にアレイを設けるため、アレイをいずれの透過率に設定するかを容易に決定することができる。 In this case, the filter may employ a configuration in which the array is provided in n rows in the first direction and m rows are provided in the first direction. According to such a configuration, since the array is provided at a position corresponding to the lens of the lens array, it is possible to easily determine which transmittance is set for the array.
本発明において、フィルターが重畳レンズの直前あるいは直後に設けられている場合、前記レンズアレイでは、レンズが装置光軸に直交する第1方向にn列設けられているとともに、装置光軸および前記第1方向に直交する第2方向にm列設けられており、前記フィルターは、領域毎に透過率が設定されたアレイが前記第1方向にn×2列以上設けられているとともに、前記第1方向にm列以上設けられていることが好ましい。 In the present invention, when the filter is provided immediately before or after the superimposing lens, in the lens array, the lens is provided in n rows in a first direction orthogonal to the device optical axis, and the device optical axis and the first lens are arranged. The filter is provided with m columns in a second direction orthogonal to one direction, and the filter has an array in which transmittance is set for each region provided in n × 2 rows or more in the first direction, and the first It is preferable that m or more rows are provided in the direction.
この場合、前記フィルターは、前記アレイが前記第1方向にn×2列設けられているとともに、前記第1方向にm列設けられていることが好ましい。かかる構成によれば、偏光変換素子の出射部分に対応する位置にアレイを設けるため、アレイをいずれの透過率に設定するかを容易に決定することができる。 In this case, it is preferable that the filter is provided with n × 2 columns in the first direction and m columns in the first direction. According to such a configuration, since the array is provided at a position corresponding to the exit portion of the polarization conversion element, it is possible to easily determine which transmittance is set for the array.
本発明において、前記フィルターは、光が照射される領域のうち、外周に位置する部分の一部は、前記透過率分布において最も透過率が低いレベルより透過率が高いレベルになっていることが好ましい。かかる構成によれば、光源光の光束の外周部分であっても、画像の品位を低下させるおそれが低い光成分については遮断せずに表示光として利用できる。従って、表示光量の低下を抑制することができる。 In the present invention, in the filter, a part of a portion located on the outer periphery in a region irradiated with light may have a transmittance higher than a lowest transmittance in the transmittance distribution. preferable. According to such a configuration, even in the outer peripheral portion of the light beam of the light source light, a light component that is unlikely to deteriorate the image quality can be used as display light without being blocked. Accordingly, it is possible to suppress a decrease in the amount of display light.
本発明において、前記フィルターは、装置光軸を中心としたとき、前記透過率分布が点対称および線対称のいずれにもなっていないことが好ましい。すなわち、本発明では、光源光のうち、表示品位の低下の原因となる光成分を効果的に減少させ、表示品位の低下の原因とならない光成分については、表示光として利用する。その結果、透過率分布が点対称や線対称等、単純な構成になっていないことが好ましい。 In the present invention, when the filter is centered on the optical axis of the device, the transmittance distribution is preferably neither point-symmetric nor line-symmetric. That is, in the present invention, among the light source light, a light component that causes a reduction in display quality is effectively reduced, and a light component that does not cause a reduction in display quality is used as display light. As a result, it is preferable that the transmittance distribution does not have a simple configuration such as point symmetry or line symmetry.
本発明は、前記電気光学装置は、第1基板と第2基板との間に液晶層を備えた液晶装置である場合に適用すると効果的である。液晶装置の場合、斜め方向から入射した光に関しては、リターデーションが異なる値となるため、コントラストを低下させやすい。しかるに本発明によれば、コントラストの低下の原因となる斜め光を効果的に減少させることができる。 The present invention is effective when the electro-optical device is a liquid crystal device including a liquid crystal layer between a first substrate and a second substrate. In the case of a liquid crystal device, since the retardation is different for light incident from an oblique direction, the contrast is likely to be lowered. However, according to the present invention, oblique light that causes a decrease in contrast can be effectively reduced.
図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の説明で参照する図においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならしめてある。また、以下の説明では、互いに異なる波長域の光が供給される複数の液晶パネルとして、赤色光、緑色光、青色光が入射する3つの液晶パネルが用いられており、赤色光、緑色光、青色光において各々が対応する波長域は、620〜740nm、500〜570nm、430〜500nmである。また、以下の説明において、液晶パネルに関しては、共通の構成等を説明する際には電気光学装置100とし、複数の電気光学装置100の個々の構成を説明する際には、以下に示すように、
赤色用電気光学装置100R
緑色用電気光学装置100G
青色用電気光学装置100B
とし、変調する光の波長域に応じて、R(赤色用)、G(緑色用)、B(青色用)を付して説明する。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings to be referred to in the following description, the scales are different for each layer and each member so that each layer and each member have a size that can be recognized on the drawing. In the following description, three liquid crystal panels on which red light, green light, and blue light are incident are used as a plurality of liquid crystal panels to which light in different wavelength ranges is supplied, and red light, green light, The wavelength ranges corresponding to each of blue light are 620 to 740 nm, 500 to 570 nm, and 430 to 500 nm. In the following description, regarding the liquid crystal panel, the electro-optical device 100 is used when describing a common configuration and the like, and the individual configurations of the plurality of electro-optical devices 100 are described as follows. ,
Red electro-optical device 100R
Green electro-optical device 100G
Blue electro-optical device 100B
In the following description, R (for red), G (for green), and B (for blue) are attached according to the wavelength range of light to be modulated.
[実施の形態1]
(投射型表示装置の構成例)
図1は、本発明の実施の形態1に係る投射型表示装置110の概略構成図である。図1(a)は、投射型表示装置110全体の概略構成図であり、図1(b)は、投射型表示装置110に用いた照明装置60の概略構成図である。
[Embodiment 1]
(Configuration example of a projection display device)
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a projection display apparatus 110 according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 1A is a schematic configuration diagram of the entire projection display device 110, and FIG. 1B is a schematic configuration diagram of the illumination device 60 used in the projection display device 110.
図1に示す投射型表示装置110は、透過型の電気光学装置100を用いた液晶プロジェクタであり、スクリーン等からなる被投射部材111に光を照射し、画像を表示する。投射型表示装置110は、装置光軸Lに沿って、照明装置60と、照明装置60から出射された光が供給される複数の電気光学装置100(液晶ライトバルブ115〜117)と、複数の電気光学装置100から出射された光を合成して出射するクロスダイクロイックプリズム119(光合成光学系)と、クロスダイクロイックプリズム119により合成された光を投射する投射光学系118とを有している。また、投射型表示装置110は、フィールドレンズ112、ダイクロイックミラー113、114、およびリレー系120を備えている。投射型表示装置110において、電気光学装置100およびクロスダイクロイックプリズム119は、光学ユニット200を構成している。 A projection display device 110 shown in FIG. 1 is a liquid crystal projector using a transmissive electro-optical device 100, and irradiates light on a projection member 111 made of a screen or the like to display an image. The projection display device 110 includes, along the device optical axis L, an illumination device 60, a plurality of electro-optical devices 100 (liquid crystal light valves 115 to 117) to which light emitted from the illumination device 60 is supplied, and a plurality of A cross dichroic prism 119 (light combining optical system) that combines and emits light emitted from the electro-optical device 100 and a projection optical system 118 that projects light combined by the cross dichroic prism 119 are provided. The projection display device 110 includes a field lens 112, dichroic mirrors 113 and 114, and a relay system 120. In the projection display device 110, the electro-optical device 100 and the cross dichroic prism 119 constitute an optical unit 200.
照明装置60では、装置光軸Lに沿って、光源部61、フライアイレンズ等のレンズアレイ66(インテグレーターレンズ)、偏光変換素子64、および重畳レンズ65が順に配置されている。従って、光源部61から電気光学装置100に到る光路には、レンズアレイ66と、レンズアレイ66と電気光学装置100との間に配置された偏光変換素子64と、偏光変換素子64と電気光学装置100との間に配置された重畳レンズ65と、重畳レンズ65と電気光学装置100との間に配置されたフィールドレンズ112等の複数の光学素子とが設けられている。本形態において、レンズアレイ66は、光源部61と偏光変換素子64との間に配置された第1レンズアレイ62と、第1レンズアレイ62と偏光変換素子64との間に配置された第2レンズアレイ63とからなる。 In the illumination device 60, a light source unit 61, a lens array 66 (integrator lens) such as a fly-eye lens, a polarization conversion element 64, and a superimposing lens 65 are sequentially arranged along the device optical axis L. Accordingly, in the optical path from the light source unit 61 to the electro-optical device 100, the lens array 66, the polarization conversion element 64 disposed between the lens array 66 and the electro-optical device 100, the polarization conversion element 64, and the electro-optical device. A superimposing lens 65 disposed between the apparatus 100 and a plurality of optical elements such as a field lens 112 disposed between the superimposing lens 65 and the electro-optical device 100 are provided. In the present embodiment, the lens array 66 includes a first lens array 62 disposed between the light source unit 61 and the polarization conversion element 64, and a second lens array disposed between the first lens array 62 and the polarization conversion element 64. And a lens array 63.
