JPH10282340A - Polarization beam splitter, and projection type display device using it - Google Patents

Polarization beam splitter, and projection type display device using it

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JPH10282340A
JPH10282340A JP9227164A JP22716497A JPH10282340A JP H10282340 A JPH10282340 A JP H10282340A JP 9227164 A JP9227164 A JP 9227164A JP 22716497 A JP22716497 A JP 22716497A JP H10282340 A JPH10282340 A JP H10282340A
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JP
Japan
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light
beam splitter
polarization
polarization beam
polarized
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Application number
JP9227164A
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Japanese (ja)
Inventor
Naotaka Shimamura
尚孝 島村
Mikio Okamoto
幹夫 岡本
Tetsuo Hattori
徹夫 服部
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a projection type display device excellent in contrast of the projected image. SOLUTION: The light from a light source 7 is polarization-separated into the Spolarized light and the P-polarized light by a polarization beam splitter 1. The Spolarized light is modulated by a reflection type light bulb 8. The polarization beam splitter 1 detects the light modulated by the light bulb 8. A projection lens 9 projects the light detected by the polarization beam splitter 1. The polarization beam splitter 1 is provided with first and second prism members 2, 3, a ploarization-separation film 4 which is held between the first prism member 2 and the second prism member 3 so as to be overlapped on each other, and a phase plate layer 5. The phase plate layer 5 functions as a 1/4 wave plate.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、自然偏光の光（ラ
ンダムな偏光の光）を振動方向が互いに直交する直線偏
光光に偏光分離する偏光ビームスプリッタ及びその偏光
ビームスプリッタを用いた投射型表示装置に関するもの
である。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a polarization beam splitter for polarizing and separating naturally polarized light (randomly polarized light) into linearly polarized light whose vibration directions are orthogonal to each other, and a projection display using the polarized beam splitter. It concerns the device.

【０００２】[0002]

【従来の技術】図１２に、従来から知られた偏光ビーム
スプリッタ１００を模式的に示す断面図を示す。この従
来の偏光ビームスプリッタ１００は、直角三角柱のプリ
ズム部材１０１，１０２と、これらの間に挟まれた誘電
体多層膜からなる偏光分離膜１０３とを有している。プ
リズム部材１０１の直角部と相対する斜面上に予め偏光
分離膜１０３が真空蒸着法等の物理的蒸着法によって形
成され、このプリズム部材１０１の偏光分離膜１０３が
形成された斜面と、プリズム部材１０２の直角部と相対
する斜面とが、光学用接着剤１０４にて接着して貼り合
わされている。この偏光ビームスプリッタ１００は、図
１２に示すように、自然偏光の入射光を偏光分離膜１０
３によって反射されるＳ偏光光と偏光分離膜１０３を透
過するＰ偏光光とに偏光分離する機能を有する。2. Description of the Related Art FIG. 12 is a cross-sectional view schematically showing a polarization beam splitter 100 conventionally known. The conventional polarization beam splitter 100 has right-angled triangular prism prism members 101 and 102, and a polarization separation film 103 formed of a dielectric multilayer film interposed between the prism members 101 and 102. A polarization separation film 103 is previously formed on a slope facing the right-angled portion of the prism member 101 by a physical vapor deposition method such as a vacuum deposition method, and a slope of the prism member 101 on which the polarization separation film 103 is formed, and a prism member 102. The right-angled portion and the inclined surface facing each other are adhered to each other with an optical adhesive 104. As shown in FIG. 12, the polarization beam splitter 100 converts the incident light of the natural polarization into the polarization separation film 10.
It has a function of separating the polarized light into S-polarized light reflected by 3 and P-polarized light transmitted through the polarization separation film 103.

【０００３】図面には示していないが、他の構成の偏光
ビームスプリッタとして、プリズム部材１０１とプリズ
ム部材１０２にそれぞれ偏光分離膜１０３の半分ずつを
予め形成しておき、当該部材１０１，１０２を光学用接
着剤１０４にて貼り合わせる構成とする偏光ビームスプ
リッタも知られているが、その機能は前記偏光ビームス
プリッタ１００と同一であり、前記偏光ビームスプリッ
タ１００と同じように使用することができる。Although not shown in the drawings, as a polarization beam splitter of another configuration, half of the polarization separation film 103 is formed on each of the prism members 101 and 102 in advance, and the members 101 and 102 are optically separated. A polarizing beam splitter having a configuration in which the polarizing beam splitter is bonded with a bonding adhesive 104 is also known, but its function is the same as that of the polarizing beam splitter 100, and can be used in the same manner as the polarizing beam splitter 100.

【０００４】前記従来の偏光ビームスプリッタ１００を
使用した最も単純な構成の従来の投射型表示装置を図１
３に示す。図１３は、この従来の投射型表示装置の概略
構成図である。説明の便宜上、図に示すように互いに直
交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を定義する。FIG. 1 shows a conventional projection display device having the simplest configuration using the above-mentioned conventional polarization beam splitter 100.
3 is shown. FIG. 13 is a schematic configuration diagram of this conventional projection display device. For convenience of explanation, an X axis, a Y axis, and a Z axis that are orthogonal to each other are defined as shown in the drawing.

【０００５】この投射型表示装置では、光源１１０から
出射した光は、前記偏光ビームスプリッタ１００に入射
し、偏光ビームスプリッタ１００によって、その偏光分
離膜１０３を透過するＰ偏光光（図示せず）と反射する
Ｓ偏光光とに偏光分離される。このうちのＳ偏光光は、
反射型ライトバルブ１１１に入射され、当該反射型ライ
トバルブ１１１によって変調されて反射され、偏光ビー
ムスプリッタ１００に再度入射し、当該偏光ビームスプ
リッタ１００の偏光分離膜１０３によって検光作用を受
けて、検光光である透過光を投射レンズ１１２にて図示
しないスクリーン上に投射される。In this projection type display device, light emitted from a light source 110 is incident on the polarization beam splitter 100 and is converted by the polarization beam splitter 100 into P-polarized light (not shown) transmitted through the polarization splitting film 103. It is polarized and separated into reflected S-polarized light. The S-polarized light is
The light enters the reflection type light valve 111, is modulated and reflected by the reflection type light valve 111, re-enters the polarization beam splitter 100, undergoes an analysis operation by the polarization splitting film 103 of the polarization beam splitter 100, and is analyzed. The transmitted light, which is light, is projected by a projection lens 112 onto a screen (not shown).

【０００６】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の偏光ビ
ームスプリッタ１００を用いた前述した図１３に示す従
来の投射型表示装置においては、投射像のコントラスト
が低下してしまうという問題があった。すなわち、図１
３に示す従来の投射型表示装置においては、ライトバル
ブ１１１が光書き込み式反射型ライトバルブに場合には
書き込み光が全く入射しない場合（ライトバルブが単な
る反射ミラーとして機能した場合に相当する）に、ライ
トバルブ１１１が電気書き込み式反射型ライトバルブの
場合には書き込み信号が存在しない場合（ライトバルブ
が単なる反射ミラーとして機能した場合に相当する）
に、ライトバルブ１１１を反射して出射する光は全てＳ
偏光光のままでＰ偏光光を含んでいないはずであり、本
来ならば、その光は全て偏光ビームスプリッタ１０１の
偏光分離膜１０３で反射されて光源１１０の側に廃棄さ
れ、スクリーン上には理想的な黒状態が達成されるはず
であるが、この黒状態が達成されず、投射像のコントラ
ストが低下するという問題である。However, the conventional projection display apparatus shown in FIG. 13 using the conventional polarizing beam splitter 100 has a problem that the contrast of the projected image is reduced. That is, FIG.
In the conventional projection display device shown in FIG. 3, when the light valve 111 is an optical writing type reflection type light valve, when writing light does not enter at all (corresponding to a case where the light valve functions simply as a reflection mirror). When the light valve 111 is an electric writing type reflection type light valve, there is no write signal (corresponding to the case where the light valve functions simply as a reflection mirror).
And all the light reflected and emitted from the light valve 111 is S
Polarized light should not contain P-polarized light as it is. Originally, all of the light is reflected by the polarization splitting film 103 of the polarization beam splitter 101 and discarded on the light source 110 side. Although a typical black state should be achieved, this black state is not achieved and the contrast of the projected image is reduced.

【０００７】この問題が発生する理由について、図１４
及び図１５を用いて説明する。図１４（ａ）及び図１５
は、図１３中のライトバルブ１１１と偏光ビームスプリ
ッタ１００との関係をそれぞれ所定の光線に関して説明
するための斜視図であり、理解し易いように両者間の距
離を離して描いてある。なお、図１４及び図１５中の
Ｘ，Ｙ，Ｚ軸は、図１３中のＸ，Ｙ，Ｚ軸に対応してい
る。FIG. 14 shows the reason why this problem occurs.
This will be described with reference to FIG. FIGS. 14A and 15
13 is a perspective view for explaining the relationship between the light valve 111 and the polarization beam splitter 100 in FIG. 13 with respect to predetermined light rays, and is drawn with a distance between them for easy understanding. The X, Y, and Z axes in FIGS. 14 and 15 correspond to the X, Y, and Z axes in FIG.

【０００８】偏光ビームスプリッタ１００に入射してそ
の偏光分離膜１０３によって偏光分離されてライトバル
ブ１１１に入射する光は、光軸に平行な光線のみでな
く、当該光軸に対して角度を持った光線を有している。
今、図１４（ａ）に示すように、ＸＺ平面と平行な面内
においてＸ軸と所定の角度をなす方向に進行して偏光ビ
ームスプリッタ１００の入射面（ＹＺ平面と平行な面）
に入射し、偏光ビームスプリッタ１００の偏光分離膜１
０３にて反射されて当該偏光ビームスプリッタ１００を
出射し、ライトバルブ１１１に入射し、変調作用を受け
ずにライトバルブ１１１の誘電体ミラー層にて反射され
て当該ライトバルブ１１１を出射し、再度偏光ビームス
プリッタ１００に入射して偏光分離膜１０３にて反射さ
れる光線ｉ１を想定する。当該光線ｉ１は、偏光ビーム
スプリッタ１００とライトバルブ１１１との間では、Ｙ
Ｚ平面と平行な面内に含まれ、ライトバルブ１１１に向
かう際と偏光ビームスプリッタ１００に戻る際とではＹ
軸に対して逆方向に同じ角度だけ傾いている。図１４
（ｂ）は、図１４（ａ）中の、で示す位置における
前記光線ｉ１の偏光の振動方向をそれぞれ示し、図１４
（ａ）の−Ｙ方向に向かって眺めたＸＺ平面における直
線偏光の方向を示している。前記光線ｉ１は、図１４
（ａ）中の位置においてＳ偏光の直線偏光光となる。
偏光ビームスプリッタ１００の偏光分離膜１０３のＳ方
向及びＰ方向は、当該偏光分離膜１０３の法線ベクトル
ｎと入射光の進行方向ベクトルＴとで決定される（Ｓ偏
光の方向ベクトルＳは、ベクトルＳ＝ベクトルｎ×ベク
トルＴと表される）ので、図１４（ａ）中の位置にお
ける光線ｉ１の直線偏光の振動方向は、図１４（ｂ）に
示すように、Ｚ軸に対しやや傾いている。したがって、
ライトバルブ１１１で反射された後の図１４（ａ）中の
位置における光線ｉ１の直線偏光の振動方向も、図１
４（ｂ）に示すように、位置における振動方向と同じ
方向となる。ところが、位置における光線ｉ１が偏光
ビームスプリッタ１００の偏光分離膜１０３に対して再
度入射する際には、当該再入射光に対する偏光ビームス
プリッタ１００の偏光分離膜１０３のＳ方向は、その際
の光線ｉ１の進行方向に応じて、位置における光線ｉ
１の偏光の振動方向のＺ軸に対する傾きと逆方向に同じ
角度だけ傾くことになる。このため、位置における光
線ｉ１は、その進行方向によって決定される偏光分離膜
１０３のＳ方向の成分ｅ１とＰ方向の成分ｅ２とにベク
トル分解され、そのうちのＳ方向成分ｅ１は偏光分離膜
１０３にて反射されて廃棄されるものの、Ｐ方向成分ｅ
２は偏光分離膜１０３を透過してしまう。このＰ方向成
分ｅ２が偏光分離膜１０３を透過してしまうため、スク
リーン上の黒状態を達成することができず、投射像のコ
ントラストが低下していたのである。The light that enters the polarization beam splitter 100 and is polarized and separated by the polarization separation film 103 and enters the light valve 111 is not only a ray parallel to the optical axis but also has an angle with respect to the optical axis. Has light rays.
Now, as shown in FIG. 14A, the light beam travels in a direction that forms a predetermined angle with the X axis in a plane parallel to the XZ plane and is incident on the polarization beam splitter 100 (a plane parallel to the YZ plane).
And the polarization splitting film 1 of the polarization beam splitter 100
The reflected light is emitted from the polarization beam splitter 100 after being reflected at 03, enters the light valve 111, is reflected by the dielectric mirror layer of the light valve 111 without being modulated, and exits the light valve 111. It is assumed that the light beam i1 enters the polarization beam splitter 100 and is reflected by the polarization separation film 103. The light beam i1 is transmitted between the polarizing beam splitter 100 and the light valve 111 by Y.
It is included in a plane parallel to the Z plane, and when traveling toward the light valve 111 and when returning to the polarizing beam splitter 100, Y
It is inclined by the same angle in the opposite direction to the axis. FIG.
FIG. 14B shows the oscillation directions of the polarization of the light ray i1 at the positions shown in FIG.
(A) shows the direction of linearly polarized light in the XZ plane viewed in the −Y direction. The light ray i1 is shown in FIG.
In the middle position (a), the light is linearly polarized light of S polarization.
The S direction and the P direction of the polarization separation film 103 of the polarization beam splitter 100 are determined by the normal vector n of the polarization separation film 103 and the traveling direction vector T of the incident light (the S polarization direction vector S is a vector S = vector n × vector T), the vibration direction of the linearly polarized light i1 at the position in FIG. 14A is slightly inclined with respect to the Z axis as shown in FIG. 14B. I have. Therefore,
The oscillation direction of the linearly polarized light ray i1 at the position in FIG. 14A after being reflected by the light valve 111 is also shown in FIG.
As shown in FIG. 4B, the vibration direction is the same as the vibration direction at the position. However, when the light beam i1 at the position re-enters the polarization splitting film 103 of the polarization beam splitter 100, the S direction of the polarization splitting film 103 of the polarization beam splitter 100 with respect to the re-incident light is the light i1 at that time. Ray i at the position, depending on the direction of travel of
The polarization direction of one polarized light is inclined by the same angle in the direction opposite to the inclination with respect to the Z axis. For this reason, the light ray i1 at the position is vector-decomposed into a component e1 in the S direction and a component e2 in the P direction of the polarization separation film 103 determined by the traveling direction thereof. Is reflected and discarded, but the P-direction component e
2 is transmitted through the polarization separation film 103. Since the P-direction component e2 passes through the polarization separation film 103, a black state on the screen cannot be achieved, and the contrast of the projected image has been reduced.

