JP2000121996A - Image projector - Google Patents

Image projector

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JP2000121996A
JP2000121996A JP10293770A JP29377098A JP2000121996A JP 2000121996 A JP2000121996 A JP 2000121996A JP 10293770 A JP10293770 A JP 10293770A JP 29377098 A JP29377098 A JP 29377098A JP 2000121996 A JP2000121996 A JP 2000121996A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical system
light
projection optical
image
image display
Prior art date
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Pending
Application number
JP10293770A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kenji Konno
賢治 金野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Minolta Co Ltd
Original Assignee
Minolta Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Priority to JP10293770A priority Critical patent/JP2000121996A/en
Publication of JP2000121996A publication Critical patent/JP2000121996A/en
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  • Projection Apparatus (AREA)
  • Microscoopes, Condenser (AREA)
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image projector having a projection optical system which achieves good image forming performance with a smaller number of lens elements. SOLUTION: This image projector has a color synthesizing mirror 21 for synthesizing respective pieces of image information of display panels 12 and 14 within the projection optical system consisting of a first group 26 and a second group 27 and 28 as well as third groups 29 and 30 and is provided with condenser lenses 18 and 20 respectively between the display panels 12 and 14 and the projection optical system. The image projector is constituted to satisfy the conditions 0.5<θ<5, 3<θ'/13, where θ is the angle formed by the projection main ray of the maximum angle of view emitted from the image display element of a reflection type and an axial main ray and θ' is the angle formed by the projection main ray of the maximum angle of view emitted from the condenser lenses and the axial projection main ray.

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、プロジェクター等
の画像投影装置に関するものであり、更に詳しくは、反
射型の画像表示素子を用いた画像投影装置に関するもの
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image projection device such as a projector, and more particularly, to an image projection device using a reflection type image display device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、プロジェクターにおいては、
反射型液晶方式やDMD方式等の、反射型の画像表示素
子を使用した方式が多く採用されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a projector,
Many systems using a reflective image display device, such as a reflective liquid crystal system and a DMD system, have been adopted.

【0003】例えば、特開平3−249639号公報に
記載されている如く、光源から出た光を偏光ビームスプ
リッタに入射させた後、偏光ビームスプリッタで反射さ
せ、クロスダイクロイックプリズムに入射させて各色に
分離し、それぞれの表示パネルで変調して反射させた
後、再びクロスダイクロイックプリズム及び偏光ビーム
スプリッタを通過させて、投影光学系に入射させる構成
となっている。これは、表示パネルとしての液晶表示素
子が反射型である場合の例である。
For example, as described in JP-A-3-249639, light emitted from a light source is made incident on a polarizing beam splitter, reflected by the polarizing beam splitter, and made incident on a cross dichroic prism to produce each color. After being separated, modulated by each display panel and reflected, the light passes through a cross dichroic prism and a polarizing beam splitter again, and is incident on a projection optical system. This is an example where the liquid crystal display element as a display panel is of a reflective type.

【0004】また、特開平10−133101号公報に
記載されている如く、液晶表示素子に対してほぼ平行に
照明するようにした照明方法が開示されている。
Further, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-133101, an illumination method for illuminating a liquid crystal display element substantially in parallel is disclosed.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開平3−249639号公報に記載されているような構
成では、投影光学系がテレセントリックとなっており、
良好な光学性能を得るために多くのレンズを必要とする
ので、コスト高となる。
However, in the configuration described in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 3-249639, the projection optical system is telecentric,
Since many lenses are required to obtain good optical performance, the cost is high.

【0006】また、上記特開平10−133101号公
報に記載されているような構成では、液晶表示素子に対
してほぼ平行に照明しようとすると、投影光学系の瞳の
像が、その投影光学系のほぼ真上にできてしまい、且つ
その径も瞳の径とほぼ等しくなってしまうので、瞳の像
の位置に均一に照明するためのレンズアレイを配置しよ
うとしても、径が小さすぎるために困難となってしま
う。また、投影光学系の絞りから液晶表示素子側には、
コンデンサーレンズしか有していないために、非対称な
光学系となり、歪曲収差等の補正が困難となってしま
う。
In the configuration described in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 10-133101, when an attempt is made to illuminate the liquid crystal display element substantially in parallel, the image of the pupil of the projection optical system is changed. And the diameter is almost equal to the diameter of the pupil, so even if you try to arrange a lens array to illuminate the position of the image of the pupil uniformly, the diameter is too small. It will be difficult. Also, from the aperture of the projection optical system to the liquid crystal display element side,
Since it has only a condenser lens, it becomes an asymmetric optical system, and it becomes difficult to correct distortion and the like.