光源部61は、赤色光R、緑色光Gおよび青色光Bを含む白色光を出射する光源611と、リフレクター612とを備えている。光源611は超高圧水銀ランプ等により構成されており、リフレクター612は、放物線状の断面を有している。 The light source unit 61 includes a light source 611 that emits white light including red light R, green light G, and blue light B, and a reflector 612. The light source 611 is configured by an ultrahigh pressure mercury lamp or the like, and the reflector 612 has a parabolic cross section.
第1レンズアレイ62および第2レンズアレイ63は、光源部61から出射された光の照度分布を均一化する。ここで、第1レンズアレイ62および第2レンズアレイ63は各々、複数のレンズ622、632を有している。レンズ622、632は同数であり、レンズ622、632は装置光軸Lが延在するZ方向で対向する位置に設けられている。 The first lens array 62 and the second lens array 63 make the illuminance distribution of the light emitted from the light source unit 61 uniform. Here, each of the first lens array 62 and the second lens array 63 has a plurality of lenses 622 and 632. The number of lenses 622 and 632 is the same, and the lenses 622 and 632 are provided at positions facing each other in the Z direction in which the device optical axis L extends.
かかるレンズ622、632は、装置光軸Lに直交する第1方向Xにn列設けられているとともに、装置光軸Lおよび第1方向Xに直交する第2方向Yにm列設けられている。本形態において、レンズ622、632は、第1方向Xに4列設けられ、第2方向Yに6列設けられている。 The lenses 622 and 632 are provided in n rows in the first direction X orthogonal to the device optical axis L, and in m rows in the second direction Y orthogonal to the device optical axis L and the first direction X. . In this embodiment, the lenses 622 and 632 are provided in four rows in the first direction X and in six rows in the second direction Y.
偏光変換素子64は、光源部61から出射された光を、例えばs偏光のような特定の振動方向を有する偏光にする。より具体的には、偏光変換素子64は、誘電体多層膜によって形成された偏光分離膜641と、反射面642とを有しており、偏光分離膜641は、s偏光を反射し、p偏光を透過する。偏光変換素子64における入射側の面のうち、偏光分離膜641への入射口以外の部分には遮光層643が設けられている。また、出射側の面のうち、偏光分離膜641を透過した光の出射口には1/2波長板644が配置されている。これら偏光分離膜641、反射板642、遮光層643、および1/2波長板644によって偏光変換セルが構成され、偏光変換セルが第2レンズアレイ63のレンズセル列に対応して配列されることにより、偏光変換素子64が構成される。 The polarization conversion element 64 converts the light emitted from the light source unit 61 into polarized light having a specific vibration direction such as s-polarized light. More specifically, the polarization conversion element 64 includes a polarization separation film 641 formed of a dielectric multilayer film and a reflection surface 642. The polarization separation film 641 reflects s-polarized light and p-polarized light. Transparent. A light shielding layer 643 is provided on the incident side surface of the polarization conversion element 64 other than the entrance to the polarization separation film 641. In addition, a half-wave plate 644 is disposed at the exit of light transmitted through the polarization separation film 641 on the exit-side surface. A polarization conversion cell is configured by the polarization separation film 641, the reflection plate 642, the light shielding layer 643, and the half-wave plate 644, and the polarization conversion cell is arranged corresponding to the lens cell row of the second lens array 63. Thus, the polarization conversion element 64 is configured.
かかる構成では、偏光変換素子64に入射した光線が、偏光分離膜641を透過した光と、偏光分離膜641で反射した光とに2つに分かれて出射されることになる。従って、偏光変換素子64では、光線の出射部が第1方向Xでn×2列設けられ、第2方向Yにm列設けられていることになる。本形態において、第1レンズアレイ62および第2レンズアレイ63では、レンズ622、632が第1方向Xに4列設けられ、第2方向Yに6列設けられていることから、偏光変換素子64では、光線の出射部が第1方向Xで8列設けられ、第2方向Yに6列設けられていることになる。 In such a configuration, the light beam that has entered the polarization conversion element 64 is emitted in two parts: light that has passed through the polarization separation film 641 and light that has been reflected by the polarization separation film 641. Therefore, in the polarization conversion element 64, the light emitting portions are provided in n × 2 rows in the first direction X and m rows are provided in the second direction Y. In this embodiment, in the first lens array 62 and the second lens array 63, the lenses 622 and 632 are provided in four rows in the first direction X and in six rows in the second direction Y. Therefore, the polarization conversion element 64 is provided. Then, eight rows of light emitting portions are provided in the first direction X, and six rows are provided in the second direction Y.
ダイクロイックミラー113は、照明装置60から出射された光に含まれる赤色光Rを透過させるとともに、緑色光Gおよび青色光Bを反射する。ダイクロイックミラー114は、ダイクロイックミラー113で反射された緑色光Gおよび青色光Bのうち、青色光Bを透過させるとともに緑色光Gを反射する。このように、ダイクロイックミラー113、114は、照明装置60から出射された光を赤色光R、緑色光Gおよび青色光Bに分離する色分離光学系を構成している。 The dichroic mirror 113 transmits the red light R included in the light emitted from the illumination device 60 and reflects the green light G and the blue light B. The dichroic mirror 114 transmits the blue light B and reflects the green light G out of the green light G and the blue light B reflected by the dichroic mirror 113. As described above, the dichroic mirrors 113 and 114 constitute a color separation optical system that separates the light emitted from the illumination device 60 into red light R, green light G, and blue light B.
液晶ライトバルブ115は、ダイクロイックミラー113を透過して反射ミラー123で反射した赤色光Rを画像信号に応じて変調する透過型の液晶装置である。液晶ライトバルブ115は、λ/2位相差板115a、第1偏光板115b、電気光学装置100(赤色用電気光学装置100R)、および第2偏光板115dを備えている。ここで、液晶ライトバルブ115に入射する赤色光Rは、ダイクロイックミラー113を透過しても光の偏光は変化しないことから、s偏光のままである。 The liquid crystal light valve 115 is a transmissive liquid crystal device that modulates the red light R transmitted through the dichroic mirror 113 and reflected by the reflection mirror 123 in accordance with an image signal. The liquid crystal light valve 115 includes a λ / 2 retardation plate 115a, a first polarizing plate 115b, an electro-optical device 100 (red electro-optical device 100R), and a second polarizing plate 115d. Here, the red light R incident on the liquid crystal light valve 115 remains as s-polarized light because the polarization of the light does not change even if it passes through the dichroic mirror 113.
λ/2位相差板115aは、液晶ライトバルブ115に入射したs偏光をp偏光に変換する光学素子である。第1偏光板115bは、s偏光を遮断してp偏光を透過させる偏光板である。電気光学装置100(赤色用電気光学装置100R)は、p偏光を画像信号に応じた変調によってs偏光(中間調であれば円偏光又は楕円偏光)に変換する構成となっている。第2偏光板115dは、p偏光を遮断してs偏光を透過させる偏光板である。従って、液晶ライトバルブ115は、画像信号に応じて赤色光Rを変調し、変調した赤色光Rをクロスダイクロイックプリズム119に向けて出射する。λ/2位相差板115aおよび第1偏光板115bは、偏光を変換させない透光性のガラス板115eに接した状態で配置されており、λ/2位相差板115aおよび第1偏光板115bが発熱によって歪むのを回避することができる。 The λ / 2 phase difference plate 115a is an optical element that converts s-polarized light incident on the liquid crystal light valve 115 into p-polarized light. The first polarizing plate 115b is a polarizing plate that blocks s-polarized light and transmits p-polarized light. The electro-optical device 100 (red electro-optical device 100R) is configured to convert p-polarized light into s-polarized light (circularly polarized light or elliptically polarized light in the case of halftone) by modulation according to an image signal. The second polarizing plate 115d is a polarizing plate that blocks p-polarized light and transmits s-polarized light. Accordingly, the liquid crystal light valve 115 modulates the red light R according to the image signal, and emits the modulated red light R toward the cross dichroic prism 119. The λ / 2 phase difference plate 115a and the first polarizing plate 115b are arranged in contact with a light-transmitting glass plate 115e that does not convert the polarization, and the λ / 2 phase difference plate 115a and the first polarizing plate 115b are arranged. Distortion due to heat generation can be avoided.
液晶ライトバルブ116は、ダイクロイックミラー113で反射した後にダイクロイックミラー114で反射した緑色光Gを画像信号に応じて変調する透過型の液晶装置である。液晶ライトバルブ116は、液晶ライトバルブ115と同様に、第1偏光板116b、電気光学装置100(緑色用電気光学装置100G)、および第2偏光板116dを備えている。液晶ライトバルブ116に入射する緑色光Gは、ダイクロイックミラー113、114で反射されて入射するs偏光である。第1偏光板116bは、p偏光を遮断してs偏光を透過させる偏光板である。電気光学装置100(緑色用電気光学装置100G)は、s偏光を画像信号に応じた変調によってp偏光(中間調であれば円偏光又は楕円偏光)に変換する構成となっている。第2偏光板116dは、s偏光を遮断してp偏光を透過させる偏光板である。従って、液晶ライトバルブ116は、画像信号に応じて緑色光Gを変調し、変調した緑色光Gをクロスダイクロイックプリズム119に向けて出射する。 The liquid crystal light valve 116 is a transmissive liquid crystal device that modulates green light G reflected by the dichroic mirror 114 after being reflected by the dichroic mirror 113 in accordance with an image signal. As with the liquid crystal light valve 115, the liquid crystal light valve 116 includes a first polarizing plate 116b, an electro-optical device 100 (green electro-optical device 100G), and a second polarizing plate 116d. Green light G incident on the liquid crystal light valve 116 is s-polarized light that is reflected by the dichroic mirrors 113 and 114 and then incident. The first polarizing plate 116b is a polarizing plate that blocks p-polarized light and transmits s-polarized light. The electro-optical device 100 (green electro-optical device 100G) is configured to convert s-polarized light into p-polarized light (circularly polarized light or elliptically polarized light in the case of halftone) by modulation according to an image signal. The second polarizing plate 116d is a polarizing plate that blocks s-polarized light and transmits p-polarized light. Therefore, the liquid crystal light valve 116 modulates the green light G according to the image signal, and emits the modulated green light G toward the cross dichroic prism 119.