【０００９】また、図１５に示すように、ＸＹ平面と平
行な面内においてＹ軸と所定の角度をなす方向に進行し
て偏光ビームスプリッタ１００の入射面（ＹＺ平面と平
行な面）に入射し、偏光ビームスプリッタ１００の偏光
分離膜１０３にて反射されて当該偏光ビームスプリッタ
１００を出射し、ライトバルブ１１１に入射し、変調作
用を受けずにライトバルブ１１１の誘電体ミラー層にて
反射されて当該ライトバルブ１１１を出射し、再度偏光
ビームスプリッタ１００に入射して偏光分離膜１０３に
て反射される光線ｉ２を想定する。当該光線ｉ２は、偏
光ビームスプリッタ１００とライトバルブ１１１との間
では、ＸＹ平面と平行な面内に含まれる。この光線ｉ２
は、偏光ビームスプリッタ１００とライトバルブ１１１
と間の光路において往復いずれにおいても直線偏光の振
動方向はＹＺ平面に平行な面に含まれることなるため
に、前記のような問題は発生しない。Further, as shown in FIG. 15, the light beam travels in a direction at a predetermined angle with respect to the Y axis in a plane parallel to the XY plane and is incident on the incident plane (plane parallel to the YZ plane) of the polarizing beam splitter 100. Then, the light is reflected by the polarization splitting film 103 of the polarization beam splitter 100, exits the polarization beam splitter 100, enters the light valve 111, and is reflected by the dielectric mirror layer of the light valve 111 without being subjected to modulation. Out of the light valve 111, enter the polarization beam splitter 100 again, and reflect the light beam i 2 reflected by the polarization separation film 103. The light beam i2 is included in a plane parallel to the XY plane between the polarization beam splitter 100 and the light valve 111. This ray i2
Are the polarization beam splitter 100 and the light valve 111
The vibration direction of the linearly polarized light is included in a plane parallel to the YZ plane in both reciprocations in the optical path between and, so the above-described problem does not occur.

【００１０】以上の説明によって、従来の偏光ビームス
プリッタ１００を用いた前述した図１３に示す投射型表
示装置においては、スクリーン上において黒状態を達成
することができず、投射像のコントラストが低下してし
まうことが理解できる。As described above, in the above-described projection type display device shown in FIG. 13 using the conventional polarizing beam splitter 100, a black state cannot be achieved on the screen, and the contrast of the projected image is reduced. It can be understood that.

【００１１】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、投射像のコントラストの良好な投射型表示装
置及び該投射型表示装置等に用いることができる偏光ビ
ームスプリッタを提供することを目的とするものであ
る。The present invention has been made in view of such circumstances, and provides a projection display apparatus having good contrast of a projected image and a polarizing beam splitter which can be used in the projection display apparatus and the like. It is the purpose.

【００１２】[0012]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明の第１の態様による偏光ビームスプリッタ
は、第１及び第２のプリズム部材と、前記第１のプリズ
ム部材と前記第２のプリズム部材との間に互いに重なる
ように挟まれた偏光分離膜及び位相板層と、を備えたも
のである。なお、前記位相板層は、当該層の進相軸方向
と遅相軸方向に振動方向を有する２つの直線偏光成分が
通過したときに当該２成分間に所定の位相差を与える層
であり、単一の膜からなるものでもよいし、複数の膜か
らなるものでもよい。In order to solve the above-mentioned problems, a polarizing beam splitter according to a first aspect of the present invention comprises first and second prism members, the first prism member and the second prism member. A polarization separating film and a phase plate layer sandwiched between the prism member and the prism member. The phase plate layer is a layer that gives a predetermined phase difference between the two components when two linearly polarized light components having vibration directions in the fast axis direction and the slow axis direction of the layer pass therethrough, It may be a single film or a plurality of films.

【００１３】この第１の態様による偏光ビームスプリッ
タは、第１のプリズム部材と第２のプリズム部材との間
に、偏光分離膜のみならず位相板層が挟まれているの
で、通常の偏光ビームスプリッタと通常の位相板とを組
み合わせた機能を達成することができる。したがって、
前記第１の態様による偏光ビームスプリッタは、後述す
る第４乃至第６の態様による投射型表示装置において用
いることができる他、偏光ビームスプリッタと位相板と
の組合せを用いる種々の装置においても採用することが
できる。そして、前記第１の態様による偏光ビームスプ
リッタは、単一の光学素子であるため、通常の偏光ビー
ムスプリッタと通常の位相板とを組み合わせる場合に比
べて、装置の小型化やコスト低減を図ることができる。In the polarization beam splitter according to the first aspect, not only the polarization splitting film but also the phase plate layer is interposed between the first prism member and the second prism member. A function combining a splitter and a normal phase plate can be achieved. Therefore,
The polarizing beam splitter according to the first embodiment can be used in the projection display devices according to fourth to sixth embodiments described later, and is also used in various devices using a combination of a polarizing beam splitter and a phase plate. be able to. Since the polarizing beam splitter according to the first aspect is a single optical element, it is possible to reduce the size and cost of the device as compared with a case where a normal polarizing beam splitter and a normal phase plate are combined. Can be.

【００１４】本発明の第２の態様による偏光ビームスプ
リッタは、前記第１の態様による偏光ビームスプリッタ
において、前記位相板層は、前記第１のプリズム部材又
は第２のプリズム部材の前記偏光分離膜及び前記位相板
層を挟む面の法線方向から誘電体材料を蒸着して形成し
た蒸着膜を含むものである。According to a second aspect of the present invention, there is provided a polarization beam splitter according to the first aspect, wherein the phase plate layer is formed of the first or second prism member. And a vapor-deposited film formed by vapor-depositing a dielectric material from the normal direction of the surface sandwiching the phase plate layer.

【００１５】この第２の態様は位相板層の例示である
が、前記第１の態様においては位相板層はこのような構
成に限定されるものではない。Although the second embodiment is an example of the phase plate layer, the phase plate layer in the first embodiment is not limited to such a configuration.

【００１６】本発明の第３の態様による偏光ビームスプ
リッタは、前記第１又は第２の態様による偏光ビームス
プリッタにおいて、前記位相板層は当該位相板層に所定
角度で入射する光線に対して実質的に１／４波長板とし
て機能し、前記位相板層の進相軸又は遅相軸は、前記偏
光分離膜によって偏光分離されたＳ偏光又はＰ偏光の光
線であって光軸と平行に前記位相板層を通過する光線の
偏光の振動方向に対して実質的に平行又は垂直に設定さ
れたものである。According to a third aspect of the present invention, there is provided a polarizing beam splitter according to the first or second aspect, wherein the phase plate layer is substantially adapted to a beam incident on the phase plate layer at a predetermined angle. Functioning as a quarter-wave plate, and the fast axis or slow axis of the phase plate layer is an S-polarized or P-polarized light beam polarized and separated by the polarization separation film, and is parallel to the optical axis. It is set substantially parallel or perpendicular to the direction of vibration of the polarization of the light beam passing through the phase plate layer.

【００１７】この第３の態様は、偏光ビームスプリッタ
と１／４波長板との組合せの機能を有するとともに位相
板層の進相軸又は遅相軸の設定が特定されたものであ
る。後述する第４乃至第６の態様のように、投射型表示
装置において第３の態様による偏光ビームスプリッタを
用いると、後述するように、黒状態を達成することがで
き、投射像のコントラストの向上を図ることができる。
もっとも、前記第１及び第２の態様では、用途によって
は、前記位相板層を１／２波長板等として機能するよう
に構成してもよいし、その進相軸又は遅相軸も用途に応
じて適宜設定しておくことができる。This third embodiment has a function of combining a polarizing beam splitter and a quarter-wave plate, and specifies the setting of the fast axis or the slow axis of the phase plate layer. When the polarizing beam splitter according to the third aspect is used in a projection display device as in the fourth to sixth aspects described later, a black state can be achieved as described later, and the contrast of a projected image can be improved. Can be achieved.
However, in the first and second aspects, depending on the application, the phase plate layer may be configured to function as a half-wave plate or the like, and its fast axis or slow axis is also used for the purpose. It can be set appropriately as needed.

【００１８】本発明の第４の態様による投射型表示装置
は、偏光ビームスプリッタと、反射型ライトバルブと、
投射光学系とを備え、前記偏光ビームスプリッタは光源
からの光を２つの偏光光に偏光分離し、前記反射型ライ
トバルブは前記偏光ビームスプリッタにて偏光分離され
た一方の偏光光を変調し、前記偏光ビームスプリッタは
前記反射型ライトバルブによって変調された光を検光
し、前記投射光学系は前記偏光ビームスプリッタによっ
て検光された光を投射する、投射型表示装置において、
前記偏光ビームスプリッタとして、前記第３の態様によ
る偏光ビームスプリッタが用いられたものである。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a projection display apparatus comprising: a polarizing beam splitter; a reflective light valve;
And a projection optical system, wherein the polarization beam splitter polarizes and separates light from a light source into two polarization lights, and the reflection type light valve modulates one of the polarization lights separated by the polarization beam splitter, In the projection display device, the polarization beam splitter detects light modulated by the reflection type light valve, and the projection optical system projects the light detected by the polarization beam splitter.
The polarization beam splitter according to the third aspect is used as the polarization beam splitter.

【００１９】この第４の態様によれば、前記偏光ビーム
スプリッタは、当該偏光ビームスプリッタの位相板層が
当該偏光ビームスプリッタの偏光分離膜と前記ライトバ
ルブとの間に位置するように、配置される。光線が偏光
ビームスプリッタに斜めに入射する場合、偏光分離膜に
より偏光分離された直後のライトバルブへ向かう光線は
偏光方向が理想的な方向から回転した直線偏光となる。
しかし、当該光線は、位相板層を１回通過した後に当該
偏光ビームスプリッタから出射してライトバルブに入射
し、当該ライトバルブにて反射されて当該偏光ビームス
プリッタに再度入射し、位相板層を再度通過した後に偏
光分離膜に再度入射されることから、偏光分離膜にて検
光されるまでに１／４波長板として機能する位相板層を
合計２回通過することになるので、再度偏光分離膜に入
射する際に偏光方向が反対方向に２倍回転した直線偏光
となる。この偏光方向は偏光分離膜が検光子として最適
に使用することができる偏光方向である。したがって、
前記第４の態様によれば、黒状態を達成することがで
き、投射像のコントラストを向上させることができる。According to the fourth aspect, the polarization beam splitter is arranged such that the phase plate layer of the polarization beam splitter is located between the polarization separation film of the polarization beam splitter and the light valve. You. When the light beam is obliquely incident on the polarization beam splitter, the light beam that travels to the light valve immediately after being polarized and separated by the polarization splitting film becomes a linearly polarized light whose polarization direction is rotated from an ideal direction.
However, after passing through the phase plate layer once, the light beam exits from the polarization beam splitter and enters the light valve, is reflected by the light valve and re-enters the polarization beam splitter, and passes through the phase plate layer. Since the light passes through the phase separation layer functioning as a quarter-wave plate twice before passing through the polarization splitting film again before being analyzed by the polarization splitting film, the light is again polarized. When entering the separation film, it becomes linearly polarized light whose polarization direction has been rotated twice in the opposite direction. This polarization direction is a polarization direction in which the polarization separation film can be optimally used as an analyzer. Therefore,
According to the fourth aspect, a black state can be achieved, and the contrast of a projected image can be improved.

【００２０】本発明の第５の態様による投射型表示装置
は、光源からの光をＲ光、Ｇ光及びＢ光に色分解する色
分解光学系と、第１、第２及び第３の反射型ライトバル
ブと、前記色分解光学系にて色分解された各色光にそれ
ぞれ対応して設けられた第１、第２及び第３の偏光ビー
ムスプリッタと、色合成光学系と、投射光学系と、を備
え、前記第１、第２及び第３の偏光ビームスプリッタ
は、前記色分解光学系にて色分解された各色光をそれぞ
れ２つの偏光光に偏光分離し、前記第１、第２及び第３
の反射型ライトバルブは、前記第１、第２及び第３の偏
光ビームスプリッタにて偏光分離された各色光の一方の
偏光光をそれぞれ変調し、前記第１、第２及び第３の偏
光ビームスプリッタは、前記第１、第２及び第３の反射
型ライトバルブにて変調された各色光をそれぞれ検光
し、前記色合成光学系は、前記第１、第２及び第３の偏
光ビームスプリッタにより検光された各色光を色合成
し、前記投射光学系は、前記色合成光学系にて色合成さ
れた光を投射し、前記第１、第２及び第３の偏光ビーム
スプリッタとして、前記第３の態様による偏光ビームス
プリッタがそれぞれ用いられたものである。A projection display apparatus according to a fifth aspect of the present invention comprises a color separation optical system for separating light from a light source into R light, G light and B light, and first, second and third reflections. A mold light valve, first, second and third polarization beam splitters provided corresponding to the respective color lights separated by the color separation optical system, a color combining optical system, and a projection optical system. The first, second, and third polarization beam splitters respectively separate each color light color-separated by the color separation optical system into two polarization lights, and the first, second, and third polarization beam splitters. Third
The reflective light valve modulates one polarized light of each of the color lights polarized and separated by the first, second, and third polarization beam splitters, respectively, and outputs the first, second, and third polarized light beams. The splitter detects each color light modulated by the first, second, and third reflective light valves, and the color combining optical system includes the first, second, and third polarization beam splitters. Color-combines each color light detected by the above, the projection optical system projects the light that has been color-combined by the color-combination optical system, and as the first, second, and third polarization beam splitters, The polarization beam splitter according to the third mode is used.