【0007】本発明は、これらの問題点に鑑み、少ない
レンズ枚数で良好な結像性能を達成した投影光学系を有
する画像投影装置を提供する事を目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above problems, an object of the present invention is to provide an image projection apparatus having a projection optical system that achieves good imaging performance with a small number of lenses.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、反射型の画像表示素子と、その画像表
示素子の画像情報を投影する投影光学系とを有し、前記
画像表示素子と前記投影光学系との間にコンデンサーレ
ンズを設け、その投影光学系は物体側から順に前群,絞
り,後群を備え、以下の条件式を満足する構成とする。 0.5<θ<5 3<θ′<13 但し、 θ :反射型の画像表示素子から射出した最大画角の投
影主光線と軸上の投影主光線が成す角度 θ′:コンデンサーレンズから射出した最大画角の投影
主光線と軸上の投影主光線が成す角度 である。
In order to achieve the above object, the present invention provides a reflection type image display device and a projection optical system for projecting image information of the image display device. A condenser lens is provided between the element and the projection optical system. The projection optical system includes a front group, a stop, and a rear group in order from the object side, and satisfies the following conditional expression. 0.5 <θ <53 3 <θ ′ <13, where θ is the angle formed between the projected principal ray of the maximum angle of view and the axial projected principal ray emitted from the reflective image display element θ ′: emitted from the condenser lens The angle between the projected principal ray at the maximum angle of view and the projected principal ray on the axis.

【0009】また、少なくとも2枚の反射型の画像表示
素子と、その画像表示素子の画像情報を投影する投影光
学系とを有し、前記画像表示素子と前記投影光学系との
間にコンデンサーレンズを設け、前記画像表示素子の画
像情報を合成する画像情報合成手段を前記投影光学系の
内部に備え、以下の条件式を満足する構成とする。 0.5<θ<5 3<θ′<13 但し、 θ :反射型の画像表示素子から射出した最大画角の投
影主光線と軸上の投影主光線が成す角度 θ′:コンデンサーレンズから射出した最大画角の投影
主光線と軸上の投影主光線が成す角度 である。
In addition, the apparatus has at least two reflective image display elements and a projection optical system for projecting image information of the image display elements, and a condenser lens is provided between the image display element and the projection optical system. And an image information synthesizing means for synthesizing the image information of the image display element is provided inside the projection optical system, so that the following conditional expression is satisfied. 0.5 <θ <53 3 <θ ′ <13, where θ is the angle formed by the projected principal ray of the maximum angle of view and the axial projected principal ray emitted from the reflective image display element θ ′: Emitted from the condenser lens The angle between the projected principal ray at the maximum angle of view and the projected principal ray on the axis.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら説明する。本発明の一実施形態
の画像投影装置は、表示パネルとして反射型の液晶表示
素子を用い、いわゆる2階建ての構造となっており、1
階に投影光学系、2階に照明光学系が配置されている。
そして、表示パネル上方にあるミラーで照明光学系から
の光を折り返し、投影光学系へ導く構成となっている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. An image projection device according to an embodiment of the present invention uses a reflection-type liquid crystal display element as a display panel and has a so-called two-story structure.
A projection optical system is arranged on the floor, and an illumination optical system is arranged on the second floor.
Then, light from the illumination optical system is turned back by a mirror above the display panel, and guided to the projection optical system.