液晶ライトバルブ117は、ダイクロイックミラー113で反射し、ダイクロイックミラー114を透過した後でリレー系120を経た青色光Bを画像信号に応じて変調する透過型の液晶装置である。液晶ライトバルブ117は、液晶ライトバルブ115、116と同様に、λ/2位相差板117a、第1偏光板117b、電気光学装置100(青色用電気光学装置100B)、および第2偏光板117dを備えている。液晶ライトバルブ117に入射する青色光Bは、ダイクロイックミラー113で反射してダイクロイックミラー114を透過した後にリレー系120の2つの反射ミラー125a、125bで反射することから、s偏光となっている。 The liquid crystal light valve 117 is a transmissive liquid crystal device that modulates the blue light B reflected by the dichroic mirror 113, transmitted through the dichroic mirror 114, and then passed through the relay system 120 in accordance with an image signal. Similarly to the liquid crystal light valves 115 and 116, the liquid crystal light valve 117 includes a λ / 2 phase difference plate 117a, a first polarizing plate 117b, an electro-optical device 100 (blue electro-optical device 100B), and a second polarizing plate 117d. I have. Since the blue light B incident on the liquid crystal light valve 117 is reflected by the dichroic mirror 113 and transmitted through the dichroic mirror 114 and then reflected by the two reflection mirrors 125a and 125b of the relay system 120, it is s-polarized light.
λ/2位相差板117aは、液晶ライトバルブ117に入射したs偏光をp偏光に変換する光学素子である。第1偏光板117bは、s偏光を遮断してp偏光を透過させる偏光板である。電気光学装置100(青色用電気光学装置100B)は、p偏光を画像信号に応じた変調によってs偏光(中間調であれば円偏光又は楕円偏光)に変換する構成となっている。第2偏光板117dは、p偏光を遮断してs偏光を透過させる偏光板である。従って、液晶ライトバルブ117は、画像信号に応じて青色光Bを変調し、変調した青色光Bをクロスダイクロイックプリズム119に向けて出射する。なお、λ/2位相差板117a、および第1偏光板117bは、ガラス板117eに接した状態で配置されている。 The λ / 2 phase difference plate 117a is an optical element that converts s-polarized light incident on the liquid crystal light valve 117 into p-polarized light. The first polarizing plate 117b is a polarizing plate that blocks s-polarized light and transmits p-polarized light. The electro-optical device 100 (blue electro-optical device 100B) is configured to convert p-polarized light into s-polarized light (circularly polarized light or elliptically polarized light in the case of halftone) by modulation according to an image signal. The second polarizing plate 117d is a polarizing plate that blocks p-polarized light and transmits s-polarized light. Accordingly, the liquid crystal light valve 117 modulates the blue light B according to the image signal, and emits the modulated blue light B toward the cross dichroic prism 119. The λ / 2 phase difference plate 117a and the first polarizing plate 117b are arranged in contact with the glass plate 117e.
リレー系120は、リレーレンズ124a、124bと反射ミラー125a、125bとを備えている。リレーレンズ124a、124bは、青色光Bの光路が長いことによる光損失を防止するために設けられている。リレーレンズ124aは、ダイクロイックミラー114と反射ミラー125aとの間に配置されている。リレーレンズ124bは、反射ミラー125a、125bの間に配置されている。反射ミラー125aは、ダイクロイックミラー114を透過してリレーレンズ124aから出射した青色光Bをリレーレンズ124bに向けて反射する。反射ミラー125bは、リレーレンズ124bから出射した青色光Bを液晶ライトバルブ117に向けて反射する。 The relay system 120 includes relay lenses 124a and 124b and reflection mirrors 125a and 125b. The relay lenses 124a and 124b are provided to prevent light loss due to the long optical path of the blue light B. The relay lens 124a is disposed between the dichroic mirror 114 and the reflection mirror 125a. The relay lens 124b is disposed between the reflection mirrors 125a and 125b. The reflection mirror 125a reflects the blue light B transmitted through the dichroic mirror 114 and emitted from the relay lens 124a toward the relay lens 124b. The reflection mirror 125b reflects the blue light B emitted from the relay lens 124b toward the liquid crystal light valve 117.
クロスダイクロイックプリズム119は、2つのダイクロイック膜119a、119bをX字型に直交配置した色合成光学系である。ダイクロイック膜119aは青色光Bを反射して緑色光Gを透過する膜であり、ダイクロイック膜119bは赤色光Rを反射して緑色光Gを透過する膜である。従って、クロスダイクロイックプリズム119は、液晶ライトバルブ115〜117のそれぞれで変調された赤色光Rと緑色光Gと青色光Bとを合成し、投射光学系118に向けて出射する。 The cross dichroic prism 119 is a color combining optical system in which two dichroic films 119a and 119b are arranged orthogonally in an X shape. The dichroic film 119a is a film that reflects blue light B and transmits green light G, and the dichroic film 119b is a film that reflects red light R and transmits green light G. Accordingly, the cross dichroic prism 119 combines the red light R, the green light G, and the blue light B that are modulated by the liquid crystal light valves 115 to 117, and emits the resultant light toward the projection optical system 118.
なお、液晶ライトバルブ115、117からクロスダイクロイックプリズム119に入射する光はs偏光であり、液晶ライトバルブ116からクロスダイクロイックプリズム119に入射する光はp偏光である。このようにクロスダイクロイックプリズム119に入射する光を異なる種類の偏光としていることにより、クロスダイクロイックプリズム119において各液晶ライトバルブ115〜117から入射する光を合成できる。ここで、一般に、ダイクロイック膜119a、119bはs偏光の反射特性に優れている。このため、ダイクロイック膜119a、119bで反射される赤色光R、および青色光Bをs偏光とし、ダイクロイック膜119a、119bを透過する緑色光Gをp偏光としている。投射光学系118は、投影レンズ(図示略)を有しており、クロスダイクロイックプリズム119で合成された光をスクリーン等の被投射部材111に投射する。 Note that light incident on the cross dichroic prism 119 from the liquid crystal light valves 115 and 117 is s-polarized light, and light incident on the cross dichroic prism 119 from the liquid crystal light valve 116 is p-polarized light. Thus, by making the light incident on the cross dichroic prism 119 into different types of polarized light, the light incident from the liquid crystal light valves 115 to 117 can be synthesized in the cross dichroic prism 119. Here, in general, the dichroic films 119a and 119b are excellent in the reflection characteristics of s-polarized light. For this reason, red light R and blue light B reflected by the dichroic films 119a and 119b are s-polarized light, and green light G transmitted through the dichroic films 119a and 119b is p-polarized light. The projection optical system 118 has a projection lens (not shown), and projects the light combined by the cross dichroic prism 119 onto a projection target 111 such as a screen.
(電気光学装置100の構成)
図2は、本発明の実施の形態1に係る投射型表示装置110に用いた電気光学装置100の説明図である。図2(a)は、電気光学装置100を各構成要素と共に第2基板の側から見た平面図であり、図2(b)は、そのH−H′断面図である。
(Configuration of electro-optical device 100)
FIG. 2 is an explanatory diagram of the electro-optical device 100 used in the projection display device 110 according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2A is a plan view of the electro-optical device 100 viewed from the second substrate side together with each component, and FIG. 2B is a cross-sectional view taken along the line H-H ′.
図2に示すように、電気光学装置100(赤色用電気光学装置100R、緑色用電気光学装置100G、および青色用電気光学装置100B)では、第1基板10と第2基板20とが所定の隙間を介してシール材107によって貼り合わされており、シール材107は第2基板20の外縁に沿うように枠状に設けられている。かかる電気光学装置100は、TN(Twisted Nematic)モードやVA(Vertical Alignment)モードの液晶パネルとして構成されている。電気光学装置100において、シール材107は、光硬化樹脂や熱硬化性樹脂等からなる接着剤であり、両基板間の距離を所定値とするためのグラスファイバー、あるいはガラスビーズ等のギャップ材が配合されている。かかる構成の電気光学装置100において、第1基板10と第2基板20との間では、シール材107によって囲まれた領域内に液晶層50が保持されている。液晶層50には、ビフェニル系液晶材料、フェニルシクロヘキサン系液晶材料、シクロヘキサン系液晶材料、フェニルピリジミン系液晶材料、エステル系液晶材料、ジオキサン系液晶材料等が用いられている。ここで、液晶層50では、上記の液晶材料を単独で用いることがある他、駆動電圧の低下、耐熱性、粘度等に関して要求される性能を満たすために複数の液晶材料をブレンドして用いることがある。 As shown in FIG. 2, in the electro-optical device 100 (the red electro-optical device 100R, the green electro-optical device 100G, and the blue electro-optical device 100B), the first substrate 10 and the second substrate 20 have a predetermined gap. The sealing material 107 is attached in a frame shape along the outer edge of the second substrate 20. The electro-optical device 100 is configured as a liquid crystal panel in a TN (Twisted Nematic) mode or a VA (Vertical Alignment) mode. In the electro-optical device 100, the sealing material 107 is an adhesive made of a photo-curing resin, a thermosetting resin, or the like, and a gap material such as glass fiber or glass beads for setting the distance between the two substrates to a predetermined value. It is blended. In the electro-optical device 100 having such a configuration, the liquid crystal layer 50 is held in a region surrounded by the sealing material 107 between the first substrate 10 and the second substrate 20. For the liquid crystal layer 50, a biphenyl liquid crystal material, a phenylcyclohexane liquid crystal material, a cyclohexane liquid crystal material, a phenyl pyridimine liquid crystal material, an ester liquid crystal material, a dioxane liquid crystal material, or the like is used. Here, in the liquid crystal layer 50, the above liquid crystal material may be used alone, or a plurality of liquid crystal materials may be blended and used in order to satisfy performance required for driving voltage reduction, heat resistance, viscosity, and the like. There is.