【００２１】この第５の態様によれば、前記第１、第２
及び第３の偏光ビームスプリッタは、当該偏光ビームス
プリッタの位相板層が当該偏光ビームスプリッタの偏光
分離膜と当該偏光ビームスプリッタと対応するライトバ
ルブとの間に位置するように、それぞれ配置される。こ
の第５の態様においても、前述した第４の態様と同様の
原理によって、黒状態を達成することができ、投射像の
コントラストを向上させることができる。According to the fifth aspect, the first and the second
And the third polarization beam splitter are arranged such that the phase plate layer of the polarization beam splitter is located between the polarization splitting film of the polarization beam splitter and the light valve corresponding to the polarization beam splitter. Also in the fifth embodiment, a black state can be achieved and the contrast of the projected image can be improved by the same principle as in the above-described fourth embodiment.

【００２２】本発明の第６の態様による投射型表示装置
は、偏光ビームスプリッタと、色分解合成光学系と、第
１、第２及び第３の反射型ライトバルブと、投射光学系
とを備え、前記偏光ビームスプリッタは光源からの光を
２つの偏光光に偏光分離し、前記色分解合成光学系は前
記偏光ビームスプリッタにて偏光分離された一方の偏光
光をＲ光、Ｇ光及びＢ光に色分解し、前記第１、第２及
び第３の反射型ライトバルブは前記Ｒ光、Ｇ光及びＢ光
をそれぞれ変調し、前記色分解合成光学系は前記第１、
第２及び第３の反射型ライトバルブによってそれぞれ変
調された各色光を色合成し、前記偏光ビームスプリッタ
は前記色分解合成光学系によって色合成された光を検光
し、前記投射光学系は前記偏光ビームスプリッタによっ
て検光された光を投射する、投射型表示装置において、
前記偏光ビームスプリッタとして、前記第３の態様によ
る偏光ビームスプリッタが用いられたものである。A projection display apparatus according to a sixth aspect of the present invention includes a polarizing beam splitter, a color separation / synthesis optical system, first, second, and third reflective light valves, and a projection optical system. The polarization beam splitter polarizes and separates the light from the light source into two polarized lights, and the color separation / synthesis optical system converts one of the polarized lights separated by the polarization beam splitter into R light, G light and B light. The first, second, and third reflective light valves modulate the R, G, and B lights, respectively, and the color separation / synthesis optical system includes the first, second, and third light valves.
The respective color lights modulated by the second and third reflection type light valves are color-combined, the polarization beam splitter detects the color-combined light by the color separation / combination optical system, and the projection optical system is In the projection display device that projects the light detected by the polarizing beam splitter,
The polarization beam splitter according to the third aspect is used as the polarization beam splitter.

【００２３】この第６の態様によれば、前記偏光ビーム
スプリッタは、当該偏光ビームスプリッタの位相板層が
当該偏光ビームスプリッタの偏光分離膜と前記色分解合
成光学系との間に位置するように、配置される。この第
６の態様においても、前述した第４の態様と同様の原理
によって、黒状態を達成することができ、投射像のコン
トラストを向上させることができる。According to the sixth aspect, the polarization beam splitter is such that the phase plate layer of the polarization beam splitter is located between the polarization separation film of the polarization beam splitter and the color separation / synthesis optical system. , Is arranged. Also in the sixth embodiment, a black state can be achieved and the contrast of the projected image can be improved by the same principle as in the above-described fourth embodiment.

【００２４】[0024]

【発明の実施の形態】以下、本発明による偏光ビームス
プリッタ及び投射型表示装置について、図面を参照して
詳細に説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a polarizing beam splitter and a projection display device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

【００２５】（第１の実施の形態）まず、本発明の第１
の実施の形態による偏光ビームスプリッタについて、図
１乃至図３を参照して説明する。(First Embodiment) First, a first embodiment of the present invention will be described.
The polarization beam splitter according to the embodiment will be described with reference to FIGS.

【００２６】図１は、本実施の形態による偏光ビームス
プリッタ１の構成を模式的に示す断面図である。説明の
便宜上、図に示すように互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ
軸を定義する。図２は、プリズム部材２上に形成した偏
光分離膜４の一例を模式的に示す断面図である。図３
は、プリズム部材３に対する位相板層５の形成方法の一
例を示す図である。FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of a polarizing beam splitter 1 according to the present embodiment. For convenience of explanation, X axis, Y axis, Z
Define the axis. FIG. 2 is a cross-sectional view schematically illustrating an example of the polarization separation film 4 formed on the prism member 2. FIG.
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a method of forming a phase plate layer 5 on a prism member 3.

【００２７】本実施の形態による偏光ビームスプリッタ
１は、第１及び第２のプリズム部材２，３と、第１のプ
リズム部材２と第２のプリズム部材３との間に互いに重
なるように挟まれた偏光分離膜４及び位相板層５と、を
備えている。The polarization beam splitter 1 according to the present embodiment is sandwiched between first and second prism members 2 and 3 and between the first and second prism members 2 and 3 so as to overlap each other. And a polarization separation film 4 and a phase plate layer 5.

【００２８】本実施の形態では、プリズム部材２，３
は、光学ガラスからなり、直角二等辺三角柱形状に構成
されている。プリズム部材２の直角部と相対する斜面上
には、予め偏光分離膜４を構成する誘電体多層膜層が形
成されている。プリズム部材３の直角部と相対する斜面
上には、予め位相板層５が形成されている。そして、偏
光ビームスプリッタ１は、プリズム部材２の偏光分離膜
４が形成された斜面とプリズム部材３の位相板層５が形
成された斜面とが、偏光分離膜４及び位相板層５の面を
合わせるようにして、光学用接着剤６にて貼り合わせる
ことによって、構成されている。位相板層５は、当該位
相板層５に４５度の入射角で入射する光線に対して１／
４波長板として機能するように形成されている。In this embodiment, the prism members 2, 3
Is made of optical glass and has a right-angled isosceles triangular prism shape. On a slope facing the right-angled portion of the prism member 2, a dielectric multilayer film layer constituting the polarization separation film 4 is formed in advance. The phase plate layer 5 is previously formed on the slope facing the right-angled portion of the prism member 3. The polarization beam splitter 1 is configured such that the slope of the prism member 2 on which the polarization separation film 4 is formed and the slope of the prism member 3 on which the phase plate layer 5 is formed align the surfaces of the polarization separation film 4 and the phase plate layer 5. It is configured by bonding together with an optical adhesive 6. The phase plate layer 5 is 1/1 with respect to a light beam incident on the phase plate layer 5 at an incident angle of 45 degrees.
It is formed so as to function as a four-wavelength plate.

【００２９】前記偏光ビームスプリッタ１は、具体的に
は、例えば、次のような構成を採用することができる。Specifically, the polarization beam splitter 1 can adopt, for example, the following configuration.

【００３０】すなわち、プリズム部材２，３の材料とし
ては、例えば、偏光ビームスプリッタ１の形状を立方体
形状とするために、屈折率１．８の高屈折率ガラスが使
用される。この場合、偏光分離膜４は、例えば、図２に
示すように、高屈折率の誘電体材料としてのＴｉＯ
2（屈折率２．２５）からなる層と低屈折率の誘電体材
料としてのＳｉＯ2（屈折率１．４７）からなる層との
交互層として構成され、各層の膜厚がそれぞれ図２に示
すような値に設定される。位相板層５は、例えば、図３
に示すように、プリズム部材３の直角部と相対する斜面
に、当該斜面の略法線方向から誘電体材料としてのＴｉ
Ｏ2を厚み１．０４μｍにて真空蒸着又はスパッタリン
グ等により蒸着することにより、当該斜面に形成する。
これにより、位相板層５は、プリズム部材３の斜面から
その法線方向に成長する柱状組織としての蒸着膜として
形成され、当該位相板層５に対して４５度の入射角にて
入射される光線に対して複屈折性を示す膜となり、前記
厚みに設定することにより当該光線に対して１／４波長
板として機能する。なお、位相板層５が前述したように
して形成された蒸着膜からなるので、位相板層５の進相
軸又は遅相軸は、偏光分離膜４によって偏光分離された
Ｓ偏光又はＰ偏光の光線であって光軸（本例では、Ｘ軸
と平行な方向及びＹ軸と平行な方向のうち一方が入射光
軸方向で他方が反射光軸方向となる。）と平行に（すな
わち、Ｙ方向に）位相板層５を通過する光線の偏光の振
動方向に対して実質的に平行又は垂直な方向、すなわ
ち、Ｘ方向又はＺ方向に設定されていることになる。前
記接着剤６として、例えば、市販の屈折率１．４１のも
のが使用される。That is, as a material of the prism members 2 and 3, for example, a high refractive index glass having a refractive index of 1.8 is used in order to make the shape of the polarizing beam splitter 1 into a cubic shape. In this case, for example, as shown in FIG. 2, the polarization separation film 4 is made of TiO as a dielectric material having a high refractive index.
2 (refractive index 2.25) and a layer composed of SiO 2 (refractive index 1.47) as a low-refractive-index dielectric material, and the thickness of each layer is shown in FIG. The value is set as shown. The phase plate layer 5 is, for example, as shown in FIG.
As shown in FIG. 3, a slope as a dielectric material is formed on a slope facing the right-angled portion of the prism member 3 from a substantially normal direction of the slope.
O 2 is formed on the slope by vapor deposition with a thickness of 1.04 μm by vacuum vapor deposition or sputtering.
Thereby, the phase plate layer 5 is formed as a vapor-deposited film as a columnar structure that grows in the normal direction from the slope of the prism member 3 and is incident on the phase plate layer 5 at an incident angle of 45 degrees. It becomes a film exhibiting birefringence with respect to light, and functions as a １ ／ wavelength plate for the light by setting the thickness to the above-mentioned thickness. Since the phase plate layer 5 is formed of the vapor-deposited film formed as described above, the fast axis or the slow axis of the phase plate layer 5 is the S-polarized light or the P-polarized light separated by the polarization separation film 4. It is a light ray and is parallel to the optical axis (in this example, one of the direction parallel to the X axis and the direction parallel to the Y axis is the incident optical axis direction and the other is the reflected optical axis direction) (that is, Y). The direction is set in a direction substantially parallel or perpendicular to the oscillation direction of the polarization of the light beam passing through the phase plate layer 5, that is, the X direction or the Z direction. As the adhesive 6, for example, a commercially available adhesive having a refractive index of 1.41 is used.

【００３１】この具体的な構造を有する偏光ビームスプ
リッタ１の透過特性を図４及び図５に示す。図４は、偏
光ビームスプリッタ１のプリズム部材２の側から偏光分
離膜４に対して略４５度の光軸にてＳ偏光光を入射させ
た場合の光軸方向の透過特性を示している。図５は、偏
光ビームスプリッタ１のプリズム部材２の側から偏光分
離膜４に対して略４５度の光軸にてＰ偏光光を入射させ
た場合の光軸方向の透過特性を示している。図４及び図
５から、偏光ビームスプリッタ１では、位相板層５を有
しているにもかかわらず、入射したＳ偏光光及びＰ偏光
光に対してその偏光状態を乱していないことがわかる。
これは、入射したＳ偏光及びＰ偏光の偏光の振動方向に
対し、位相板層５の進相軸軸又は遅相軸が平行又は垂直
方向となることによるものである。FIGS. 4 and 5 show transmission characteristics of the polarizing beam splitter 1 having this specific structure. FIG. 4 shows the transmission characteristics in the optical axis direction when S-polarized light is incident on the polarization separation film 4 from the side of the prism member 2 of the polarization beam splitter 1 at an optical axis of approximately 45 degrees. FIG. 5 shows the transmission characteristics in the optical axis direction when P-polarized light is incident on the polarization separation film 4 from the side of the prism member 2 of the polarization beam splitter 1 at an optical axis of approximately 45 degrees. 4 and 5 that the polarization beam splitter 1 does not disturb the polarization state of the incident S-polarized light and P-polarized light despite having the phase plate layer 5. .
This is because the fast axis axis or the slow axis of the phase plate layer 5 is parallel or perpendicular to the vibration direction of the incident S-polarized light and P-polarized light.

【００３２】なお、本発明では、偏光ビームスプリッタ
１の構成は前述した構成に限定されるものではない。例
えば、プリズム部材２，３は必ずしも直角二等辺三角柱
形状である必要はないし、その材料の屈折率も１．８に
限定されるものではない。また、偏光分離膜４の構成、
材料、厚み等や、位相板層５の材料や蒸着方向なども、
前述した例に限定されるものではない。In the present invention, the configuration of the polarization beam splitter 1 is not limited to the configuration described above. For example, the prism members 2 and 3 do not necessarily need to have a right-angled isosceles triangular prism shape, and the refractive index of the material is not limited to 1.8. Further, the configuration of the polarization separation film 4,
The material, thickness, etc., the material of the phase plate layer 5,
It is not limited to the example described above.