【0011】図1は、本実施形態の照明光学系の構成を
模式的に示すX−Z面における断面図である。同図の紙
面に垂直で手前側の方向をY軸方向とする。同図におい
て、1は光源、2は光源1を取り囲むように配設され、
光源1からの光を反射するリフレクター、3は光源1の
上方に配設され、光源1からの光の内、紫外線及び赤外
線を遮断する平板状のUVIRカットフィルター、4は
更にその上方に配設され、表面に小さいレンズが多数配
列された板状の第1レンズアレイ、5は更にその上方に
配設され、光源1からの光を特定の偏光光に変換する三
角形状の偏光分離ブロック、6はその右側に配設され、
表面に小さいレンズが多数配列された板状の第2レンズ
アレイである。
FIG. 1 is a cross-sectional view in the XZ plane schematically showing the configuration of the illumination optical system of the present embodiment. A direction perpendicular to the plane of the drawing and on the near side is defined as a Y-axis direction. In the figure, 1 is a light source, 2 is disposed so as to surround the light source 1,
A reflector 3 for reflecting light from the light source 1 is disposed above the light source 1, and a flat UVIR cut filter for blocking ultraviolet and infrared rays out of the light from the light source 1, and a reference numeral 4 is further disposed thereabove. A plate-like first lens array 5 on which a large number of small lenses are arranged on the surface, and a triangular polarization separation block 6 for converting light from the light source 1 into specific polarized light, Is located to the right of it,
This is a plate-shaped second lens array in which many small lenses are arranged on the surface.

【0012】さらに、その右方には、光源1からの光を
各色成分に分離する色分解ミラー7,8が順次配設され
ている。更にそれらの先の分離された光路上には、それ
ぞれミラー9,10,11が配置され、それぞれ表示パ
ネル12,13,14へと各色成分を導く働きをしてい
る。詳しくは後述する。
Further, on the right side, color separation mirrors 7 and 8 for separating light from the light source 1 into respective color components are sequentially arranged. Further, mirrors 9, 10, and 11 are arranged on the separated optical paths, respectively, and function to guide the respective color components to the display panels 12, 13, and 14, respectively. Details will be described later.

【0013】ここで、リフレクター2は、反射面が回転
楕円面となっており、光源1をこの回転楕円面の第1焦
点の位置に配置してある。この場合、光源1を出てリフ
レクター2で反射される光は、図示しない第2焦点に収
差なく結像する。こうする事により、本実施形態のよう
に光源1の開口が第2レンズアレイの開口より大きい場
合でも、集光作用により光が洩れずに済む。また、この
集光作用により、リフレクター2を出た光が絞られるの
で、光源1から遠い光学素子ほど小さくする事ができ、
材料費を削減してコストダウンを図る事ができる。
The reflector 2 has a spheroidal reflecting surface, and the light source 1 is arranged at the first focal point of the spheroidal surface. In this case, light emitted from the light source 1 and reflected by the reflector 2 forms an image at a second focus (not shown) without aberration. By doing so, even when the opening of the light source 1 is larger than the opening of the second lens array as in the present embodiment, light does not leak due to the light condensing action. In addition, since the light that has exited the reflector 2 is converged by this light-condensing action, the optical element farther from the light source 1 can be made smaller.
Material costs can be reduced and costs can be reduced.

【0014】また、第1レンズアレイ4は、上記表示パ
ネルと相似形状をした四角形のレンズをアレイ状に並べ
たものである。この第1レンズアレイ4は、光源1から
の光を複数の面光源となるように分割し、後で重ね合わ
せる事により、表示パネルへの照明のムラを小さくする
働きがある。さらに、第1レンズアレイ4は、リフレク
ター2から出た光が第2レンズアレイ6で結像するよう
に、その焦点距離を設定している。
The first lens array 4 is formed by arranging square lenses similar in shape to the display panel in an array. The first lens array 4 has a function of dividing the light from the light source 1 into a plurality of surface light sources and superimposing the light later to reduce unevenness in illumination on the display panel. Further, the focal length of the first lens array 4 is set such that the light emitted from the reflector 2 is imaged by the second lens array 6.