本形態において、第1基板10および第2基板20はいずれも四角形であり、電気光学装置100の略中央には、表示領域10aが四角形の領域として設けられている。かかる形状に対応して、シール材107も略四角形に設けられ、シール材107の内周縁と表示領域10aの外周縁との間には、略四角形の周辺領域10bが額縁状に設けられている。第1基板10において、表示領域10aの外側では、第1基板10の一辺に沿ってデータ線駆動回路101および複数の端子102が形成されており、この一辺に隣接する他の辺に沿って走査線駆動回路104が形成されている。なお、端子102には、フレキシブル配線基板(図示せず)が接続されており、第1基板10には、フレキシブル配線基板を介して各種電位や各種信号が入力される。 In the present embodiment, both the first substrate 10 and the second substrate 20 are quadrangular, and the display region 10 a is provided as a quadrangular region in the approximate center of the electro-optical device 100. Corresponding to this shape, the sealing material 107 is also provided in a substantially square shape, and a substantially rectangular peripheral region 10b is provided in a frame shape between the inner peripheral edge of the sealing material 107 and the outer peripheral edge of the display region 10a. . In the first substrate 10, the data line driving circuit 101 and the plurality of terminals 102 are formed along one side of the first substrate 10 outside the display region 10 a, and scanning is performed along another side adjacent to the one side. A line driving circuit 104 is formed. Note that a flexible wiring substrate (not shown) is connected to the terminal 102, and various potentials and various signals are input to the first substrate 10 through the flexible wiring substrate.
第1基板10の液晶層50側の面において、表示領域10aには、画素トランジスター(図示せず)、および画素トランジスターに電気的に接続する画素電極9aがマトリクス状に形成されており、かかる画素電極9aの上層側には第1配向膜16が形成されている。第1配向膜16は、ポリイミド等の樹脂膜、あるいはシリコン酸化膜等の斜方蒸着膜からなる。本形態において、第1配向膜16は、SiOX(x<2)、SiO2、TiO2、MgO、Al2O3、In2O3、Sb2O3、Ta2O5等の斜方蒸着膜からなる第1無機配向膜である。なお、第1基板10の一方面側において、周辺領域10bには、画素電極9aと同時形成されたダミー画素電極9bが形成されている。 On the surface of the first substrate 10 on the liquid crystal layer 50 side, a pixel transistor (not shown) and pixel electrodes 9a electrically connected to the pixel transistor are formed in a matrix in the display region 10a. A first alignment film 16 is formed on the upper layer side of the electrode 9a. The first alignment film 16 is made of a resin film such as polyimide or an oblique deposition film such as a silicon oxide film. In the present embodiment, the first alignment film 16 is formed of an oblique layer such as SiO x (x <2), SiO 2 , TiO 2 , MgO, Al 2 O 3 , In 2 O 3 , Sb 2 O 3 , Ta 2 O 5, etc. It is the 1st inorganic alignment film which consists of a vapor deposition film. Note that on one side of the first substrate 10, a dummy pixel electrode 9b that is formed simultaneously with the pixel electrode 9a is formed in the peripheral region 10b.
第2基板20の液晶層50側の面には共通電極21が形成されており、共通電極21の上層には第2配向膜26が形成されている。第2配向膜26は、第1配向膜16と同様、ポリイミド等の樹脂膜、あるいはシリコン酸化膜等の斜方蒸着膜からなる。本形態において、第2配向膜26は、SiOX(x<2)、SiO2、TiO2、MgO、Al2O3、In2O3、Sb2O3、Ta2O5等の斜方蒸着膜からなる第2無機配向膜である。かかる第1配向膜16および第2配向膜26は、例えば、液晶層50に用いた誘電異方性が負のネマチック液晶化合物を垂直配向させ、電気光学装置100をノーマリブラックのVAモードとして動作させる。共通電極21は、第2基板20の略全面に形成されている。また、第2基板20の液晶層50側の面には、共通電極21の下層側に遮光層108が形成されている。本形態において、遮光層108は、表示領域10aの外周縁に沿って延在する額縁状に形成されており、見切りとして機能する。遮光層108の外周縁は、シール材107の内周縁との間に隙間を隔てた位置にあり、遮光層108とシール材107とは重なっていない。なお、第2基板20において、遮光層108は、隣り合う画素電極9aにより挟まれた領域と重なる領域等にも形成されることがある。 A common electrode 21 is formed on the surface of the second substrate 20 on the liquid crystal layer 50 side, and a second alignment film 26 is formed on the common electrode 21. Similar to the first alignment film 16, the second alignment film 26 is made of a resin film such as polyimide or an oblique deposition film such as a silicon oxide film. In this embodiment, the second alignment film 26, SiO X (x <2) , SiO 2, TiO 2, MgO, Al 2 O 3, In 2 O 3, Sb 2 O 3, Ta 2 O oblique such 5 It is the 2nd inorganic alignment film which consists of a vapor deposition film. The first alignment film 16 and the second alignment film 26 operate, for example, by vertically aligning a nematic liquid crystal compound having a negative dielectric anisotropy used for the liquid crystal layer 50 and setting the electro-optical device 100 as a normally black VA mode. Let The common electrode 21 is formed on substantially the entire surface of the second substrate 20. A light shielding layer 108 is formed on the lower layer side of the common electrode 21 on the surface of the second substrate 20 on the liquid crystal layer 50 side. In this embodiment, the light shielding layer 108 is formed in a frame shape extending along the outer peripheral edge of the display region 10a and functions as a parting. The outer peripheral edge of the light shielding layer 108 is located with a gap between the inner peripheral edge of the sealing material 107 and the light shielding layer 108 and the sealing material 107 do not overlap. In the second substrate 20, the light shielding layer 108 may be formed in a region that overlaps with a region sandwiched between adjacent pixel electrodes 9a.
このように構成した電気光学装置100において、第1基板10には、シール材107より外側において第2基板20の角部分と重なる領域に、第1基板10と第2基板20との間で電気的導通をとるための基板間導通用電極109が形成されている。かかる基板間導通用電極109には、導電粒子を含んだ基板間導通材109aが配置されており、第2基板20の共通電極21は、基板間導通材109aおよび基板間導通用電極109を介して、第1基板10側に電気的に接続されている。このため、共通電極21は、第1基板10の側から共通電位が印加されている。 In the electro-optical device 100 configured as described above, the first substrate 10 is electrically connected between the first substrate 10 and the second substrate 20 in a region overlapping the corner portion of the second substrate 20 outside the sealing material 107. A substrate-to-substrate electrode 109 is formed to achieve electrical continuity. The inter-substrate conducting electrode 109 is provided with an inter-substrate conducting material 109 a containing conductive particles, and the common electrode 21 of the second substrate 20 is interposed between the inter-substrate conducting material 109 a and the inter-substrate conducting electrode 109. Thus, it is electrically connected to the first substrate 10 side. For this reason, a common potential is applied to the common electrode 21 from the first substrate 10 side.
シール材107は、略同一の幅寸法をもって第2基板20の外周縁に沿って設けられている。このため、シール材107は、略四角形である。但し、シール材107は、第2基板20の角部分と重なる領域では基板間導通用電極109を避けて内側を通るように設けられており、シール材107の角部分は略円弧状である。 The sealing material 107 is provided along the outer peripheral edge of the second substrate 20 with substantially the same width dimension. For this reason, the sealing material 107 is substantially rectangular. However, the sealing material 107 is provided so as to pass inside avoiding the inter-substrate conduction electrode 109 in a region overlapping with the corner portion of the second substrate 20, and the corner portion of the sealing material 107 has a substantially arc shape.