【００３３】本実施の形態による偏光ビームスプリッタ
１は、プリズム部材２，３間に偏光分離膜４のみならず
位相板層５が挟まれているので、通常の偏光ビームスプ
リッタと通常の位相板とを組み合わせた機能を達成する
ことができる。したがって、本実施の形態による偏光ビ
ームスプリッタ１は、後述する第２乃至第５の実施の形
態による投射型表示装置において用いることができる
他、偏光ビームスプリッタと位相板との組合せを用いる
種々の装置においても採用することができる。位相板層
５は、用途によっては、１／２波長板等として機能する
ように構成してもよいし、その進相軸又は遅相軸も用途
に応じて適宜設定しておくことができる。In the polarization beam splitter 1 according to the present embodiment, since not only the polarization separation film 4 but also the phase plate layer 5 is sandwiched between the prism members 2 and 3, the ordinary polarization beam splitter and the ordinary phase plate Can be achieved. Therefore, the polarization beam splitter 1 according to the present embodiment can be used in the projection display devices according to the second to fifth embodiments described later, and various devices using a combination of the polarization beam splitter and the phase plate can be used. Can also be adopted. The phase plate layer 5 may be configured to function as a half-wave plate or the like depending on the use, and its fast axis or slow axis can also be set appropriately according to the use.

【００３４】（第２の実施の形態）次に、本発明の第２
の実施の形態による投射型表示装置について、図６を参
照して説明する。図６は、本実施の形態による投射型表
示装置を示す概略構成図である。図６において、図１中
の要素と同一の要素には同一符号を付している。なお、
図６中のＸ，Ｙ，Ｚ軸は、図１中のＸ，Ｙ，Ｚ軸に対応
している。(Second Embodiment) Next, a second embodiment of the present invention will be described.
The projection type display device according to the embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a schematic configuration diagram showing the projection display device according to the present embodiment. 6, the same elements as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. In addition,
The X, Y, and Z axes in FIG. 6 correspond to the X, Y, and Z axes in FIG.

【００３５】本実施の形態による投射型表示装置は、前
述した図１に示す偏光ビームスプリッタ１を用いて構成
された最も単純な構成の投射型表示装置であり、当該偏
光ビームスプリッタ１と、光源７と、反射型ライトバル
ブ８と、投射光学系としての投射レンズ９とを備えてい
る。The projection type display device according to the present embodiment is a projection type display device having the simplest configuration constituted by using the above-described polarization beam splitter 1 shown in FIG. 7, a reflective light valve 8, and a projection lens 9 as a projection optical system.

【００３６】本実施の形態では、光源７からの光は、前
記偏光ビームスプリッタ１にプリズム部材３からＸ方向
に入射して、当該偏光ビームスプリッタ１の複屈折性を
示す１／４波長板として機能する位相板層５を透過し、
更に接着剤層６を透過して、当該偏光ビームスプリッタ
１の偏光分離膜４によって、当該偏光分離膜４をＸ方向
に透過するＰ偏光光と当該偏光分離膜４にてＹ方向に反
射されるＳ偏光光とに偏光分離される。偏光ビームスプ
リッタ１に入射する光源光は偏光的にはランダム偏光で
あり、当該光源光が位相板層５を透過してもその偏光状
態は変化せずにランダム偏光のままである。偏光分離膜
４によって反射されたＳ偏光光は、Ｙ方向に進行し、位
相板層５を透過して偏光ビームスプリッタ１から出射
し、反射型ライトバルブ８に入射される。反射型ライト
バルブ８に入射された光は、当該反射型ライトバルブ８
によって変調されて反射され、−Ｙ方向に進行して偏光
ビームスプリッタ１に再度入射される。本実施の形態で
は、反射型ライトバルブ８は、電気書き込み式反射型ラ
イトバルブでもよいし光書き込み式反射型ライトバルブ
でもよいが、基本的に、信号（電気書き込み式反射型ラ
イトバルブの場合には電気信号、光書き込み式反射型ラ
イトバルブの場合には書き込み光）により選択した箇所
の反射出射光の偏光方向を入射光とは異なる偏光方向に
変換させるとともに、選択していない箇所の反射出射光
の偏光方向を入射光と同じ偏光方向のままとする機能を
有する。ライトバルブ８により変調された変調光には、
選択された箇所のＰ偏光成分（信号成分）と選択されて
いない箇所のＳ偏光成分とが混ざっている。ライトバル
ブ８により変調されて偏光ビームスプリッタ１にそのプ
リズム部材３から入射した変調光は、位相板層５及び接
着剤層６を透過して偏光分離膜４に入射し、Ｐ偏光成分
のみが偏光分離膜４を透過して当該偏光ビームスプリッ
タ１から−Ｙ方向に出射され（つまり、検光され）、Ｓ
偏光成分は偏光分離膜４にて反射されて−Ｘ方向に廃棄
される。すなわち、前記変調光は、偏光ビームスプリッ
タ１によって検光され、当該検光光（Ｐ偏光成分）は投
射レンズ９によりスクリーン（図示せず）上に投射され
る。In the present embodiment, light from the light source 7 is incident on the polarizing beam splitter 1 in the X direction from the prism member 3 and is converted into a 波長 wavelength plate showing the birefringence of the polarizing beam splitter 1. Through the functioning phase plate layer 5,
Further, the light passes through the adhesive layer 6 and is reflected by the polarization splitting film 4 of the polarization beam splitter 1 in the Y direction by the P-polarized light transmitted through the polarization splitting film 4 in the X direction. It is polarized and separated into S-polarized light. The light source light incident on the polarization beam splitter 1 is randomly polarized light, and even if the light source light passes through the phase plate layer 5, the polarization state does not change and remains random. The S-polarized light reflected by the polarization separation film 4 travels in the Y direction, passes through the phase plate layer 5, exits the polarization beam splitter 1, and enters the reflection type light valve 8. The light incident on the reflective light valve 8 is reflected by the reflective light valve 8.
The light is modulated and reflected, travels in the −Y direction, and is incident on the polarization beam splitter 1 again. In this embodiment, the reflection type light valve 8 may be an electric writing type reflection type light valve or an optical writing type reflection type light valve. However, basically, a signal (in the case of the electric writing type reflection type light valve, Is used to convert the polarization direction of the reflected and emitted light at a location selected by an electrical signal or a writing light in the case of an optical writing type reflective light valve to a polarization direction different from that of the incident light, and to reflect and output the polarization at a non-selected location. It has the function of keeping the polarization direction of the emitted light the same as that of the incident light. The modulated light modulated by the light valve 8 includes:
The P-polarized component (signal component) at the selected location and the S-polarized component at the non-selected location are mixed. The modulated light modulated by the light valve 8 and incident on the polarization beam splitter 1 from the prism member 3 is transmitted through the phase plate layer 5 and the adhesive layer 6 and is incident on the polarization separation film 4, where only the P-polarized light component is polarized. The light passes through the separation film 4 and is emitted from the polarizing beam splitter 1 in the −Y direction (that is, is analyzed), and S
The polarized light component is reflected by the polarized light separating film 4 and discarded in the −X direction. That is, the modulated light is detected by the polarizing beam splitter 1, and the detected light (P-polarized light component) is projected on a screen (not shown) by the projection lens 9.

【００３７】ところで、光源７から光軸と平行に（すな
わち、Ｘ方向に）偏光ビームスプリッタ１に入射する光
線に関しては、当該光線は偏光分離膜４にて偏光分離さ
れて反射されてＳ偏光となった後にも光軸と平行に（す
なわち、Ｙ方向に）進行するが、このＹ方向に進行する
Ｓ偏光の光線の振動方向は、位相板層５の進相軸方向が
Ｚ方向と一致しているために、位相板層５を透過しても
当該位相板層５によって偏光状態が変化されずに、その
ままのＳ偏光光として進行して、偏光ビームスプリッタ
１を出射し、ライトバルブ８に入射する。当該光線は、
ライトバルブ８で偏光方向が変換されない場合は、当該
ライトバルブ８で反射されて光軸と平行に（すなわち、
−Ｙ方向）に進行して偏光ビームスプリッタ１に入射
し、偏光状態を変えることなく位相板層５を透過し、偏
光分離膜４にて−Ｘ方向に反射されて廃棄されることに
なる。By the way, with respect to the light beam incident on the polarization beam splitter 1 from the light source 7 in parallel with the optical axis (ie, in the X direction), the light beam is polarized and separated by the polarization separation film 4 and reflected to become S-polarized light. After that, the light travels in parallel with the optical axis (that is, in the Y direction). However, the oscillation direction of the S-polarized light traveling in the Y direction is such that the fast axis direction of the phase plate layer 5 matches the Z direction. Therefore, even if the light passes through the phase plate layer 5, the polarization state is not changed by the phase plate layer 5, the light proceeds as it is as S-polarized light, exits the polarization beam splitter 1, and is transmitted to the light valve 8. Incident. The ray is
When the polarization direction is not changed by the light valve 8, the light is reflected by the light valve 8 and becomes parallel to the optical axis (ie,
(−Y direction) and enters the polarization beam splitter 1, passes through the phase plate layer 5 without changing the polarization state, is reflected by the polarization separation film 4 in the −X direction, and is discarded.

【００３８】光源７から偏光ビームスプリッタ１に入射
する光は、光軸に平行な光線のみでなく、当該光軸に対
して角度を持った光線も有している。この光線について
は、図７を用いて説明する。図７（ａ）は、図６中のラ
イトバルブ８と偏光ビームスプリッタ１との関係を所定
の光線に関して説明するための斜視図であり、理解し易
いように両者間の距離を離して描いてある。なお、図７
中のＸ，Ｙ，Ｚ軸は、図６中のＸ，Ｙ，Ｚ軸に対応して
いる。The light incident on the polarizing beam splitter 1 from the light source 7 includes not only light rays parallel to the optical axis but also light rays having an angle with respect to the optical axis. This light beam will be described with reference to FIG. FIG. 7A is a perspective view for explaining the relationship between the light valve 8 and the polarization beam splitter 1 in FIG. 6 with respect to a predetermined light beam, and is drawn with a distance between them for easy understanding. is there. FIG.
The X, Y and Z axes in FIG. 6 correspond to the X, Y and Z axes in FIG.

【００３９】今、図７（ａ）に示すように、ＸＺ平面と
平行な面内においてＸ軸と所定の角度をなす方向に進行
して偏光ビームスプリッタ１の入射面（ＹＺ平面と平行
な面）に入射し、偏光分離膜４にて反射されて当該偏光
ビームスプリッタ１を出射し、光軸（Ｙ軸と平行）に対
して傾いてライトバルブ８に入射する光線ｉ１を想定す
る。図７（ｂ）は、図７（ａ）中の各所定位置における
前記光線ｉ１の偏光の振動方向をそれぞれ示し、図７
（ａ）中の−Ｙ方向に向かって眺めたＸＺ平面における
直線偏光の方向を示している。前記光線ｉ１が光源７か
らＸ方向に偏光ビームスプリッタ１に入射して最初に位
相板層５を透過する際には、位相板層５を透過してもそ
の偏光状態は変化せずにランダム偏光のままである。そ
して、この光線ｉ１は偏光ビームスプリッタ１の偏光分
離膜４にて偏光分離され、当該偏光分離膜４にて反射さ
れた直線偏光光は、位相板層５に入射される前ではＳ偏
光を示し、その振動方向は図７（ｂ）中の’で示す方
向となる。この振動方向は、その際の光線ｉ１の進行方
向（ＹＺ平面内の方向であってＹ軸に対して傾斜した方
向）と偏光分離膜４の法線方向とにより決定されるの
で、Ｚ軸に対しやや傾いている。このＳ偏光の光線は、
１／４波長板として機能する位相板層５を透過し、ライ
トバルブ８にて反射され、再度偏光ビームスプリッタ１
に入射され、位相板層５を再度透過する。以上により前
記光線ｉ１は偏光分離膜４により偏光分離された後に１
／４波長板として機能する位相板層５を２回透過して、
再び偏光分離膜４に戻ることとなり、その結果１／２波
長板を透過したこととなる。したがって、ライトバルブ
８によって偏光方向が変換されない場合は、ライトバル
ブ８側から偏光ビームスプリッタ１の偏光分離膜４に再
度入射する際における光線ｉ１の偏光の振動方向は、位
相板層５のＺ軸と平行な方向の進相軸に対して位相角が
その２倍進むこととなる（すなわち、Ｚ軸に対し図７
（ｂ）中の’で示す方向の傾きと逆方向に同じ角度だ
け傾むくこととなる）ことより、図７（ｂ）中の’で
示す方向となる。この方向’は、ライトバルブ８側か
ら戻ってきて偏光分離膜４に再度入射する光線に対して
の、偏光分離膜４のＳ方向と一致し、偏光分離膜４によ
る反射に最適な方向であるので、当該光線は全ての成分
が偏光分離膜４にて反射され、偏光分離膜４を透過する
成分（すなわち、投射レンズ９に向かう成分）はない。Now, as shown in FIG. 7 (a), in a plane parallel to the XZ plane, the light travels in a direction forming a predetermined angle with the X axis to enter the plane of incidence (the plane parallel to the YZ plane) of the polarizing beam splitter 1. ), Is reflected by the polarization separation film 4, exits the polarization beam splitter 1, and is assumed to be a light beam i <b> 1 incident on the light valve 8 at an angle to the optical axis (parallel to the Y axis). FIG. 7B shows the oscillation direction of the polarization of the light beam i1 at each predetermined position in FIG.
(A) shows the direction of linearly polarized light in the XZ plane viewed in the −Y direction. When the light ray i1 enters the polarizing beam splitter 1 in the X direction from the light source 7 and first passes through the phase plate layer 5, even though the light beam i1 passes through the phase plate layer 5, its polarization state does not change and random polarization occurs. Remains. The light beam i1 is polarized and separated by the polarization separation film 4 of the polarization beam splitter 1, and the linearly polarized light reflected by the polarization separation film 4 shows S-polarized light before being incident on the phase plate layer 5. The vibration direction is the direction indicated by 'in FIG. 7 (b). Since the vibration direction is determined by the traveling direction of the light beam i1 (direction in the YZ plane and inclined with respect to the Y axis) and the normal direction of the polarization separation film 4, the vibration direction is It is slightly inclined. This S-polarized light is
The light passes through the phase plate layer 5 functioning as a 波長 wavelength plate, is reflected by the light valve 8, and is again transmitted through the polarization beam splitter 1.
And is transmitted through the phase plate layer 5 again. As described above, after the light beam i1 is polarized and separated by the polarization separation film 4,
Transmitted twice through the phase plate layer 5 functioning as a / 4 wavelength plate,
The light returns to the polarization separation film 4 again, and as a result, the light passes through the half-wave plate. Therefore, when the polarization direction is not changed by the light valve 8, the oscillation direction of the polarization of the light beam i 1 when re-entering the polarization splitting film 4 of the polarization beam splitter 1 from the light valve 8 side depends on the Z axis of the phase plate layer 5. The phase angle advances twice as much with respect to the fast axis in the direction parallel to
7 (b), the inclination is the same as that in the direction indicated by 'in FIG. 7B), which results in the direction indicated by' in FIG. 7B. This direction ′ coincides with the S direction of the polarized light separating film 4 with respect to the light returning from the light valve 8 side and reentering the polarized light separating film 4, and is an optimal direction for reflection by the polarized light separating film 4. Therefore, all the components of the light beam are reflected by the polarization splitting film 4 and there is no component transmitted through the polarization splitting film 4 (that is, the component going to the projection lens 9).