【0015】また、偏光分離ブロック5は、同図に示す
ように、偏光分離ミラー面5aとミラー面5bとを有
し、これら2つの面は所定の間隔を隔てて配置されてい
る。ここで、無偏光状態の光が偏光分離ブロック5に入
射すると、まず、偏光分離ミラー面5aでS偏光のみが
反射され、P偏光は透過する。透過したP偏光はミラー
面5bで反射され、再び偏光分離ミラー面5aを透過し
て射出する。従って、偏光分離ブロック5に入射した無
偏光光は、S偏光とP偏光が位置ずれを起こした状態で
射出される。そのため、第1レンズアレイ4で作られる
光源像は、S偏光とP偏光とで異なる位置に結像する。
As shown in FIG. 1, the polarization separation block 5 has a polarization separation mirror surface 5a and a mirror surface 5b, and these two surfaces are arranged at a predetermined interval. Here, when light in a non-polarized state enters the polarization separation block 5, first, only S-polarized light is reflected by the polarization separation mirror surface 5a, and P-polarized light is transmitted. The transmitted P-polarized light is reflected by the mirror surface 5b, passes through the polarization splitting mirror surface 5a again, and exits. Therefore, the unpolarized light that has entered the polarization separation block 5 is emitted in a state where the S-polarized light and the P-polarized light are displaced. Therefore, the light source image formed by the first lens array 4 is formed at different positions between the S-polarized light and the P-polarized light.

【0016】その第1レンズアレイ4から出た光が結像
する位置に配置された第2レンズアレイ6上には、P偏
光の像とS偏光の像とができる。アレイ状のレンズは、
各々の像に対応する数だけ必要となるので、第2レンズ
アレイ6のレンズ数は、第1レンズアレイ4のレンズ数
の2倍となっている。第2レンズアレイ6は、第1レン
ズアレイ4で分割した光源像を、上記表示パネルで重ね
合わせるように、その焦点距離,傾きを設定している。
A P-polarized image and an S-polarized image are formed on the second lens array 6 arranged at a position where the light emitted from the first lens array 4 forms an image. An array of lenses
Since the number of lenses corresponding to each image is required, the number of lenses of the second lens array 6 is twice the number of lenses of the first lens array 4. The focal length and the inclination of the second lens array 6 are set such that the light source images divided by the first lens array 4 are superimposed on the display panel.

【0017】また、第2レンズアレイ4の位置が、後述
する投影光学系の絞りと1次共役の位置関係となるよう
に、表示パネル及び投影光学系を配置している。こうす
る事により、光源1からの光を無駄なく表示パネルに照
明する事ができる。また、照明のためのリレーレンズ等
の光学系を必要とせず、少ない部品点数で照明光学系を
構成する事ができるので、コスト上も有利である。
The display panel and the projection optical system are arranged such that the position of the second lens array 4 is in a first-order conjugate positional relationship with the stop of the projection optical system described later. By doing so, the light from the light source 1 can be illuminated on the display panel without waste. In addition, an optical system such as a relay lens for illumination is not required, and the illumination optical system can be configured with a small number of parts, which is advantageous in cost.

【0018】同図において、光源1からの直接光及びリ
フレクター2の反射光が混在した照明用の光は、UVI
Rカットフィルター3を透過してほぼ可視光のみとな
り、続いて第1レンズアレイ4を透過し、更に偏光分離
ブロック5に入射する。ここでは入射する光の内、S偏
光の成分は偏光分離ミラー面5aで反射され、P偏光成
分はミラー面5bで反射されて、第2レンズアレイ6へ
と射出する。S偏光光束とP偏光光束が第2レンズアレ
イ6上に結像する位置は異なるので、P偏光のみを図示
しない1/2波長板でS偏光とする事で、全てS偏光と
する。
In FIG. 1, illumination light in which the direct light from the light source 1 and the reflected light from the reflector 2 are mixed is a UVI light.
The light passes through the R-cut filter 3 and becomes almost only visible light, then passes through the first lens array 4 and further enters the polarization separation block 5. Here, the S-polarized light component of the incident light is reflected by the polarization splitting mirror surface 5a, and the P-polarized light component is reflected by the mirror surface 5b and exits to the second lens array 6. Since the positions where the S-polarized light beam and the P-polarized light beam form an image on the second lens array 6 are different, only the P-polarized light is converted into S-polarized light by a half-wave plate (not shown), so that all of the light is converted into S-polarized light.