かかる構成の電気光学装置100において、画素電極9aおよび共通電極21をITO(Indium Tin Oxide)膜やIZO(Indium Zinc Oxide)膜等の透光性導電膜により形成すれば、透過型の電気光学装置100を構成することができる。かかる透過型の電気光学装置100では、第2基板20の側から入射した光が第1基板10を透過して出射される間に変調される。これに対して、画素電極9aおよび共通電極21のうち、例えば、共通電極21を透光性導電膜により形成し、画素電極9aをアルミニウム膜等の反射性導電膜により形成すれば、反射型の電気光学装置100を構成することができる。反射型の電気光学装置100では、第2基板20の側から入射した光が第1基板10で反射して出射される間に変調される。 In the electro-optical device 100 having such a configuration, if the pixel electrode 9a and the common electrode 21 are formed of a light-transmitting conductive film such as an ITO (Indium Tin Oxide) film or an IZO (Indium Zinc Oxide) film, the transmission type electro-optical device. 100 can be configured. In the transmissive electro-optical device 100, light incident from the second substrate 20 side is modulated while being transmitted through the first substrate 10 and emitted. On the other hand, of the pixel electrode 9a and the common electrode 21, for example, if the common electrode 21 is formed of a translucent conductive film and the pixel electrode 9a is formed of a reflective conductive film such as an aluminum film, a reflective type The electro-optical device 100 can be configured. In the reflective electro-optical device 100, light incident from the second substrate 20 side is modulated while being reflected by the first substrate 10 and emitted.
(照明装置60の詳細構成)
図3は、本発明の実施の形態1に係る投射型表示装置110に用いた照明装置60において、フィルター69を設けない状態における光源光の特性を示す説明図である。図3(a)は、レンズアレイ66を透過した直後の光源光の特性を示す説明図であり、レンズアレイ66を透過した直後の光源光を装置光軸L方向からみたときの光強度分布を示してある。図3(b)は、重畳レンズ65を透過した直後の光源光の特性を示す説明図であり、重畳レンズ65を透過した直後の光源光を装置光軸L方向からみたときの光強度分布を示してある。なお、図3に示す結果は、第1レンズアレイ62および第2レンズアレイ63では、レンズ622、632が第1方向Xに4列、第2方向Yに6列設けられ、偏光変換素子64では、光線の出射部が第1方向Xで8列、第2方向Yに6列設けられている場合のデータである。
(Detailed configuration of lighting device 60)
FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating the characteristics of the light source light in a state where the filter 69 is not provided in the illumination device 60 used in the projection display device 110 according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 3A is an explanatory diagram showing the characteristics of the light source light immediately after passing through the lens array 66, and shows the light intensity distribution when the light source light just after passing through the lens array 66 is viewed from the direction of the optical axis L of the apparatus. It is shown. FIG. 3B is an explanatory diagram showing the characteristics of the light source light immediately after passing through the superimposing lens 65, and shows the light intensity distribution when the light source light just after passing through the superimposing lens 65 is viewed from the device optical axis L direction. It is shown. The results shown in FIG. 3 indicate that in the first lens array 62 and the second lens array 63, the lenses 622 and 632 are provided in four rows in the first direction X and six rows in the second direction Y. This is data in the case where the light emitting portions are provided in 8 rows in the first direction X and 6 rows in the second direction Y.
図4は、本発明の実施の形態1に係る投射型表示装置110において、照明装置60にフィルター69を設けない状態で電気光学装置100に入射する光源光の角度分布を示す説明図であり、装置光軸Lに対してなす角度と光強度との関係を示してある。 FIG. 4 is an explanatory diagram showing the angular distribution of light source light incident on the electro-optical device 100 in a state where the filter 69 is not provided in the illumination device 60 in the projection display device 110 according to Embodiment 1 of the present invention. The relationship between the angle formed with respect to the device optical axis L and the light intensity is shown.
図5は、本発明の実施の形態1に係る投射型表示装置110に用いたフィルター69の説明図である。図5(a)は、光源光の光束のうち、フィルター69によって光量を低下させる領域を示す説明図であり、図5(b)は、フィルター69の第1構成例を示す説明図であり、図5(c)は、フィルター69の第2構成例を示す説明図である。 FIG. 5 is an explanatory diagram of the filter 69 used in the projection display device 110 according to the first embodiment of the present invention. FIG. 5A is an explanatory diagram illustrating a region in which the amount of light of the light source light is reduced by the filter 69. FIG. 5B is an explanatory diagram illustrating a first configuration example of the filter 69. FIG. 5C is an explanatory diagram illustrating a second configuration example of the filter 69.
図1に示す照明装置60には、以下に説明する理由から、光源611から電気光学装置100に到る光路にはフィルター69が配置されている。 In the illumination device 60 shown in FIG. 1, a filter 69 is disposed in the optical path from the light source 611 to the electro-optical device 100 for the reason described below.
図1に示す照明装置60にフィルター69を設けない状態では、レンズアレイ66を透過した直後の光源光は、図3(a)に示す強度分布を有しており、重畳レンズ65を透過した直後の光源光は、図3(b)に示す強度分布を有している。図3(a)、(b)に示すデータは、光源光の光束からは複数のスポットS1、S2が存在し、スポットS1、S2では、中心側から外周側に向かって光強度が低下していることを示している。また、図3(b)に例示するスポットS2aのように、中心側から外周側に向かって光強度分布が同心状の場合、装置光軸Lに対して平行な光が多いことを意味する。これに対して、図3(b)に例示するスポットのS2bのように、形状が細長くなっている場合、装置光軸Lに対して斜めに進行する斜め光が含まれていることを意味する。従って、スポットS1、S2の形状が細く長くなる程、斜め光が多く含まれており、円形状に近い程、斜め光が少ないことを意味する。 In the state where the filter 69 is not provided in the illumination device 60 shown in FIG. 1, the light source light immediately after passing through the lens array 66 has the intensity distribution shown in FIG. The light source light has an intensity distribution shown in FIG. In the data shown in FIGS. 3A and 3B, there are a plurality of spots S1 and S2 from the luminous flux of the light source light, and in the spots S1 and S2, the light intensity decreases from the center side toward the outer peripheral side. It shows that. Further, when the light intensity distribution is concentric from the center side toward the outer peripheral side as in the spot S2a illustrated in FIG. 3B, it means that there is a lot of light parallel to the device optical axis L. On the other hand, when the shape is elongated like the spot S2b illustrated in FIG. 3B, it means that oblique light traveling obliquely with respect to the device optical axis L is included. . Therefore, the narrower and longer the shapes of the spots S1 and S2, the more oblique light is contained, and the closer the shape is to a circular shape, the smaller the oblique light.
従って、図3(a)に示すように、レンズアレイ66を透過した直後の光源光の光束において、レンズアレイ66の外周側かつ角側を通過した光源光は、装置光軸Lに対して斜めに進行する斜め光の成分を多く含んでいるといえる。また、図3(b)に示すように、重畳レンズ65を透過した直後の光源光の光束においても、レンズアレイ66の外周側かつ角側を通過した光源光は、装置光軸Lに対して斜めに進行する斜め光の成分を多く含んでいるといえる。そのため、フィルター69を設けない状態では、図4に示すように、電気光学装置100に入射する光源光には、装置光軸L(電気光学装置100の入射面に対する法線方向)に対して斜めに進行する斜め光の成分が多く含まれていることがわかる。なお、図4において、強度ピークが0°の両側で分かれているのは、レンズアレイ66を用いたためである。 Therefore, as shown in FIG. 3A, in the light source light beam immediately after passing through the lens array 66, the light source light that has passed through the outer peripheral side and the corner side of the lens array 66 is oblique to the device optical axis L. It can be said that it contains a lot of components of oblique light that travels forward. Further, as shown in FIG. 3B, even in the light beam of the light source light immediately after passing through the superimposing lens 65, the light source light that has passed the outer peripheral side and the corner side of the lens array 66 is relative to the device optical axis L. It can be said that it contains many components of oblique light traveling diagonally. Therefore, in a state where the filter 69 is not provided, the light source light incident on the electro-optical device 100 is oblique to the device optical axis L (normal direction with respect to the incident surface of the electro-optical device 100) as shown in FIG. It can be seen that there are many components of the oblique light that travels in the direction. In FIG. 4, the intensity peak is divided on both sides of 0 ° because the lens array 66 is used.
そこで、本形態では、光源611から電気光学装置100に到る光路には、フィルター69が配置されている。本形態において、フィルター69は、レンズアレイ66(第2レンズアレイ63)と偏光変換素子64との間に配置されている。 Therefore, in this embodiment, a filter 69 is disposed in the optical path from the light source 611 to the electro-optical device 100. In this embodiment, the filter 69 is disposed between the lens array 66 (second lens array 63) and the polarization conversion element 64.
ここで、フィルター69は、図5(b)に示す構成、あるいは図5(c)に示す構成を有しており、いずれの場合も、光源光の入射領域690に少なくとも3段階の透過率分布を有している。本形態において、フィルター69は、レベルTA〜レベルTFまでの6段階の透過率分布を有している。なお、レベルTA〜レベルTFは、透過率が以下の関係
レベルTA>レベルTB>レベルTC>レベルTD>レベルTE>レベルTF
を有している。
Here, the filter 69 has the configuration shown in FIG. 5B or the configuration shown in FIG. 5C, and in any case, at least three levels of transmittance distribution in the incident region 690 of the light source light. have. In this embodiment, the filter 69 has a six-stage transmittance distribution from level TA to level TF. Levels TA to TF have the following transmittance: level TA> level TB> level TC> level TD> level TE> level TF
have.