【００４０】したがって、本実施の形態によれば、前述
した図１３に示す従来の投射型表示装置と異なり、スク
リーン上の黒状態を達成することができ、投射像のコン
トラストが向上する。Therefore, according to the present embodiment, unlike the conventional projection display device shown in FIG. 13 described above, a black state on the screen can be achieved, and the contrast of the projected image is improved.

【００４１】（第３の実施の形態）次に、本発明の第３
の実施の形態による投射型表示装置について、図８を参
照して説明する。図８は、本実施の形態による投射型表
示装置を示す概略構成図である。図８において、図６中
の要素と同一又は対応する要素には同一符号を付し、そ
の説明は省略する。なお、図８中のＸ，Ｙ，Ｚ軸は、図
１中のＸ，Ｙ，Ｚ軸に対応している。(Third Embodiment) Next, a third embodiment of the present invention will be described.
The projection type display device according to the embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a schematic configuration diagram showing the projection display device according to the present embodiment. 8, elements that are the same as or correspond to elements in FIG. 6 are given the same reference numerals, and descriptions thereof will be omitted. Note that the X, Y, and Z axes in FIG. 8 correspond to the X, Y, and Z axes in FIG.

【００４２】本実施の形態による投射型表示装置も前述
した図１に示す偏光ビームスプリッタ１を用いて構成さ
れた投射型表示装置であり、前述した図６に示す第２の
実施の形態による投射型表示装置と異なる所は次の点で
のみである。The projection type display device according to the present embodiment is also a projection type display device constituted by using the polarization beam splitter 1 shown in FIG. 1 described above, and the projection type display device according to the second embodiment shown in FIG. The difference from the type display device is only in the following points.

【００４３】すなわち、図６に示す投射型表示装置で
は、光源７からの光を偏光分離膜４にて偏光分離した偏
光分離膜４にて反射されるＳ偏光光をライトバルブ８に
入射させていたが、本実施の形態による図８に示す投射
型表示装置では、図６中の光源７の位置と投射レンズ９
の位置とが入れ換えられ、光源７からの光を偏光分離膜
４にて偏光分離した偏光分離膜４を透過するＰ偏光光を
ライトバルブ８に入射させるようになっている。That is, in the projection type display device shown in FIG. 6, the S-polarized light reflected by the polarization separation film 4 obtained by separating the light from the light source 7 by the polarization separation film 4 is incident on the light valve 8. However, in the projection type display device shown in FIG. 8 according to the present embodiment, the position of the light source 7 in FIG.
And the light from the light source 7 is polarized and separated by the polarization separating film 4 so that the P-polarized light transmitted through the polarization separating film 4 is incident on the light valve 8.

【００４４】本実施の形態では、図８に示すように、光
源７からの光は、偏光ビームスプリッタ１にプリズム部
材２からＹ方向に入射され、当該偏光ビームスプリッタ
１の偏光分離膜４によって、当該偏光分離膜３にて反射
されてＸ方向に廃棄されるＳ偏光光と当該偏光分離膜４
をそのままＹ方向に透過するＰ偏光光とに偏光分離され
る。偏光分離膜４を透過したＰ偏光光は、Ｙ方向に進行
し、接着剤層６及び位相板層５を透過して偏光ビームス
プリッタ１から出射し、反射型ライトバルブ８に入射さ
れる。反射型ライトバルブ８に入射された光は、当該反
射型ライトバルブ８によって変調されて反射され、−Ｙ
方向に進行して偏光ビームスプリッタ１に再度入射され
る。ライトバルブ８により変調されて偏光ビームスプリ
ッタ１にそのプリズム部材３から入射した変調光は、位
相板層５及び接着剤層６を透過して偏光分離膜４に入射
し、Ｓ偏光成分のみが偏光分離膜４にて反射されて当該
偏光ビームスプリッタ１から−Ｘ方向に出射され（つま
り、検光され）、Ｐ偏光成分は偏光分離膜４を透過して
−Ｙ方向に廃棄される。すなわち、前記変調光は、偏光
ビームスプリッタ１によって検光され、当該検光光（Ｓ
偏光成分）は投射レンズ９によりスクリーン（図示せ
ず）上に投射される。In this embodiment, as shown in FIG. 8, light from the light source 7 is incident on the polarizing beam splitter 1 in the Y direction from the prism member 2, and the polarized light is split by the polarization separating film 4 of the polarizing beam splitter 1. S-polarized light reflected by the polarized light separating film 3 and discarded in the X direction and the polarized light separating film 4
Is polarized and separated into P-polarized light that is transmitted in the Y direction as it is. The P-polarized light that has passed through the polarization separation film 4 travels in the Y direction, passes through the adhesive layer 6 and the phase plate layer 5, exits the polarization beam splitter 1, and enters the reflection type light valve 8. The light incident on the reflection type light valve 8 is modulated and reflected by the reflection type light valve 8, and −Y
The light travels in the same direction and is incident on the polarization beam splitter 1 again. The modulated light modulated by the light valve 8 and incident on the polarization beam splitter 1 from the prism member 3 is transmitted through the phase plate layer 5 and the adhesive layer 6 and is incident on the polarization separation film 4, where only the S-polarized component is polarized. The light is reflected by the separation film 4 and emitted from the polarization beam splitter 1 in the −X direction (that is, analyzed), and the P-polarized light component passes through the polarization separation film 4 and is discarded in the −Y direction. That is, the modulated light is detected by the polarization beam splitter 1, and the detected light (S
The polarized light component is projected on a screen (not shown) by the projection lens 9.

【００４５】ところで、光源７から光軸と平行に（すな
わち、Ｙ方向に）偏光ビームスプリッタ１に入射する光
線に関しては、当該光線は偏光分離膜４にて偏光分離さ
れて透過してＰ偏光となった後にも光軸と平行に（すな
わち、Ｙ方向に）進行するが、このＹ方向に進行するＰ
偏光の光線はＸ方向に平行な振動方向を有し、位相板層
５の進相軸の方向（Ｚ方向と平行な方向）と垂直である
ために、位相板層５を透過しても当該位相板層５によっ
て偏光状態が変化されずに、そのままのＰ偏光光として
進行して、偏光ビームスプリッタ１を出射し、ライトバ
ルブ８に入射する。当該光線は、ライトバルブ８で偏光
方向が変換されない場合は、当該ライトバルブ８で反射
されて光軸と平行に（すなわち、−Ｙ方向）に進行して
偏光ビームスプリッタ１に入射し、偏光状態を変えるこ
となく位相板層５を透過し、偏光分離膜４を−Ｙ方向に
透過して廃棄されることになる。By the way, with respect to a light beam incident on the polarization beam splitter 1 from the light source 7 in parallel with the optical axis (that is, in the Y direction), the light beam is polarized and separated by the polarization separation film 4 and transmitted to become P-polarized light. After traveling, the light travels in parallel with the optical axis (that is, in the Y direction).
The polarized light beam has a vibration direction parallel to the X direction and is perpendicular to the direction of the fast axis of the phase plate layer 5 (the direction parallel to the Z direction). The polarization state is not changed by the phase plate layer 5, and the light proceeds as it is as P-polarized light, exits the polarization beam splitter 1, and enters the light valve 8. When the polarization direction is not changed by the light valve 8, the light beam is reflected by the light valve 8, travels in parallel with the optical axis (that is, in the −Y direction), enters the polarization beam splitter 1, and changes the polarization state. Are transmitted through the phase plate layer 5 without being changed, and pass through the polarization separation film 4 in the −Y direction, and are discarded.

【００４６】光源７から偏光ビームスプリッタ１に入射
する光は、光軸に平行な光線のみでなく、当該光軸に対
して角度を持った光線も有している。この光線について
は、図９を用いて説明する。図９（ａ）は、図８中のラ
イトバルブ８と偏光ビームスプリッタ１との関係を所定
の光線に関して説明するための斜視図であり、理解し易
いように両者間の距離を離して描いてある。なお、図９
中のＸ，Ｙ，Ｚ軸は、図８中のＸ，Ｙ，Ｚ軸に対応して
いる。The light incident on the polarizing beam splitter 1 from the light source 7 includes not only light rays parallel to the optical axis but also light rays having an angle with respect to the optical axis. This light beam will be described with reference to FIG. FIG. 9A is a perspective view for explaining the relationship between the light valve 8 and the polarization beam splitter 1 in FIG. 8 with respect to a predetermined light beam, and is drawn with a distance between them for easy understanding. is there. Note that FIG.
The X, Y and Z axes in FIG. 8 correspond to the X, Y and Z axes in FIG.

【００４７】今、図９（ａ）に示すように、ＹＺ平面と
平行な面内においてＹ軸と所定の角度をなす方向に進行
して偏光ビームスプリッタ１の入射面（ＸＺ平面と平行
な面）に入射し、偏光分離膜４を透過して当該偏光ビー
ムスプリッタ１を出射し、光軸（Ｙ軸と平行）に対して
傾いてライトバルブ８に入射する光線ｉ２を想定する。
図９（ｂ）は、図９（ａ）中の各所定位置における前記
光線ｉ２の偏光の振動方向をそれぞれ示し、図９（ａ）
中の−Ｙ方向に向かって眺めたＸＺ平面における直線偏
光の方向を示している。前記光線ｉ２が光源７からＹ方
向に偏光ビームスプリッタ１に入射して偏光分離膜４に
て偏光分離され、当該偏光分離膜４を透過した直線偏光
光は、位相板層５に入射される前ではＰ偏光を示し、そ
の振動方向は図９（ｂ）中の”で示す方向となる。こ
の振動方向は、その際の光線ｉ２の進行方向（ＹＺ平面
内の方向であってＹ軸に対して傾斜した方向）と偏光分
離膜４の法線方向とにより決定されるので、Ｘ軸に対し
やや傾いている。このＰ偏光の光線は、１／４波長板と
して機能する位相板層５を透過し、ライトバルブ８にて
反射され、再度偏光ビームスプリッタ１に入射され、位
相板層５を再度透過する。以上により前記光線ｉ２は偏
光分離膜４により偏光分離された後に１／４波長板とし
て機能する位相板層５を２回透過して、再び偏光分離膜
４に戻ることとなり、その結果１／２波長板を透過した
こととなる。したがって、ライトバルブ８によって偏光
方向が変換されない場合は、ライトバルブ８側から偏光
ビームスプリッタ１の偏光分離膜４に再度入射する際に
おける光線ｉ２の偏光の振動方向は、位相板層５の進相
軸に対して位相角がその２倍進むこととなる（すなわ
ち、Ｘ軸に対し図９（ｂ）中の”で示す方向の傾きと
逆方向に同じ角度だけ傾むくこととなる）ことより、図
９（ｂ）中の”で示す方向となる。この方向”は、
ライトバルブ８側から戻ってきて偏光分離膜４に再度入
射する光線に対しての、偏光分離膜４のＰ方向と一致
し、偏光分離膜４による透過に最適な方向であるので、
当該光線は全ての成分が偏光分離膜４を透過し、偏光分
離膜４にて反射される成分（すなわち、投射レンズ９に
向かう成分）はない。Now, as shown in FIG. 9 (a), in a plane parallel to the YZ plane, the light travels in a direction at a predetermined angle with the Y axis to enter the plane of incidence of the polarization beam splitter 1 (a plane parallel to the XZ plane). ), Passes through the polarization separation film 4, exits the polarization beam splitter 1, and assumes a light beam i <b> 2 incident on the light valve 8 at an angle to the optical axis (parallel to the Y axis).
FIG. 9B shows the oscillation direction of the polarization of the light ray i2 at each predetermined position in FIG. 9A, respectively.
The direction of linearly polarized light on the XZ plane viewed toward the −Y direction is shown. The light ray i2 enters the polarization beam splitter 1 in the Y direction from the light source 7 and is polarized and separated by the polarization separation film 4, and the linearly polarized light transmitted through the polarization separation film 4 is incident on the phase plate layer 5. 9B shows the P-polarized light, and the oscillation direction is the direction indicated by "" in FIG. 9B. The oscillation direction is the traveling direction of the light beam i2 (the direction in the YZ plane and Is slightly inclined with respect to the X-axis because it is determined by the normal direction of the polarization splitting film 4. The P-polarized light passes through the phase plate layer 5 functioning as a quarter-wave plate. The light i2 is transmitted, reflected by the light valve 8, re-entered the polarization beam splitter 1, and transmitted again through the phase plate layer 5. As described above, the light beam i2 is polarized and separated by the polarization separation film 4, and then becomes a quarter-wave plate. Transmitted twice through the phase plate layer 5 functioning as The light returns to the light separating film 4, and as a result, the light passes through the half-wavelength plate.Thus, when the polarization direction is not changed by the light valve 8, the polarization separating film of the polarizing beam splitter 1 from the light valve 8 side. When the light beam i2 is incident again on the light beam 4, the oscillation direction of the polarization of the light beam i2 is twice the phase angle with respect to the fast axis of the phase plate layer 5 (ie, in FIG. 9B with respect to the X axis). 9 (b) is tilted by the same angle in the direction opposite to the direction indicated by “)”, and becomes the direction indicated by “” in FIG. 9 (b).
Since the direction of the light returning from the light valve 8 side and re-entering the polarization separation film 4 coincides with the P direction of the polarization separation film 4 and is the optimal direction for transmission by the polarization separation film 4,
All the components of the light beam pass through the polarization splitting film 4, and there is no component reflected by the polarization splitting film 4 (that is, the component going to the projection lens 9).