【0019】第2レンズアレイ6を透過した光は、S偏
光のみの光束として色分解ミラー7に入射し、ここで青
色の光束Bのみ反射され、その他は透過する。色分解ミ
ラー7を透過した光は、続いて色分解ミラー8に入射
し、ここで赤色の光束Rのみ反射され、残りの緑色の光
束Gは透過する。分離された青色,赤色,緑色の各光束
B,R,Gは、それぞれミラー11,10,9に入射す
る。分離する色の順番を、以上のようにした理由は後述
する。
The light transmitted through the second lens array 6 is incident on the color separation mirror 7 as a light beam of only S-polarized light, where only the blue light beam B is reflected, and the other light is transmitted. The light transmitted through the color separation mirror 7 subsequently enters the color separation mirror 8, where only the red light flux R is reflected, and the remaining green light flux G is transmitted. The separated blue, red, and green luminous fluxes B, R, and G enter the mirrors 11, 10, and 9, respectively. The reason why the order of the colors to be separated is as described above will be described later.

【0020】図2は、分離された光束をそれぞれ折り返
すミラー付近を、側面より見た図である。同図に示すよ
うに、分離された光束G,R,Bは、それぞれミラー
9,10,11で反射されて折り返され、更にそれぞれ
偏光ビームスプリッタ15,16,17に入射する。こ
の時点で、各光束は上述のようにS偏光に揃えられてい
るので、偏光ビームスプリッタに入射した際に無駄なく
反射される。偏光ビームスプリッタ15,16,17に
それぞれ反射された光束G,R,Bは、それぞれコンデ
ンサーレンズ18,19,20を透過して、それぞれ表
示パネル12,13,14に到達する。以上の構成によ
り、2階の照明光学系からの光が1階の投影光学系に導
かれる。
FIG. 2 is a side view of the vicinity of a mirror that folds the separated light beams. As shown in the figure, the separated light beams G, R, and B are reflected by mirrors 9, 10, and 11, respectively, are turned back, and further enter polarization beam splitters 15, 16, and 17, respectively. At this point, since each light beam is aligned to the S-polarized light as described above, it is reflected without waste when entering the polarization beam splitter. The light beams G, R, and B reflected by the polarization beam splitters 15, 16, and 17 respectively pass through the condenser lenses 18, 19, and 20 and reach the display panels 12, 13, and 14, respectively. With the above configuration, light from the illumination optical system on the second floor is guided to the projection optical system on the first floor.

【0021】各コンデンサーレンズ18,19,20
は、それぞれ表示パネル12,13,14表面上の全て
の位置が、照明光学系からの光によりほぼ垂直に照明さ
れるように、その焦点距離を設定している。但し、全く
垂直に照明されるようにしてしまうと、後述する投影光
学系の絞りの第1共役像が、それぞれ表示パネルに近づ
きすぎて、像の大きさも小さくなるので、上記色分解ミ
ラーを配置するのが困難になったり、第2レンズアレイ
6が小さくなりすぎたりするので好ましくない。故に、
各コンデンサーレンズは、上記各第1共役像を各表示パ
ネルから十分に離して、像の大きさも十分大きくなるよ
うに焦点距離を設定している。また、各表示パネルは、
反射型液晶表示素子であり、ここで各画素毎に変調され
た光がその表面より射出される。
Each condenser lens 18, 19, 20
Has set its focal length such that all positions on the surface of the display panels 12, 13, and 14 are almost vertically illuminated by light from the illumination optical system. However, if the illumination is made to be completely vertical, the first conjugate image of the aperture of the projection optical system, which will be described later, will be too close to the display panel, and the size of the image will be small. It is not preferable because it becomes difficult to perform the operation, and the second lens array 6 becomes too small. Therefore,
Each condenser lens sets the focal length so that the first conjugate image is sufficiently separated from each display panel and the size of the image is sufficiently large. In addition, each display panel
This is a reflection type liquid crystal display element, where light modulated for each pixel is emitted from the surface.