ここで、フィルター69は、透光性の基板に遮光層が形成された構成を有しており、遮光層に形成されたドット状の開口部の密度によって、透過率が規定されている。また、フィルター69は、透光性の基板に遮光層が形成された構成を有しており、遮光層の厚さによって、透過率が規定されることもある。 Here, the filter 69 has a configuration in which a light-shielding layer is formed on a light-transmitting substrate, and the transmittance is defined by the density of dot-like openings formed in the light-shielding layer. The filter 69 has a configuration in which a light-shielding layer is formed on a light-transmitting substrate, and the transmittance may be defined by the thickness of the light-shielding layer.
また、図5(b)、(c)に示すフィルター69の入射領域690には、領域毎に透過率が設定されたアレイ691が第1方向Xに5列設けられ、第2方向Yに9列設けられている。ここで、第1レンズアレイ62および第2レンズアレイ63では、レンズ622、632が第1方向Xに4列(n列)、第2方向Yに6列(m列)設けられていることから、フィルター69は、アレイ691が第1方向Xにn列以上設けられているとともに、第2方向Yにm列以上設けられた構成になっている。 5B and 5C, the array 691 in which the transmittance is set for each region is provided in five rows in the first direction X, and 9 in the second direction Y. A column is provided. Here, in the first lens array 62 and the second lens array 63, the lenses 622 and 632 are provided in four rows (n rows) in the first direction X and six rows (m rows) in the second direction Y. The filter 69 has a configuration in which the array 691 is provided in n or more columns in the first direction X and m or more in the second direction Y.
また、フィルター69は、図3(a)に示す結果(図5(a)に示す結果)に対応して、各アレイ691の透過率が以下のように設定されている。 Further, in the filter 69, the transmittance of each array 691 is set as follows corresponding to the result shown in FIG. 3A (result shown in FIG. 5A).
まず、図5(a)の中央領域Gaに相当する光束の中心部分は、斜め光が少ないため、図5(b)に示すフィルター69では、アレイ691のうち、中央領域に位置するアレイ691aの透過度はレベルTAあるいはレベルTBになっている。これに対して、図5(a)の角Gbに相当する光束の角部分は、斜め光が多いため、図5(b)に示すフィルター69では、アレイ691のうち、角に位置するアレイ691bの透過度がレベルTFになっている。なお、図5(a)の辺Gcに相当する光束の角部分は、角Gbより斜め光は少ないが、中央領域Gaより斜め光が多いので、図5(b)に示すフィルター69では、アレイ691のうち、辺に位置するアレイ691cの透過度はレベルTCあるいはレベルTDになっている。 First, since the central portion of the light beam corresponding to the central region Ga in FIG. 5A has little oblique light, the filter 69 shown in FIG. 5B has an array 691a located in the central region of the array 691. The transmittance is level TA or level TB. On the other hand, the angle portion of the light beam corresponding to the angle Gb in FIG. 5A has a large amount of oblique light. Therefore, in the filter 69 shown in FIG. 5B, the array 691b located at the corner of the array 691. The transparency of is level TF. Note that the corner portion of the light beam corresponding to the side Gc in FIG. 5A has less oblique light than the angle Gb but more oblique light than the central region Ga. Therefore, the filter 69 shown in FIG. Out of 691, the transmittance of the array 691c located on the side is level TC or level TD.
このようにして透過率分布を設定した結果、図5(b)に示すフィルター69においては、入射領域690のうち、外周に位置するアレイ691の一部は、透過率分布において最も透過率が低いレベルTFより透過率が高いレベルTC、TD、TEになっている。 As a result of setting the transmittance distribution in this way, in the filter 69 shown in FIG. 5B, a part of the array 691 located on the outer periphery of the incident region 690 has the lowest transmittance in the transmittance distribution. Levels TC, TD, and TE are higher in transmittance than level TF.
ここで、図2に示す電気光学装置100では、液晶層50に用いた液晶分子のプレチルトの方向によっては、図5(a)に示す分布のうち、特定の方位に位置する部分に含まれる斜め光の影響を受けやすいことがある。そこで、図5(c)に示すフィルター69では、4つの辺に沿って配列されたアレイ691cのうち、X方向の一方側に位置する辺の一部については、角に位置するアレイ691bと同様、レベルTFになっている。その結果、図5(c)に示すフィルター69においては、装置光軸Lを中心としたとき、透過率分布が点対称および線対称のいずれにもなっていない。 Here, in the electro-optical device 100 shown in FIG. 2, depending on the pretilt direction of the liquid crystal molecules used in the liquid crystal layer 50, the oblique distribution included in the portion located in a specific direction in the distribution shown in FIG. May be susceptible to light. Therefore, in the filter 69 shown in FIG. 5C, a part of the side located on one side in the X direction among the array 691c arranged along the four sides is the same as the array 691b located at the corner. , Level TF. As a result, in the filter 69 shown in FIG. 5C, when the device optical axis L is the center, the transmittance distribution is neither point symmetric nor line symmetric.
(本形態の主な効果)
以上説明したように、本形態の投射型表示装置110では、光源611から電気光学装置100に到る光路にフィルター69が配置されており、かかるフィルター69によって、光源光のうち、装置光軸Lに対して大きな角度を成して斜めに進行する斜め光を減少させている。従って、例えば、図4に示すように、電気光学装置100に対する入射角度の範囲を矢印Wで示す範囲に制限することができるので、コントラスト等の向上を図ることができる。また、フィルター69は、少なくとも3段階の透過率分布を有しているため、コントラスト等を低下させるおそれが低い光成分については遮断しないため、表示光量の低下を抑制しながら、画像の品位を向上することができる。特に電気光学装置100が液晶装置である場合、斜め光に関しては、リターデーションが設計値と異なる値となるため、コントラストを低下させやすいが、本形態によれば、電気光学装置100が液晶装置である場合でも、コントラストを向上することができる。
(Main effects of this form)
As described above, in the projection display device 110 of the present embodiment, the filter 69 is disposed in the optical path from the light source 611 to the electro-optical device 100, and the device optical axis L of the light source light is provided by the filter 69. Oblique light traveling obliquely at a large angle is reduced. Therefore, for example, as shown in FIG. 4, the range of the incident angle with respect to the electro-optical device 100 can be limited to the range indicated by the arrow W, so that the contrast and the like can be improved. Further, since the filter 69 has a transmittance distribution of at least three levels, it does not block light components that are unlikely to reduce contrast and the like, so that the image quality is improved while suppressing a decrease in the amount of display light. can do. In particular, when the electro-optical device 100 is a liquid crystal device, with respect to oblique light, the retardation is different from the design value, and thus it is easy to reduce the contrast. However, according to this embodiment, the electro-optical device 100 is a liquid crystal device. Even in some cases, the contrast can be improved.
また、本形態において、フィルター69は、レンズアレイ66(第2レンズアレイ63)と偏光変換素子64との間に配置されている。すなわち、光路のうち、比較的、光源611に近い位置にフィルター69が配置されている。このため、光源光の光束のうち、装置光軸Lに対して大きな角度を成す斜め光をフィルター69によって選択的に減少させることができ、他の光成分の減少を抑制することができる。それ故、表示光量の低下を抑制しながら、画像の品位を向上することができる。 In this embodiment, the filter 69 is disposed between the lens array 66 (second lens array 63) and the polarization conversion element 64. That is, the filter 69 is disposed at a position relatively close to the light source 611 in the optical path. For this reason, the oblique light which makes a big angle with respect to the apparatus optical axis L among the light fluxes of the light source light can be selectively reduced by the filter 69, and the reduction of other light components can be suppressed. Therefore, it is possible to improve the image quality while suppressing a decrease in the amount of display light.
また、第1レンズアレイ62および第2レンズアレイ63では、レンズ622、632が第1方向Xに4列(n列)、第2方向Yに6列(m列)設けられているのに対して、フィルター69は、アレイ691が第1方向Xにn列以上設けられているとともに、第2方向Yにm列以上設けられた構成になっている。従って、フィルター69の透過率分布を細かく最適に設定することができる。 In the first lens array 62 and the second lens array 63, the lenses 622 and 632 are provided in four rows (n rows) in the first direction X and six rows (m rows) in the second direction Y. The filter 69 has a configuration in which the array 691 is provided in n or more rows in the first direction X and m or more in the second direction Y. Therefore, the transmittance distribution of the filter 69 can be set finely and optimally.
また、図5(b)、(c)に示すフィルター69では、入射領域690のうち、外周に位置するアレイ691であっても、一部のアレイは、透過率分布において最も透過率が低いレベルTFより透過率が高いレベルTC、TDになっている。それ故、光源光の光束の外周部分であっても、画像の品位を低下させるおそれが低い光成分については遮断せずに表示光として利用できる。従って、表示光量の低下を抑制することができる。 Further, in the filter 69 shown in FIGS. 5B and 5C, even in the array 691 located on the outer periphery of the incident region 690, a part of the array has the lowest transmittance in the transmittance distribution. Levels TC and TD are higher in transmittance than TF. Therefore, even in the outer peripheral portion of the light beam of the light source light, a light component that is unlikely to deteriorate the quality of the image can be used as display light without being blocked. Accordingly, it is possible to suppress a decrease in the amount of display light.