【００４８】したがって、本実施の形態によれば、前述
した図６に示す第２の態様による投射型表示装置と同様
に、スクリーン上の黒状態を達成することができ、投射
像のコントラストが向上する。Therefore, according to the present embodiment, a black state on the screen can be achieved and the contrast of the projected image can be improved, similarly to the projection type display device according to the second aspect shown in FIG. I do.

【００４９】本実施の形態では、入射光が偏光ビームス
プリッタ１に入射してすぐに偏光分離膜４に入射される
ため、入射光はランダム偏光である必要はなく、光源７
と偏光分離膜４との間に偏光ビームスプリッタ等の偏光
装置を配置し、光源７からの光を当該偏光装置にて予め
Ｐ偏光光としてから偏光ビームスプリッタ１に入射して
もよい。この場合であっても、偏光ビームスプリッタ１
は前記偏光装置にて完全にＰ偏光成分となり得ずに残っ
たＳ偏光成分とＰ偏光成分とを偏光分離することになる
ので、偏光ビームスプリッタ１は光源７からの光を偏光
分離すると言える。In the present embodiment, since the incident light is incident on the polarization beam splitter 1 and immediately incident on the polarization separation film 4, the incident light does not need to be randomly polarized,
A polarizing device such as a polarizing beam splitter may be arranged between the polarizing beam splitter 4 and the light, and the light from the light source 7 may be converted into P-polarized light by the polarizing device before being incident on the polarizing beam splitter 1. Even in this case, the polarization beam splitter 1
Means that the S-polarized light component and the P-polarized light component that cannot be completely converted into the P-polarized light component by the polarization device are separated, so that the polarization beam splitter 1 can be said to separate the light from the light source 7 into polarized light.

【００５０】（第４の実施の形態）次に、本発明の第４
の実施の形態による投射型表示装置について、図１０を
参照して説明する。図１０は、本実施の形態による投射
型表示装置を示す概略構成図である。説明の便宜上、図
に示すように互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を定義す
る。(Fourth Embodiment) Next, a fourth embodiment of the present invention will be described.
The projection type display device according to the embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a schematic configuration diagram showing the projection display device according to the present embodiment. For convenience of explanation, an X axis, a Y axis, and a Z axis that are orthogonal to each other are defined as shown in the drawing.

【００５１】本実施の形態による投射型表示装置も、前
述した図１に示す偏光ビームスプリッタを用いて構成さ
れた投射型表示装置である。本実施の形態では、図１０
中の偏光ビームスプリッタ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂとし
てそれぞれ、図１に示す偏光ビームスプリッタが用いら
れている。そして、前述した図６に示す投射型表示装置
と同様に、Ｓ偏光光が反射型ライトバルブ１６Ｒ，１６
Ｇ，１６Ｂに入射されるように、偏光ビームスプリッタ
１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂが配置されている。すなわち、
偏光ビームスプリッタ１５Ｒに関しては図１中のＸ、
Ｙ、Ｚ方向がそれぞれ図１０中のＺ、−Ｘ、−Ｙ方向と
なるように配置され、偏光ビームスプリッタ１５Ｇに関
しては図１中のＸ、Ｙ、Ｚ方向がそれぞれ図１０中の
Ｚ、Ｙ、−Ｘ方向となるように配置され、偏光ビームス
プリッタ１５Ｂに関しては図１中のＸ、Ｙ、Ｚ方向がそ
れぞれ図１０中のＺ、Ｘ、Ｙ方向となるように配置され
ている。The projection type display device according to the present embodiment is also a projection type display device configured using the polarization beam splitter shown in FIG. In the present embodiment, FIG.
The polarization beam splitter shown in FIG. 1 is used as each of the polarization beam splitters 15R, 15G, and 15B in the middle. Then, similarly to the above-described projection type display device shown in FIG. 6, the S-polarized light is reflected by the reflection type light valves 16R and 16R.
The polarization beam splitters 15R, 15G, and 15B are arranged so as to be incident on G and 16B. That is,
Regarding the polarizing beam splitter 15R, X in FIG.
The polarization beam splitter 15G is arranged so that the X, Y, and Z directions in FIG. 1 correspond to the Z, Y directions in FIG. 10, respectively. , -X direction, and the polarizing beam splitter 15B is arranged such that the X, Y, and Z directions in FIG. 1 correspond to the Z, X, and Y directions in FIG. 10, respectively.

【００５２】本実施の形態による投射型表示装置では、
図１０に示すように、Ｙ方向に進行する図示されない光
源から発せられた白色光源光は、Ｂ光反射ダイクロイッ
クミラー１３ＢとＲ光反射ダイクロイックミラー１３Ｒ
とが互いに直角に交差して組み合わされたクロスダイク
ロイックミラー１３から構成される色分解光学系に、各
ミラー１３Ｂ，１３Ｒに対して入射角が４５度となるよ
うに入射される。クロスダイクロイックミラー１３に入
射した白色光源光は、−Ｘ方向に進行する赤色光（Ｒ
光）と、Ｘ方向に進行する青色光（Ｂ光）と、クロスダ
イクロイックミラー１３をそのまま透過してＹ方向に進
行する緑色光（Ｇ光）とに色分解される。In the projection type display device according to the present embodiment,
As shown in FIG. 10, a white light source light emitted from a light source (not shown) traveling in the Y direction is composed of a B light reflecting dichroic mirror 13B and an R light reflecting dichroic mirror 13R.
Are incident on the color separation optical system composed of the cross dichroic mirror 13 intersecting at a right angle with each other so that the incident angle is 45 degrees with respect to each of the mirrors 13B and 13R. The white light source light incident on the cross dichroic mirror 13 is a red light (R
Light), blue light (B light) traveling in the X direction, and green light (G light) that passes through the cross dichroic mirror 13 and travels in the Y direction.

【００５３】クロスダイクロイックミラー１３によって
色分解されたＲ光、Ｇ光、Ｂ光は、折り曲げミラー１４
Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂにて光軸をそれぞれＺ方向に変え、
各色光用の偏光ビームスプリッタ１５Ｒ，１５Ｇ，１５
Ｂにそれぞれ入射される。The R light, G light, and B light separated by the cross dichroic mirror 13 are
R, 14G, and 14B change the optical axis to the Z direction,
Polarizing beam splitters 15R, 15G, 15 for each color light
B.

【００５４】偏光ビームスプリッタ１５Ｒ，１５Ｇ，１
５ＢにそれぞれＺ方向に入射された各色光は、偏光的に
はランダム偏光光であり、各偏光ビームスプリッタ１５
Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂによって、当該偏光ビームスプリッ
タ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂの偏光分離膜にて反射されて
反射型ライトバルブ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂに入射され
るＳ偏光光と、当該偏光ビームスプリッタ１５Ｒ，１５
Ｇ，１５Ｂの偏光分離膜を透過してそれぞれ廃棄される
Ｐ偏光光とに偏光分離される。The polarization beam splitters 15R, 15G, 1
Each of the color lights incident on the Z-axis in the Z direction is a random polarization light in terms of polarization, and the polarization beam splitters 15B
The R, 15G, and 15B reflect the S-polarized light reflected by the polarization splitting films of the polarization beam splitters 15R, 15G, and 15B and enter the reflection type light valves 16R, 16G, and 16B, and the polarization beam splitters 15R and 15B.
The light is polarized and separated into P-polarized light that passes through the G and 15B polarization separation films and is discarded.

【００５５】ライトバルブ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂにそ
れぞれ入射したＳ偏光のＲ光、Ｇ光、Ｂ光は、各色用の
画像信号によって変調を受けて反射されてそれぞれ変調
光として各ライトバルブ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂから出
射され、再び偏光ビームスプリッタ１５Ｒ，１５Ｇ，１
５Ｂにそれぞれ入射される。前記各色の変調光には、各
色用の画像信号に応じて選択された箇所のＰ偏光光と選
択されていない箇所のＳ偏光光とが混ざっている。偏光
ビームスプリッタ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂにそれぞれ入
射された変調光は、当該偏光ビームスプリッタ１５Ｒ，
１５Ｇ，１５Ｂによりそれぞれ検光される。すなわち、
各色の変調光のうちのＰ偏光光のみが偏光ビームスプリ
ッタ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂの偏光分離膜を透過して色
合成光学系としてのクロスダイクロイックプリズム１７
へ向けて進行し（つまり、検光され）、各色の変調光の
うちのＳ偏光光は偏光ビームスプリッタ１５Ｒ，１５
Ｇ，１５Ｂの偏光分離膜にて反射されて−Ｚ方向に廃棄
される。The S-polarized R light, G light, and B light incident on the light valves 16R, 16G, and 16B, respectively, are modulated and reflected by the image signals for each color, and are reflected as modulated lights, respectively, to form the respective light valves 16R, 16G. , 16B, and again the polarization beam splitters 15R, 15G, 1
5B. In the modulated light of each color, P-polarized light at a position selected according to the image signal for each color and S-polarized light at a non-selected position are mixed. The modulated light that has entered the polarization beam splitters 15R, 15G, and 15B respectively receives the modulated light.
The light is analyzed by 15G and 15B, respectively. That is,
Only the P-polarized light of the modulated light of each color passes through the polarization separation films of the polarization beam splitters 15R, 15G, and 15B, and is a cross dichroic prism 17 as a color combining optical system.
(That is, analyzed), and the S-polarized light of the modulated light of each color is converted into the polarized beam splitters 15R and 15R.
G and 15B are reflected by the polarization splitting films and discarded in the -Z direction.

【００５６】各偏光ビームスプリッタ１５Ｒ，１５Ｇ，
１５Ｂから出射された各色の検光光は、前記色分解光学
系としてのクロスダイクロイックミラー１３にて色分解
された各色光の折り曲げミラー１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂ
への入射方向と逆方向に出射され、クロスダイクロイッ
クプリズム１７から構成される色合成光学系に入射され
る。Each of the polarization beam splitters 15R, 15G,
The analysis light of each color emitted from 15B is a bending mirror 14R, 14G, 14B of each color light separated by the cross dichroic mirror 13 as the color separation optical system.
The light is emitted in the direction opposite to the direction of incidence on the light, and enters the color combining optical system composed of the cross dichroic prism 17.

【００５７】クロスダイクロイックプリズム１７は、各
側面に形成されたＲ光反射ダイクロイック膜１７ＲとＢ
光反射ダイクロイック膜１７Ｂとが互いに直交してＸ型
となるように４個の直角二等辺三角形プリズムを、接着
剤で貼り合わせて組み合わせた構造を有している。The cross dichroic prism 17 is composed of R light reflecting dichroic films 17 R
It has a structure in which four right-angled isosceles triangular prisms are bonded together with an adhesive so that the light reflection dichroic film 17B is orthogonal to each other to form an X-shape.

【００５８】偏光ビームスプリッタ１５ＲからＸ方向に
出射されてクロスダイクロイックプリズム１７に入射し
たＲ光の検光光は、Ｒ光反射ダイクロイック膜１７Ｒに
よって反射され、光軸を−Ｙ方向に変え、当該プリズム
１７から−Ｙ方向に出射される。偏光ビームスプリッタ
１５Ｂから−Ｘ方向に出射されてクロスダイクロイック
プリズム１７に入射したＢ光の検光光は、Ｂ光反射ダイ
クロイック膜１７Ｂによって反射され、光軸を−Ｙ方向
に変え、当該プリズム１７から−Ｙ方向に出射される。
偏光ビームスプリッタ１５Ｇから−Ｙ方向に出射されて
クロスダイクロイックプリズム１７に入射したＧ光の検
光光は、ダイクロイック膜１７Ｒ，１７Ｇを透過して、
当該プリズム１７からそのまま−Ｙ方向に出射される。The analysis light of R light emitted from the polarizing beam splitter 15R in the X direction and incident on the cross dichroic prism 17 is reflected by the R light reflecting dichroic film 17R, changes the optical axis to the -Y direction, and changes the optical axis to the -Y direction. It is emitted in the −Y direction from 17. The analysis light of the B light emitted from the polarizing beam splitter 15B in the −X direction and incident on the cross dichroic prism 17 is reflected by the B light reflecting dichroic film 17B, changes the optical axis to the −Y direction, and The light is emitted in the −Y direction.
The analysis light of G light emitted from the polarization beam splitter 15G in the −Y direction and incident on the cross dichroic prism 17 passes through the dichroic films 17R and 17G,
The light is directly emitted from the prism 17 in the −Y direction.

【００５９】以上により、各色光用ライトバルブ１６
Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂにて変調を受けて偏光ビームスプリ
ッタ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂにて検光された各色光の検
光光は、クロスダイクロイックプリズム１７にて色合成
され、当該合成光は、クロスダイクロイックプリズム１
７から−Ｙ方向に出射されることになる。そして、クロ
スダイクロイックプリズム１７から出射された合成光
は、投射光学系としての投射レンズ（図示せず）に入射
され、スクリーン（図示せず）上にフルカラーの投射像
として投射される。As described above, the light valve 16 for each color light
The analysis light of each color light which has been modulated by R, 16G, 16B and analyzed by the polarization beam splitters 15R, 15G, 15B is color-combined by the cross dichroic prism 17, and the combined light is cross-dichroic. Prism 1
7 is emitted in the −Y direction. The combined light emitted from the cross dichroic prism 17 is incident on a projection lens (not shown) as a projection optical system, and is projected on a screen (not shown) as a full-color projection image.