【0022】図3は、本実施形態の投影光学系の構成を
模式的に示すX−Z面における断面図である。同図の紙
面に垂直で手前側の方向をY軸方向とする。同図におい
て、12〜14は上記表示パネル、15〜17は上記偏
光ビームスプリッタ、18〜20は上記コンデンサーレ
ンズである。また、21は表示パネル12,13からの
変調後のそれぞれの光束G,Rを合成する色合成ミラ
ー、22は表示パネル14からの変調後の光束Bと前記
光束G,Rが合成された光束とを合成する色合成ミラー
である。また、23は、光束Bの光路を光束G,Rの光
路と光学的に同じにするための、平板ガラスより成るダ
ミーガラスである。
FIG. 3 is a cross-sectional view in the XZ plane schematically showing the configuration of the projection optical system of the present embodiment. A direction perpendicular to the plane of the drawing and on the near side is defined as a Y-axis direction. In the figure, 12 to 14 are the display panels, 15 to 17 are the polarizing beam splitters, and 18 to 20 are the condenser lenses. Reference numeral 21 denotes a color combining mirror for combining the modulated light beams G and R from the display panels 12 and 13, and reference numeral 22 denotes a light beam obtained by combining the modulated light beam B and the light beams G and R from the display panel 14. And a color combining mirror that combines Reference numeral 23 denotes a dummy glass made of flat glass for making the optical path of the light flux B optically the same as the optical paths of the light fluxes G and R.

【0023】同図の左側には、図示しない投影スクリー
ンが設けられており、本実施形態の投影光学系は、その
投影スクリーンから見て、負の第1群26、正の各第2
群27,28、各絞り24,25、正の各第3群29,
30の各レンズ群より成る。そして、負の第1群26と
正の第2群27,28との間には、Y軸周りに回転して
傾斜した上記色合成ミラー22が配設されている。ま
た、第3群29のレンズバックには、Y軸周りに回転し
て傾斜した上記色合成ミラー21、及びX軸周り,Z軸
周りにそれぞれ回転して傾斜した上記偏光ビームスプリ
ッタ15,16が配設されている。また、第3群30の
レンズバックには、Y軸周りに回転して傾斜した上記ダ
ミーガラス23及びZ軸周りに回転して傾斜した上記偏
光ビームスプリッタ17が配設されている。
On the left side of the figure, a projection screen (not shown) is provided. The projection optical system according to the present embodiment, when viewed from the projection screen, includes a first negative group 26 and a second positive group 26.
Groups 27 and 28, apertures 24 and 25, positive third groups 29,
It consists of 30 lens groups. In addition, between the first negative group 26 and the second positive groups 27 and 28, the color synthesizing mirror 22 that is rotated around the Y axis and tilted is disposed. On the lens back of the third group 29, the color combining mirror 21 rotated around the Y axis and tilted, and the polarization beam splitters 15 and 16 rotated around the X axis and Z axis, respectively, are tilted. It is arranged. Further, the lens back of the third group 30 is provided with the dummy glass 23 rotated around the Y axis and tilted, and the polarization beam splitter 17 rotated around the Z axis and tilted.

【0024】同図において、上述したように各表示パネ
ル12,13,14にS偏光で入射した各光束G,R,
Bは、画素毎に選択的にP偏光に変調され、それぞれコ
ンデンサーレンズ18,19,20を再び透過した後、
それぞれ偏光ビームスプリッタ15,16,17に再び
入射する。そして、ここではP偏光の光束のみが透過す
る。さらに、各偏光ビームスプリッタ15,16を透過
した各光束G,Rは、色合成ミラー21に入射し、ここ
で合成されて投影光学系の第3群29に入射する。一
方、偏光ビームスプリッタ17を透過した光束Bは、ダ
ミーガラス23に入射し、ここで合成されて投影光学系
の第3群30に入射する。
In the figure, as described above, each of the light beams G, R, and S incident on each of the display panels 12, 13, and 14 as S-polarized light.
B is selectively modulated into P-polarized light for each pixel, and after being transmitted again through condenser lenses 18, 19 and 20, respectively,
The light again enters the polarizing beam splitters 15, 16, and 17, respectively. Here, only the P-polarized light beam is transmitted. Further, the light fluxes G and R transmitted through the polarization beam splitters 15 and 16 enter the color combining mirror 21, where they are combined and enter the third group 29 of the projection optical system. On the other hand, the light beam B transmitted through the polarizing beam splitter 17 is incident on the dummy glass 23, is synthesized there, and is incident on the third group 30 of the projection optical system.