また、図5(c)に示すフィルター69では、液晶層50に用いた液晶分子のプレチルトの方向等を考慮して、特定の方位に位置する部分に含まれる斜め光を遮断した結果、装置光軸Lを中心としたとき、透過率分布が点対称および線対称のいずれにもなっていない。すなわち、本形態では、光源光の光束を位置によって一律に遮断するのではなく、電気光学装置100の特性も考慮して、フィルター69の透過率分布を設定してある。このため、表示光量の低下を抑制しながら、画像の品位を向上することができる。 In addition, in the filter 69 shown in FIG. 5C, in consideration of the direction of the pretilt of the liquid crystal molecules used in the liquid crystal layer 50 and the like, as a result of blocking the oblique light included in the portion located in a specific orientation, the device light When the axis L is the center, the transmittance distribution is neither point symmetric nor line symmetric. In other words, in this embodiment, the transmittance distribution of the filter 69 is set in consideration of the characteristics of the electro-optical device 100 instead of uniformly blocking the light beam of the light source light depending on the position. For this reason, it is possible to improve image quality while suppressing a decrease in the amount of display light.
[実施の形態2]
図6は、本発明の実施の形態2に係る投射型表示装置110に用いた照明装置60の概略構成図である。なお、本形態および後述する実施の形態3、4、5の基本的な構成は、実施の形態1と共通するため、共通する部分には同一の符号を付して、それらの説明を省略する。
[Embodiment 2]
FIG. 6 is a schematic configuration diagram of the illumination device 60 used in the projection display device 110 according to Embodiment 2 of the present invention. In addition, since the basic configuration of the present embodiment and later-described third, fourth, and fifth embodiments is common to the first embodiment, common portions are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. .
実施の形態1では、フィルター69が第2レンズアレイ63と偏光変換素子64との間に配置されていたが、図6に示すように、本形態では、第1レンズアレイ62と第2レンズアレイ63との間に、図5(b)、(c)を参照して説明したフィルター69が配置されている。その他の構成は、実施の形態1と同様である。かかる構成でも、表示光量の低下を抑制しながら、画像の品位を向上することができる等、実施の形態1と同様な効果を奏する。 In the first embodiment, the filter 69 is disposed between the second lens array 63 and the polarization conversion element 64. However, in the present embodiment, as shown in FIG. 6, the first lens array 62 and the second lens array are arranged. The filter 69 described with reference to FIG. Other configurations are the same as those in the first embodiment. Even with such a configuration, the same effects as those of the first embodiment can be achieved, such as the improvement in image quality while suppressing a decrease in the amount of display light.
[実施の形態1、2の変形例]
実施の形態1、2では、第1レンズアレイ62および第2レンズアレイ63において、レンズ622、632が第1方向Xに4列(n列)、第2方向Yに6列(m列)設けられているのに対して、フィルター69は、アレイ691が第1方向Xにn列以上設けられているとともに、第2方向Yにm列以上設けられた構成になっていた。これに対して、本形態では、フィルター69は、アレイ691が第1方向Xにn列設けられているとともに、第2方向Yにm列設けられている。このため、フィルター69では、第1レンズアレイ62および第2レンズアレイ63のレンズ622、632に対して一対一の関係をもってアレイ691が設けられている。従って、フィルター69において、アレイ691をいずれの透過率に設定するかを容易に決定することができる。
[Modifications of Embodiments 1 and 2]
In the first and second embodiments, in the first lens array 62 and the second lens array 63, the lenses 622 and 632 are provided in four rows (n rows) in the first direction X and six rows (m rows) in the second direction Y. On the other hand, the filter 69 has a configuration in which the array 691 is provided in the first direction X by n columns or more and the second direction Y is provided by m columns or more. On the other hand, in this embodiment, the filter 69 includes n rows of arrays 691 in the first direction X and m rows in the second direction Y. Therefore, in the filter 69, the array 691 is provided in a one-to-one relationship with the lenses 622 and 632 of the first lens array 62 and the second lens array 63. Accordingly, in the filter 69, it is possible to easily determine which transmittance the array 691 is set to.
[実施の形態3]
図7は、本発明の実施の形態3に係る投射型表示装置110に用いた照明装置60の概略構成図である。実施の形態1では、フィルター69がレンズアレイ66と偏光変換素子64との間に配置されていたが、図7に示すように、本形態では、偏光変換素子64と重畳レンズ65との間に、図5(b)、(c)を参照して説明したフィルター69が配置されている。ここで、偏光変換素子64では、光線の出射部が第1方向Xで4列(n×2列)設けられ、第2方向Yに6列(m列)設けられているため、フィルター69では、アレイ691が第1方向Xで8列以上(n×2列以上)設けられ、第2方向Yに6列以上(m列以上)設けられている。その他の構成は、実施の形態1と同様である。
[Embodiment 3]
FIG. 7 is a schematic configuration diagram of the illumination device 60 used in the projection display device 110 according to Embodiment 3 of the present invention. In the first embodiment, the filter 69 is disposed between the lens array 66 and the polarization conversion element 64. However, in this embodiment, the filter 69 is disposed between the polarization conversion element 64 and the superimposing lens 65 as shown in FIG. The filter 69 described with reference to FIGS. 5B and 5C is disposed. Here, in the polarization conversion element 64, there are four rows (n × 2 rows) in the first direction X and six rows (m rows) in the second direction Y. The array 691 is provided in the first direction X by 8 columns (n × 2 columns or more) and in the second direction Y by 6 columns (m columns or more). Other configurations are the same as those in the first embodiment.
かかる構成でも、少なくとも3段階の透過率分布を有するフィルター69によって光源光の斜め光を効果的に遮断するため、表示光量の低下を抑制しながら、画像の品位を向上することができる。また、光路のうち、比較的、光源611に近い位置にフィルター69が配置されているため、光源光の光束のうち、装置光軸Lに対して大きな角度を成す斜め光をフィルター69によって選択的に減少させることができ、他の光成分の減少を抑制することができる。それ故、表示光量の低下を抑制しながら、画像の品位を向上することができる。 Even in such a configuration, since the oblique light of the light source light is effectively blocked by the filter 69 having at least three levels of transmittance distribution, it is possible to improve the image quality while suppressing a decrease in the amount of display light. In addition, since the filter 69 is disposed at a position relatively close to the light source 611 in the optical path, oblique light having a large angle with respect to the device optical axis L is selectively selected by the filter 69 from the light flux of the light source light. It is possible to suppress the decrease of other light components. Therefore, it is possible to improve the image quality while suppressing a decrease in the amount of display light.
また、偏光変換素子64では、光線の出射部が第1方向Xで4列(n×2列)設けられ、第2方向Yに6列(m列)設けられているため、フィルター69では、アレイ691が第1方向Xで8列以上(n×2列以上)設けられ、第2方向Yに6列以上(m列以上)設けられている。従って、フィルター69の透過率分布を細かく最適に設定することができる。 Further, in the polarization conversion element 64, there are four rows (n × 2 rows) in the first direction X, and six rows (m rows) in the second direction Y. Therefore, in the filter 69, The array 691 is provided in the first direction X by 8 columns or more (n × 2 columns or more), and in the second direction Y by 6 columns or more (m columns or more). Therefore, the transmittance distribution of the filter 69 can be set finely and optimally.
[実施の形態4]
図8は、本発明の実施の形態4に係る投射型表示装置110に用いた照明装置60の概略構成図である。図8に示すように、本形態では、重畳レンズ65と電気光学装置100との間に配置された複数の光学素子のうち、最も重畳レンズ65側に配置されたフィールドレンズ112と重畳レンズ65との間に、図5(b)、(c)を参照して説明したフィルター69が配置されている。すなわち、重畳レンズ65の直後にフィルター69が配置されている。ここで、偏光変換素子64では、光線の出射部が第1方向Xで4列(n×2列)設けられ、第2方向Yに6列(m列)設けられているため、フィルター69では、アレイ691が第1方向Xで8列以上(n×2列以上)設けられ、第2方向Yに6列以上(m列以上)設けられている。その他の構成は、実施の形態1と同様である。
[Embodiment 4]
FIG. 8 is a schematic configuration diagram of the illumination device 60 used in the projection display device 110 according to Embodiment 4 of the present invention. As shown in FIG. 8, in this embodiment, among the plurality of optical elements arranged between the superimposing lens 65 and the electro-optical device 100, the field lens 112 and the superimposing lens 65 that are arranged closest to the superimposing lens 65. Between these, the filter 69 described with reference to FIGS. 5B and 5C is arranged. That is, the filter 69 is disposed immediately after the superimposing lens 65. Here, in the polarization conversion element 64, there are four rows (n × 2 rows) in the first direction X and six rows (m rows) in the second direction Y. The array 691 is provided in the first direction X by 8 columns (n × 2 columns or more) and in the second direction Y by 6 columns (m columns or more). Other configurations are the same as those in the first embodiment.
かかる構成でも、少なくとも3段階の透過率分布を有するフィルター69によって光源光の斜め光を効果的に遮断するため、表示光量の低下を抑制しながら、画像の品位を向上することができる。また、光路のうち、比較的、光源611に近い位置にフィルター69が配置されているため、光源光の光束のうち、装置光軸Lに対して大きな角度を成す斜め光をフィルター69によって選択的に減少させることができ、他の光成分の減少を抑制することができる。それ故、表示光量の低下を抑制しながら、画像の品位を向上することができる。 Even in such a configuration, since the oblique light of the light source light is effectively blocked by the filter 69 having at least three levels of transmittance distribution, it is possible to improve the image quality while suppressing a decrease in the amount of display light. In addition, since the filter 69 is disposed at a position relatively close to the light source 611 in the optical path, oblique light having a large angle with respect to the device optical axis L is selectively selected by the filter 69 from the light flux of the light source light. It is possible to suppress the decrease of other light components. Therefore, it is possible to improve the image quality while suppressing a decrease in the amount of display light.