【００６０】本実施の形態では、クロスダイクロイック
ミラー１３にて予め色分解された各色光であるがランダ
ム偏光光が、それぞれ図１に示す偏光ビームスプリッタ
である偏光ビームスプリッタ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂに
入射され、当該偏光ビームスプリッタ１５Ｒ，１５Ｇ，
１５ＢからＳ偏光光がそれぞれライトバルブ１６Ｒ，１
６Ｇ，１６Ｂに入射されている。したがって、各偏光ビ
ームスプリッタ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂと各ライトバル
ブ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂとの関係は、前述した図６に
示す投射型表示装置における偏光ビームスプリッタ１と
ライトバルブ８との関係と実質的に同一である。したが
って、本実施の形態による投射型表示装置においても、
図６に示す第２の実施の形態による投射型表示装置と同
様に、スクリーン上において黒状態を達成することがで
き、投射像のコントラストが向上する。In the present embodiment, each color light, which has been color-separated by the cross dichroic mirror 13 in advance, is incident on the polarization beam splitters 15R, 15G, and 15B, which are the polarization beam splitters shown in FIG. And the polarization beam splitters 15R, 15G,
S-polarized light from 15B to light valve 16R, 1 respectively
6G and 16B. Therefore, the relationship between each of the polarization beam splitters 15R, 15G, and 15B and each of the light valves 16R, 16G, and 16B is substantially the same as the relationship between the polarization beam splitter 1 and the light valve 8 in the projection display apparatus shown in FIG. Is the same as Therefore, also in the projection display according to the present embodiment,
As in the projection display device according to the second embodiment shown in FIG. 6, a black state can be achieved on the screen, and the contrast of the projected image is improved.

【００６１】本実施の形態では、前述したようにＳ偏光
光が反射型ライトバルブ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂに入射
されるように、偏光ビームスプリッタ１５Ｒ，１５Ｇ，
１５Ｂが配置されていたが、前述した図８に示す投射型
表示装置と同様に、Ｐ偏光光が反射型ライトバルブ１６
Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂに入射されるように、偏光ビームス
プリッタ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂを配置してもよい。こ
の場合、偏光ビームスプリッタ１５Ｒに関しては図１中
のＸ、Ｙ、Ｚ方向がそれぞれ図１０中の−Ｘ、Ｚ、Ｙ方
向となるように配置し、偏光ビームスプリッタ１５Ｇに
関しては図１中のＸ、Ｙ、Ｚ方向がそれぞれ図１０中の
Ｙ、Ｚ、Ｘ方向となるように配置し、偏光ビームスプリ
ッタ１５Ｂに関しては図１中のＸ、Ｙ、Ｚ方向がそれぞ
れ図１０中のＸ、Ｚ、−Ｙ方向となるように配置し、ラ
イトバルブ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂをそれぞれ偏光ビー
ムスプリッタ１５Ｒ，１５Ｇ，１５ＢのＹ方向側に配置
すればよい。In the present embodiment, as described above, the polarization beam splitters 15R, 15G, 15G, and 15G are arranged so that the S-polarized light is incident on the reflection type light valves 16R, 16G, and 16B.
15B, the P-polarized light is reflected by the reflection type light valve 16 as in the projection type display device shown in FIG.
The polarization beam splitters 15R, 15G, and 15B may be arranged so as to be incident on R, 16G, and 16B. In this case, the polarization beam splitter 15R is arranged such that the X, Y, and Z directions in FIG. 1 are respectively -X, Z, and Y directions in FIG. 10, and the polarization beam splitter 15G is X in FIG. , Y, and Z directions are respectively set to the Y, Z, and X directions in FIG. 10, and with respect to the polarization beam splitter 15B, the X, Y, and Z directions in FIG. The light valves 16R, 16G, and 16B may be arranged on the Y direction side of the polarization beam splitters 15R, 15G, and 15B, respectively.

【００６２】本実施の投射型表示装置においては、前述
したように各色光ごとに偏光ビームスプリッタ１５Ｒ，
１５Ｇ，１５Ｂを配置する構成となっていることより、
偏光分離特性を得るべき波長領域が狭くなるために、偏
光ビームスプリッタ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂの偏光分離
膜の設計がし易くなるとともにその特性も向上する。さ
らに、偏光ビームスプリッタ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂの
位相板層についても、狭い波長領域に合わせて層厚を設
定（例えば、位相板層がＴｉＯ2からなるとともにプリ
ズムの屈折率が１．８０である場合、偏光ビームスプリ
ッタ１５Ｒの位相板層の厚みを約１．２３μｍ、偏光ビ
ームスプリッタ１５Ｇの位相板層の厚みを約１．０４μ
ｍ、偏光ビームスプリッタ１５Ｂの位相板層の厚みを約
０．８５μｍと設定）できるために特性の向上を図るこ
とができる。In the projection type display device of this embodiment, as described above, the polarization beam splitters 15R, 15R,
15G and 15B are arranged,
Since the wavelength region in which the polarization separation characteristics are to be obtained is narrowed, the design of the polarization separation films of the polarization beam splitters 15R, 15G, and 15B is facilitated and the characteristics are improved. Further, the thickness of the phase plate layers of the polarization beam splitters 15R, 15G, and 15B is also set according to a narrow wavelength region (for example, when the phase plate layer is made of TiO 2 and the refractive index of the prism is 1.80). The thickness of the phase plate layer of the polarizing beam splitter 15R is about 1.23 μm, and the thickness of the phase plate layer of the polarizing beam splitter 15G is about 1.04 μm.
m, the thickness of the phase plate layer of the polarizing beam splitter 15B can be set to about 0.85 μm), so that the characteristics can be improved.

【００６３】（第５の実施の形態）次に、本発明の第５
の実施の形態による投射型表示装置について、図１１を
参照して説明する。図１１は、本実施の形態による投射
型表示装置を示す概略構成図である。図１１において、
図１中の要素と同一の要素には同一符号を付している。
なお、図１１中のＸ，Ｙ，Ｚ軸は、図１中のＸ，Ｙ，Ｚ
軸に対応している。(Fifth Embodiment) Next, a fifth embodiment of the present invention will be described.
The projection type display device according to the embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a schematic configuration diagram showing the projection display device according to the present embodiment. In FIG.
The same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.
The X, Y, and Z axes in FIG. 11 correspond to the X, Y, and Z axes in FIG.
Corresponding to the axis.

【００６４】本実施の形態による投射型表示装置も、前
述した図１に示す偏光ビームスプリッタ１を用いて構成
された投射型表示装置であり、当該偏光ビームスプリッ
タ１と、光源２１と、色分解合成光学系としてのダイク
ロイックプリズム２２と、各色光用の反射型ライトバル
ブ２３Ｒ，２３Ｇ，２３Ｂと、投射光学系としての投射
レンズ２４とを備えている。The projection type display device according to the present embodiment is also a projection type display device using the polarization beam splitter 1 shown in FIG. 1 described above, and includes the polarization beam splitter 1, the light source 21 and the color separation. A dichroic prism 22 as a synthesis optical system, reflection type light valves 23R, 23G, 23B for each color light, and a projection lens 24 as a projection optical system are provided.

【００６５】本実施の形態では、光源２１からの光は、
前述した偏光ビームスプリッタ１にプリズム部材３から
Ｘ方向に入射して、当該偏光ビームスプリッタ１の複屈
折性を示す１／４波長板として機能する位相板層５を透
過し、更に接着剤層６を透過して、当該偏光ビームスプ
リッタ１の偏光分離膜４によって、当該偏光分離膜４を
Ｘ方向に透過するＰ偏光光と当該偏光分離膜４にてＹ方
向に反射されるＳ偏光光とに偏光分離される。偏光ビー
ムスプリッタ１に入射する光源光は偏光的にはランダム
偏光であり、当該光源光が位相板層５を透過してもその
偏光状態は変化せずにランダム偏光のままである。偏光
分離膜４によって反射されたＳ偏光光は、Ｙ方向に進行
し、位相板層５を透過して偏光ビームスプリッタ１から
出射し、色分解合成光学系としてのクロスダイクロイッ
クプリズム２２に入射される。In this embodiment, the light from the light source 21 is
The light enters the polarizing beam splitter 1 from the prism member 3 in the X direction, passes through the phase plate layer 5 that functions as a quarter-wave plate exhibiting the birefringence of the polarizing beam splitter 1, and further has the adhesive layer 6 Through the polarization beam splitter 1, the polarization beam splitter 4 converts the polarization beam splitter 4 into P-polarized light transmitted through the polarization beam splitter 4 in the X direction and S-polarized light reflected by the polarization beam splitter 4 in the Y direction. It is polarized and separated. The light source light incident on the polarization beam splitter 1 is randomly polarized light, and even if the light source light passes through the phase plate layer 5, the polarization state does not change and remains random. The S-polarized light reflected by the polarization separation film 4 travels in the Y direction, passes through the phase plate layer 5, exits the polarization beam splitter 1, and enters the cross dichroic prism 22 as a color separation / synthesis optical system. .

【００６６】クロスダイクロイックプリズム２２は、各
側面に形成されたＲ光反射ダイクロイック膜２２ＲとＢ
光反射ダイクロイック膜２２Ｂとが互いに直交してＸ型
となるように４個の直角二等辺三角形プリズムを、接着
剤で貼り合わせて組み合わせた構造を有している。The cross dichroic prism 22 is composed of R light reflecting dichroic films 22 R
It has a structure in which four right-angled isosceles triangular prisms are bonded together with an adhesive so that the light-reflecting dichroic film 22B is orthogonal to each other to form an X-shape.

【００６７】偏光ビームスプリッタ１からＹ方向に出射
されてクロスダイクロイックプリズム２２に入射したＳ
偏光光は、Ｒ光反射ダイクロイック膜２２Ｒによって反
射されて当該プリズム２２から−Ｘ方向に出射されるＲ
光と、Ｂ光反射ダイクロイック膜２２Ｂによって反射さ
れて当該プリズム２２からＸ方向に出射されるＢ光と、
ダイクロイック膜２２Ｒ，２２Ｂを透過して当該プリズ
ム２２からＹ方向に出射されるＧ光とに色分解される。
色分解されたＳ偏光の各色光は、反射型ライトバルブ２
３Ｒ，２３Ｇ，２３Ｂにそれぞれ入射され、各色用の画
像信号によって変調を受けて反射されそれぞれ変調光と
して出射され、Ｒ光はＸ方向に、Ｇ光は−Ｙ方向に、Ｂ
光は−Ｘ方向にそれぞれ進行し、再びクロスダイクロイ
ックプリズム２２に入射される。S emitted from the polarizing beam splitter 1 in the Y direction and entered the cross dichroic prism 22
The polarized light is reflected by the R light reflecting dichroic film 22R and emitted from the prism 22 in the -X direction.
Light and B light reflected by the B light reflecting dichroic film 22B and emitted from the prism 22 in the X direction;
The light passes through the dichroic films 22R and 22B and is separated into G light emitted from the prism 22 in the Y direction.
The color-separated S-polarized light is reflected by a reflection type light valve 2.
3R, 23G, and 23B, respectively, modulated and reflected by image signals for each color, and emitted as modulated light. R light is emitted in the X direction, G light is emitted in the -Y direction, and B light is emitted in the -Y direction.
The light travels in the −X direction, and enters the cross dichroic prism 22 again.

【００６８】Ｘ方向に進行してクロスダイクロイックプ
リズム２２に入射されたＲ光の変調光は、Ｒ光反射ダイ
クロイック膜２２Ｒにて反射されて当該クロスダイクロ
イックプリズム２２から−Ｙ方向に出射される。−Ｙ方
向に進行してクロスダイクロイックプリズム２２に入射
されたＧ光の変調光は、ダイクロイック膜２２Ｒ，２２
Ｂを透過して当該クロスダイクロイックプリズム２２か
ら−Ｙ方向に出射される。−Ｘ方向に進行してクロスダ
イクロイックプリズム２２に入射されたＢ光の変調光
は、Ｂ光反射ダイクロイック膜２２Ｂにて反射されて当
該クロスダイクロイックプリズム２２から−Ｙ方向に出
射される。したがって、各色の変調光はクロスダイクロ
イックプリズム２２にて色合成され、当該色合成された
変調光は−Ｙ方向に進行して再度偏光ビームスプリッタ
１に入射される。偏光ビームスプリッタ１にそれぞれ入
射された色合成された変調光は、当該偏光ビームスプリ
ッタ１により検光される。すなわち、色合成された変調
光のうちのＰ偏光成分のみが偏光ビームスプリッタ１の
偏光分離膜４を透過して−Ｙ方向に出射され、Ｓ偏光成
分は偏光分離膜４にて反射されて−Ｘ方向に廃棄され
る。そして、偏光ビームスプリッタ１から−Ｙ方向に出
射された検光光は、投射レンズ２４によりスクリーン
（図示せず）上に投射される。The modulated light of the R light traveling in the X direction and entering the cross dichroic prism 22 is reflected by the R light reflecting dichroic film 22R and emitted from the cross dichroic prism 22 in the -Y direction. The modulated light of the G light traveling in the −Y direction and entering the cross dichroic prism 22 is reflected by the dichroic films 22R and 22R.
B is transmitted through the cross dichroic prism 22 in the -Y direction. The modulated light of the B light that travels in the −X direction and enters the cross dichroic prism 22 is reflected by the B light reflecting dichroic film 22 </ b> B and is emitted from the cross dichroic prism 22 in the −Y direction. Therefore, the modulated light of each color is color-combined by the cross dichroic prism 22, and the color-combined modulated light travels in the −Y direction and is incident on the polarization beam splitter 1 again. The color-combined modulated light that has entered the polarization beam splitter 1 is analyzed by the polarization beam splitter 1. That is, only the P-polarized light component of the color-combined modulated light passes through the polarization splitting film 4 of the polarization beam splitter 1 and is emitted in the −Y direction, and the S-polarized light component is reflected by the polarization splitting film 4 − Discarded in X direction. Then, the analysis light emitted from the polarization beam splitter 1 in the −Y direction is projected on a screen (not shown) by the projection lens 24.