【0025】その後、各光束G,Rが合成された光束及
び光束Bは、それぞれ第3群29,30を透過し、更に
それぞれ上記絞り24,25及び第2群27,28を透
過して、投影光学系内の色合成ミラー22に入射し、こ
こで合成されて各光束G,R,Bが合成された光束とな
り、第1群26を透過して図示しない投影スクリーンに
投影される。この投影スクリーンは、上記各表示パネル
の画像が拡大されて結像する位置に配置されている。
Thereafter, the light flux and the light flux B obtained by combining the light fluxes G and R pass through the third groups 29 and 30, respectively, and further pass through the apertures 24 and 25 and the second groups 27 and 28, respectively. The light enters the color synthesizing mirror 22 in the projection optical system, where the light fluxes G, R, and B are combined into a combined light flux, transmitted through the first group 26, and projected onto a projection screen (not shown). The projection screen is arranged at a position where the image on each of the display panels is enlarged and formed.

【0026】本実施形態の投影光学系においては、絞り
の前後にレンズ群を有する事で、歪曲収差等を良好に補
正している。それに対して、例えば絞りの後ろにレンズ
群がないと、レンズの構成が極端に非対称となり、歪曲
収差,像面湾曲等の補正が困難となるので好ましくな
い。さらに、本実施形態の投影光学系は、レトロフォー
カスタイプの構成であるので、比較的大きな画角を有し
ながら、十分なレンズバックを維持する事ができ、良好
な光学性能を保持する事ができる。
In the projection optical system according to the present embodiment, the lens group is provided before and after the stop, so that distortion and the like are favorably corrected. On the other hand, if there is no lens group behind the stop, for example, the configuration of the lens becomes extremely asymmetric, and it becomes difficult to correct distortion, curvature of field, and the like. Furthermore, since the projection optical system of the present embodiment has a retrofocus type configuration, it is possible to maintain a sufficient lens back while maintaining a relatively large angle of view, and to maintain good optical performance. it can.

【0027】ところで、上述したように、各表示パネル
から射出した光束がそれぞれ各コンデンサーレンズを透
過する場合には、以下の条件式を満足する事が望まし
い。 0.5<θ<5 (1) 3<θ′<13 (2) 但し、 θ :反射型表示素子から射出した最大画角の投影主光
線と軸上の投影主光線が成す角度 θ′:コンデンサーレンズから射出した最大画角の投影
主光線と軸上の投影主光線が成す角度 である。
By the way, as described above, when the light flux emitted from each display panel passes through each condenser lens, it is desirable to satisfy the following conditional expressions. 0.5 <θ <5 (1) 3 <θ ′ <13 (2) where θ: the angle formed between the projected principal ray of the maximum angle of view and the axial projected principal ray emitted from the reflective display element θ ′: This is the angle between the projected chief ray of the maximum angle of view and the projected chief ray on the axis emitted from the condenser lens.

【0028】図6は、反射型表示素子及びコンデンサー
レンズ付近の光路を模式的に示す図であり、同図(a)
は反射型表示素子がテレセントリックに照明される場
合、同図(b)は反射型表示素子が非テレセントリック
に照明される場合を表している。また、反射型表示素子
としては本実施形態の表示パネル12、コンデンサーレ
ンズとしては同じくコンデンサーレンズ18を例示して
いる。
FIG. 6 is a diagram schematically showing an optical path near the reflective display element and the condenser lens.
FIG. 3B shows the case where the reflective display element is illuminated telecentrically, and FIG. 3B shows the case where the reflective display element is illuminated non-telecentrically. The display panel 12 of the present embodiment is exemplified as a reflective display element, and the condenser lens 18 is exemplified as a condenser lens.