また、偏光変換素子64では、光線の出射部が第1方向Xで4列(n×2列)設けられ、第2方向Yに6列(m列)設けられているため、フィルター69では、アレイ691が第1方向Xで8列以上(n×2列以上)設けられ、第2方向Yに6列以上(m列以上)設けられている。従って、フィルター69の透過率分布を細かく最適に設定することができる。 Further, in the polarization conversion element 64, there are four rows (n × 2 rows) in the first direction X, and six rows (m rows) in the second direction Y. Therefore, in the filter 69, The array 691 is provided in the first direction X by 8 columns or more (n × 2 columns or more), and in the second direction Y by 6 columns or more (m columns or more). Therefore, the transmittance distribution of the filter 69 can be set finely and optimally.
さらに、フィルター69が光源611から、ある程度離れた位置に設けられているため、光源611の熱によってフィルター69が変形することを抑制することができる。 Further, since the filter 69 is provided at a position away from the light source 611 to some extent, the filter 69 can be prevented from being deformed by the heat of the light source 611.
[実施の形態3、4の変形例]
実施の形態3、4では、偏光変換素子64では、光線の出射部が第1方向Xに8列(n×5列)、第2方向Yに6列(m列)設けられているのに対して、フィルター69は、アレイ691が第1方向Xにn×2列以上設けられているとともに、第2方向Yにm列以上設けられた構成になっていた。これに対して、本形態では、フィルター69は、アレイ691が第1方向Xにn×2列設けられているとともに、第2方向Yにm列設けられている。このため、フィルター69では、偏光変換素子64の光線の出射部に対して一対一の関係をもってアレイ691が設けられている。従って、フィルター69において、アレイ691をいずれの透過率に設定するかを容易に決定することができる。
[Modifications of Embodiments 3 and 4]
In the third and fourth embodiments, the polarization conversion element 64 is provided with 8 rows (n × 5 rows) of light emitting portions in the first direction X and 6 rows (m rows) in the second direction Y. On the other hand, the filter 69 has a configuration in which the array 691 is provided in n × 2 columns or more in the first direction X and m columns or more in the second direction Y. On the other hand, in this embodiment, the filter 69 includes n × 2 arrays 691 in the first direction X and m arrays in the second direction Y. For this reason, in the filter 69, the array 691 is provided in a one-to-one relationship with the light emitting part of the polarization conversion element 64. Accordingly, in the filter 69, it is possible to easily determine which transmittance the array 691 is set to.
[実施の形態5]
図9は、本発明の実施の形態5に係る投射型表示装置110の照明装置60に用いたフィルター69の説明図である。
[Embodiment 5]
FIG. 9 is an explanatory diagram of the filter 69 used in the illumination device 60 of the projection display device 110 according to the fifth embodiment of the present invention.
上記実施の形態1〜4では、6段階の透過率分布を有するフィルター69を用いたが、図9に示すように、本形態では、レベルTA〜TEの5段階の透過率分布を有するフィルター69が用いられている。また、本形態では、フィルター69にアレイ691を設定せずに、中心側から外周側に向けて透過率が段階的に切り換わっている構成になっている。かかる構成でも、少なくとも3段階の透過率分布を有するフィルター69によって光源光の斜め光を効果的に遮断するため、表示光量の低下を抑制しながら、画像の品位を向上することができる。 In the first to fourth embodiments, the filter 69 having a six-stage transmittance distribution is used. However, in the present embodiment, as shown in FIG. 9, the filter 69 having a five-stage transmittance distribution of levels TA to TE. Is used. In this embodiment, the transmittance is switched stepwise from the center to the outer periphery without setting the array 691 in the filter 69. Even in such a configuration, since the oblique light of the light source light is effectively blocked by the filter 69 having at least three levels of transmittance distribution, it is possible to improve the image quality while suppressing a decrease in the amount of display light.
[他の実施の形態]
上記実施の形態では、赤色光R、緑色光G、青色光Bの3つの電気光学装置100を用いた例を説明したが、1つの電気光学装置100、異なる色に対応する2つの電気光学装置100、あるいは4つ以上の電気光学装置100を用いた場合に適用してもよい。
[Other embodiments]
In the above embodiment, an example using three electro-optical devices 100 of red light R, green light G, and blue light B has been described. However, one electro-optical device 100 and two electro-optical devices corresponding to different colors are used. 100 or four or more electro-optical devices 100 may be used.
上記実施の形態では、透過型の電気光学装置100を用いた例を説明したが、反射型の電気光学装置100を用いた投射型表示装置に本発明を適用してもよい。 In the above embodiment, an example using the transmission type electro-optical device 100 has been described. However, the present invention may be applied to a projection display device using the reflection type electro-optical device 100.
上記実施の形態では、電気光学装置100として液晶装置を用いたが、マイクロミラーデバイスを電気光学装置100として用いた投射型表示装置に本発明を適用してもよい。 In the above embodiment, a liquid crystal device is used as the electro-optical device 100. However, the present invention may be applied to a projection display device using a micromirror device as the electro-optical device 100.
10・・第1基板、20・・第2基板、50・・液晶層、60・・照明装置、61・・光源部、62・・第1レンズアレイ、63・・第2レンズアレイ、64・・偏光変換素子、65・・重畳レンズ、66・・レンズアレイ、69・・フィルター、100・・電気光学装置、110・・・投射型表示装置、118・・投射光学系、200・・光学ユニット、611・・光源、622・・第1レンズアレイのレンズ、632・・第2レンズアレイのレンズ、690・・フィルターの入射領域、691・・フィルターのアレイ 10 .... first substrate, 20 .... second substrate, 50 ... liquid crystal layer, 60 ... illuminating device, 61 ... light source, 62 ... first lens array, 63 ... second lens array, ... ..Polarization conversion element, 65..Superimposing lens, 66..Lens array, 69..Filter, 100..Electro-optical device, 110 ... Projection type display device, 118..Projection optical system, 200..Optical unit 611... Light source 622... First lens array lens 632. Second lens array lens 690... Filter incident area 691.
Claims (13)
前記光源から出射された光を変調する電気光学装置と、
前記光源から前記電気光学装置に到る光路に配置され、少なくとも3段階の透過率分布を有するフィルターと、
を有することを特徴とする投射型表示装置。 A light source;
An electro-optical device that modulates the light emitted from the light source;
A filter disposed in an optical path from the light source to the electro-optical device, and having a transmittance distribution of at least three stages;
A projection type display device comprising:
前記フィルターは、前記レンズアレイと前記偏光変換素子との間、前記偏光変換素子と前記重畳レンズとの間、および前記重畳レンズと前記複数の光学素子うち、最も前記重畳レンズの側に配置された光学素子との間のいずれかに配置されていることを特徴とする請求項1に記載の投射型表示装置。 The optical path includes a lens array, a polarization conversion element disposed between the lens array and the electro-optical device, a superimposing lens disposed between the polarization conversion element and the electro-optical device, A plurality of optical elements disposed between a superimposing lens and the electro-optical device, and
The filter is disposed between the lens array and the polarization conversion element, between the polarization conversion element and the superimposing lens, and closest to the superimposing lens among the superimposing lens and the plurality of optical elements. The projection display device according to claim 1, wherein the projection display device is disposed between the optical element and the optical element.
前記フィルターは、前記第1レンズアレイと前記第2レンズアレイとの間に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の投射型表示装置。 The lens array includes a first lens array, and a second lens array that is disposed between the first lens array and the polarization conversion element and includes the same number of lenses as the first lens array,
The projection display device according to claim 1, wherein the filter is disposed between the first lens array and the second lens array.
前記レンズアレイでは、レンズが装置光軸に直交する第1方向にn列設けられているとともに、装置光軸および前記第1方向に直交する第2方向にm列設けられており、
前記フィルターは、領域毎に透過率が設定されたアレイが前記第1方向にn列以上設けられているとともに、前記第1方向にm列以上設けられていることを特徴とする請求項3または6に記載の投射型表示装置。 When n and m are integers of 2 or more,
In the lens array, lenses are provided in n rows in a first direction orthogonal to the device optical axis, and m rows are provided in a second direction orthogonal to the device optical axis and the first direction.
4. The filter according to claim 3, wherein an array in which transmittance is set for each region is provided in n or more columns in the first direction, and m or more columns are provided in the first direction. 6. The projection display device according to 6.
前記フィルターは、領域毎に透過率が設定されたアレイが前記第1方向にn×2列以上設けられているとともに、前記第1方向にm列以上設けられていることを特徴とする請求項4または5に記載の投射型表示装置。 In the lens array, lenses are provided in n rows in a first direction orthogonal to the device optical axis, and m rows are provided in a second direction orthogonal to the device optical axis and the first direction.
2. The filter according to claim 1, wherein an array in which transmittance is set for each region is provided in n × 2 columns or more in the first direction and m columns or more in the first direction. The projection display device according to 4 or 5.
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US10809608B2 (en) | 2018-05-09 | 2020-10-20 | Seiko Epson Corporation | Projection-type display apparatus |
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