【００６９】本実施の形態では、偏光ビームスプリッタ
１と各色光用のライトバルブ２３Ｒ，２３Ｇ，２３Ｂと
の間に色分解合成光学系としてのクロスダイクロイック
プリズム２２が介在されているが、偏光ビームスプリッ
タ１と各ライトバルブ２３Ｒ，２３Ｇ，２３Ｂとの関係
は、前述した図６に示す投射型表示装置における偏光ビ
ームスプリッタ１とライトバルブ８との関係と実質的に
同一である。したがって、本実施の形態による投射型表
示装置においても、図６に示す第２の実施の形態による
投射型表示装置と同様に、スクリーン上において黒状態
を達成することができ、投射像のコントラストが向上す
る。In this embodiment, the cross dichroic prism 22 as a color separation / synthesis optical system is interposed between the polarization beam splitter 1 and the light valves 23R, 23G, 23B for the respective color lights. The relationship between 1 and each of the light valves 23R, 23G, and 23B is substantially the same as the relationship between the polarizing beam splitter 1 and the light valve 8 in the projection display apparatus shown in FIG. Therefore, in the projection display device according to the present embodiment, similarly to the projection display device according to the second embodiment shown in FIG. 6, a black state can be achieved on the screen, and the contrast of the projected image can be reduced. improves.

【００７０】本実施の形態では、前述したようにＳ偏光
光が反射型ライトバルブ２３Ｒ，２３Ｇ，２３Ｂに入射
されるように構成されていたが、図８に示す第３の実施
の形態による投射型表示装置と同様に、Ｐ偏光光が反射
型ライトバルブ２３Ｒ，２３Ｇ，２３Ｂに入射されるよ
うに構成してもよい。この場合、図１１において、光源
２１の位置と投射レンズ２４との位置とを入れ換えれば
よい。In the present embodiment, as described above, the S-polarized light is configured to be incident on the reflection type light valves 23R, 23G, and 23B. However, the projection according to the third embodiment shown in FIG. Similar to the type display device, the P-polarized light may be configured to be incident on the reflection type light valves 23R, 23G, and 23B. In this case, in FIG. 11, the position of the light source 21 and the position of the projection lens 24 may be interchanged.

【００７１】また、本実施の形態に示す投射型表示装置
においては、色分解合成光学系としてクロスダイクロイ
ックプリズム２２が用いられていたが、色分解合成光学
系はこれに限定されるものではない。例えば、クロスダ
イクロイックプリズム２２の代わりに、ダイクロイック
ミラーをＸ型に構成したクロスダイクロイックミラーを
使用してもよいし、複数のダイクロイックミラーをクロ
スさせることなく分離配置した構成としてもよい。Further, in the projection type display device shown in this embodiment, the cross dichroic prism 22 is used as the color separation / synthesis optical system, but the color separation / synthesis optical system is not limited to this. For example, instead of the cross dichroic prism 22, a cross dichroic mirror having an X-type dichroic mirror may be used, or a configuration in which a plurality of dichroic mirrors are separately arranged without crossing each other may be used.

【００７２】以上、本発明の各実施の形態について説明
したが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるもの
であはない。Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these embodiments.

【００７３】[0073]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
投射像のコントラストの良好な投射型表示装置及び該投
射型表示装置等に用いることができる偏光ビームスプリ
ッタを提供することができる。As described above, according to the present invention,
It is possible to provide a projection display device with good contrast of a projected image and a polarizing beam splitter that can be used for the projection display device and the like.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明の第１の実施の形態による偏光ビームス
プリッタの構成を模式的に示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of a polarizing beam splitter according to a first embodiment of the present invention.

【図２】プリズム部材上に形成した偏光分離膜の一例を
模式的に示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view schematically illustrating an example of a polarization separation film formed on a prism member.

【図３】プリズム部材に対する位相板層の形成方法の一
例を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a method of forming a phase plate layer on a prism member.

【図４】偏光ビームスプリッタの透過特性の一例を示す
図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an example of transmission characteristics of a polarizing beam splitter.

【図５】偏光ビームスプリッタの透過特性の他の例を示
す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating another example of the transmission characteristics of the polarization beam splitter.

【図６】本発明の第２の実施の形態による投射型表示装
置を示す概略構成図である。FIG. 6 is a schematic configuration diagram showing a projection display device according to a second embodiment of the present invention.

【図７】図６に示す投射型表示装置の作用を説明するた
めの説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining an operation of the projection type display device shown in FIG. 6;

【図８】本発明の第３の実施の形態による投射型表示装
置を示す概略構成図である。FIG. 8 is a schematic configuration diagram showing a projection display device according to a third embodiment of the present invention.

【図９】図８に示す投射型表示装置の作用を説明するた
めの説明図である。9 is an explanatory diagram for explaining an operation of the projection type display device shown in FIG.

【図１０】本発明の第４の実施の形態による投射型表示
装置を示す概略構成図である。FIG. 10 is a schematic configuration diagram showing a projection display device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図１１】本発明の第５の実施の形態による投射型表示
装置を示す概略構成図である。FIG. 11 is a schematic configuration diagram showing a projection display device according to a fifth embodiment of the present invention.

【図１２】従来の偏光ビームスプリッタ１００を模式的
に示す断面図である。FIG. 12 is a cross-sectional view schematically showing a conventional polarization beam splitter 100.

【図１３】従来の投射型表示装置を示す概略構成図であ
る。FIG. 13 is a schematic configuration diagram showing a conventional projection display device.

【図１４】図１３に示す投射型表示装置の作用を説明す
るための説明図である。14 is an explanatory diagram for explaining an operation of the projection display device shown in FIG.

【図１５】図１３に示す投射型表示装置の作用を説明す
るための他の説明図である。15 is another explanatory diagram for explaining the operation of the projection display device shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１，１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂ 偏光ビームスプリッタ ２，３ プリズム部材 ４ 偏光分離膜 ５ 位相板層 ６ 接着剤層 ７，２１ 光源 ８，１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂ，２３Ｒ，２３Ｇ，２３Ｂ
反射型ライトバルブ ９ 投射レンズ １３ クロスダイクロイックミラー（色分解光学系） １４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂ 折り曲げミラー １６Ｒ，１６Ｂ，１６Ｂ，３４Ｒ，３４Ｂ，３４Ｇ ラ
イトバルブ １７ クロスダイクロイックプリズム（色合成光学系） ２２ クロスダイクロイックプリズム（色分解合成光学
系）1, 15R, 15G, 15B Polarization beam splitter 2, 3, Prism member 4, Polarization separation film 5, Phase plate layer 6, Adhesive layer 7, 21, Light source 8, 16R, 16G, 16B, 23R, 23G, 23B
Reflection type light valve 9 Projection lens 13 Cross dichroic mirror (color separation optical system) 14R, 14G, 14B Folding mirror 16R, 16B, 16B, 34R, 34B, 34G Light valve 17 Cross dichroic prism (color synthesis optical system) 22 Cross dichroic Prism (color separation / synthesis optical system)

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 第１及び第２のプリズム部材と、前記第
１のプリズム部材と前記第２のプリズム部材との間に互
いに重なるように挟まれた偏光分離膜及び位相板層と、
を備えたことを特徴とする偏光ビームスプリッタ。A first and a second prism member; a polarization separation film and a phase plate layer sandwiched between the first and the second prism members so as to overlap each other;
A polarizing beam splitter comprising: 【請求項２】 前記位相板層は、前記第１のプリズム部
材又は第２のプリズム部材の前記偏光分離膜及び前記位
相板層を挟む面の法線方向から誘電体材料を蒸着して形
成した蒸着膜を含むことを特徴とする請求項１記載の偏
光ビームスプリッタ。2. The phase plate layer is formed by depositing a dielectric material from a direction normal to a surface of the first prism member or the second prism member that sandwiches the polarization separation film and the phase plate layer. The polarizing beam splitter according to claim 1, further comprising a vapor-deposited film. 【請求項３】 前記位相板層は当該位相板層に所定角度
で入射する光線に対して実質的に１／４波長板として機
能し、 前記位相板層の進相軸又は遅相軸は、前記偏光分離膜に
よって偏光分離されたＳ偏光又はＰ偏光の光線であって
光軸と平行に前記位相板層を通過する光線の偏光の振動
方向に対して実質的に平行又は垂直な方向に設定された
ことを特徴とする請求項１又は２記載の偏光ビームスプ
リッタ。3. The phase plate layer functions substantially as a quarter-wave plate with respect to light rays incident on the phase plate layer at a predetermined angle, and a fast axis or a slow axis of the phase plate layer is: S-polarized light or P-polarized light that is polarized and separated by the polarization separating film and set in a direction substantially parallel or perpendicular to the direction of oscillation of the polarization of light that passes through the phase plate layer in parallel with the optical axis. 3. The polarization beam splitter according to claim 1, wherein 【請求項４】 偏光ビームスプリッタと、反射型ライト
バルブと、投射光学系とを備え、 前記偏光ビームスプリッタは光源からの光を２つの偏光
光に偏光分離し、前記反射型ライトバルブは前記偏光ビ
ームスプリッタにて偏光分離された一方の偏光光を変調
し、前記偏光ビームスプリッタは前記反射型ライトバル
ブによって変調された光を検光し、前記投射光学系は前
記偏光ビームスプリッタによって検光された光を投射す
る、投射型表示装置において、 前記偏光ビームスプリッタとして、請求項３記載の偏光
ビームスプリッタが用いられたことを特徴とする投射型
表示装置。4. A polarization beam splitter, a reflection type light valve, and a projection optical system, wherein the polarization beam splitter separates light from a light source into two polarized lights, and the reflection type light valve comprises the polarized light. One of the polarized lights separated by the beam splitter is modulated, the polarized beam splitter detects the light modulated by the reflective light valve, and the projection optical system is detected by the polarized beam splitter. 4. A projection display device for projecting light, wherein the polarization beam splitter according to claim 3 is used as the polarization beam splitter. 【請求項５】 光源からの光をＲ光、Ｇ光及びＢ光に色
分解する色分解光学系と、第１、第２及び第３の反射型
ライトバルブと、前記色分解光学系にて色分解された各
色光にそれぞれ対応して設けられた第１、第２及び第３
の偏光ビームスプリッタと、色合成光学系と、投射光学
系と、を備え、 前記第１、第２及び第３の偏光ビームスプリッタは、前
記色分解光学系にて色分解された各色光をそれぞれ２つ
の偏光光に偏光分離し、 前記第１、第２及び第３の反射型ライトバルブは、前記
第１、第２及び第３の偏光ビームスプリッタにて偏光分
離された各色光の一方の偏光光をそれぞれ変調し、 前記第１、第２及び第３の偏光ビームスプリッタは、前
記第１、第２及び第３の反射型ライトバルブにて変調さ
れた各色光をそれぞれ検光し、 前記色合成光学系は、前記第１、第２及び第３の偏光ビ
ームスプリッタにより検光された各色光を色合成し、 前記投射光学系は、前記色合成光学系にて色合成された
光を投射し、 前記第１、第２及び第３の偏光ビームスプリッタとし
て、請求項３記載の偏光ビームスプリッタがそれぞれ用
いられたことを特徴とする投射型表示装置。5. A color separation optical system for separating light from a light source into R light, G light and B light, first, second and third reflection type light valves, and said color separation optical system. First, second, and third light sources provided corresponding to the respective color lights separated by color.
A polarizing beam splitter, a color synthesizing optical system, and a projection optical system, wherein the first, second, and third polarizing beam splitters respectively separate the color lights separated by the color separation optical system. The first, second, and third reflective light valves separate the polarized light into two polarized light beams, and the first, second, and third reflective light valves are polarized light beams of one of the color lights separated by the first, second, and third polarized beam splitters. The first, second, and third polarization beam splitters analyze the respective color lights modulated by the first, second, and third reflective light valves, respectively; A combining optical system that combines the color lights detected by the first, second, and third polarization beam splitters, and the projection optical system projects the light that is combined by the color combining optical system. The first, second and third polarization beam splitters. As a projection display device characterized by polarization beam splitter according to claim 3 wherein is used, respectively. 【請求項６】 偏光ビームスプリッタと、色分解合成光
学系と、第１、第２及び第３の反射型ライトバルブと、
投射光学系とを備え、 前記偏光ビームスプリッタは光源からの光を２つの偏光
光に偏光分離し、前記色分解合成光学系は前記偏光ビー
ムスプリッタにて偏光分離された一方の偏光光をＲ光、
Ｇ光及びＢ光に色分解し、前記第１、第２及び第３の反
射型ライトバルブは前記Ｒ光、Ｇ光及びＢ光をそれぞれ
変調し、前記色分解合成光学系は前記第１、第２及び第
３の反射型ライトバルブによってそれぞれ変調された各
色光を色合成し、前記偏光ビームスプリッタは前記色分
解合成光学系によって色合成された光を検光し、前記投
射光学系は前記偏光ビームスプリッタによって検光され
た光を投射する、投射型表示装置において、 前記偏光ビームスプリッタとして、請求項３記載の偏光
ビームスプリッタが用いられたことを特徴とする投射型
表示装置。6. A polarization beam splitter, a color separation / synthesis optical system, first, second and third reflection type light valves,
A projection optical system, wherein the polarization beam splitter polarizes and separates the light from the light source into two polarization lights, and the color separation / combination optical system converts one of the polarization lights separated by the polarization beam splitter into R light. ,
The first, second, and third reflective light valves modulate the R, G, and B lights, respectively, and the color separation / synthesis optical system includes the first, second, and third light valves. The respective color lights modulated by the second and third reflection type light valves are color-combined, the polarization beam splitter detects the color-combined light by the color separation / combination optical system, and the projection optical system is 4. A projection display device that projects light detected by a polarization beam splitter, wherein the polarization beam splitter according to claim 3 is used as the polarization beam splitter.
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