【0029】上記条件式(1)は、コンデンサーレンズ
の作用を規定している。図6(a)に示すように、反射
型表示素子である表示パネル12から射出した最大画角
の投影主光線51(或いは52)と軸上の投影主光線5
0が平行、即ちθが0のときは、コンデンサーレンズ1
8によって表示パネル12はテレセントリックに照明さ
れる事になるが、このように反射型表示素子を用いる場
合は、光線は同じ作用をするコンデンサーレンズを2回
通過する事になるために、投影光学系の瞳の共役像の位
置は、投影光学系の射出瞳と同じ位置にできる事にな
り、瞳の共役像の径は、その射出瞳径と同じになってし
まう。
The above conditional expression (1) defines the operation of the condenser lens. As shown in FIG. 6A, the projected principal ray 51 (or 52) of the maximum angle of view and the projected principal ray 5 on the axis emitted from the display panel 12 which is a reflective display element.
When 0 is parallel, that is, when θ is 0, the condenser lens 1
8 causes the display panel 12 to be illuminated telecentrically. However, in the case of using a reflective display element in this way, the light beam passes twice through the condenser lens having the same function. Of the pupil of the projection optical system can be at the same position as the exit pupil of the projection optical system, and the diameter of the conjugate image of the pupil becomes the same as the exit pupil diameter.

【0030】本発明のように、瞳の共役像の位置に図1
で示した第2レンズアレイを配置しようとすると、瞳の
距離が表示パネルに近すぎ、また径が小さすぎるので、
非常に困難となる。さらに、θが負になると、瞳の共役
像の径が更に小さくなるので好ましくない。そこで、図
6(b)で示すθを0.5度以上にして、テレセントリ
ック照明から崩すと、瞳の共役像の位置を表示パネル1
2から離して、瞳の共役像の径を大きくする事ができる
ので好ましい。さらに、θが2度以上であれば、更に大
きな瞳の共役像の径を作れるので好ましい。
As in the present invention, FIG.
When arranging the second lens array indicated by, the pupil distance is too close to the display panel and the diameter is too small.
It will be very difficult. Further, when θ becomes negative, the diameter of the conjugate image of the pupil further decreases, which is not preferable. Therefore, when the angle θ shown in FIG. 6B is set to 0.5 degrees or more to break the telecentric illumination, the position of the conjugate image of the pupil is displayed on the display panel 1.
2 is preferable because it is possible to increase the diameter of the conjugate image of the pupil away from 2. Further, it is preferable that θ be 2 degrees or more, because a larger pupil conjugate image diameter can be created.

【0031】また、反射型表示素子に液晶を用いた場合
は、軸上光線との角度が大きくついたときは、良好な偏
光変調特性を得る事ができないので好ましくない。さら
に、θが3.5度以下であると、第2レンズアレイの径
を抑えながら良好な偏光変調特性を得る事ができる。
In the case where liquid crystal is used for the reflective display element, it is not preferable that a good polarization modulation characteristic cannot be obtained when the angle with the on-axis light beam is large. Further, when θ is 3.5 degrees or less, good polarization modulation characteristics can be obtained while suppressing the diameter of the second lens array.

【0032】条件式(2)は、投影光学系のテレセント
リックからのズレを規定している。図6(b)に示すよ
うに、コンデンサーレンズ18から射出した最大画角の
投影主光線51′(或いは52′)と軸上の投影主光線
50が成す角度θ′が3度以下になると、投影光学系が
テレセントリックに近づくので収差補正が困難になり、
良好な光学性能が得られないので好ましくない。反対
に、θ′が13度を超えると、十分なレンズバックを確
保するのが困難になり、偏光ビームスプリッタやダイク
ロイックミラー等が配置できないので好ましくない。
Conditional expression (2) defines the deviation of the projection optical system from telecentricity. As shown in FIG. 6B, when the angle θ ′ formed between the projected principal ray 51 ′ (or 52 ′) having the maximum angle of view and the projected principal ray 50 on the axis, which is emitted from the condenser lens 18, becomes 3 degrees or less. As the projection optical system approaches telecentricity, it becomes difficult to correct aberrations,
It is not preferable because good optical performance cannot be obtained. Conversely, if θ ′ exceeds 13 degrees, it is difficult to secure a sufficient lens back, and it is not preferable because a polarizing beam splitter, a dichroic mirror, and the like cannot be arranged.

【0033】上述した投影光学系の色合成ミラー、及び
照明光学系の色分解ミラーとしては、一般にダイクロイ
ックミラーが用いられており、これは図7に模式的に示
すように、2枚の平板ガラス41,42の貼り合わせに
よる接合部43を設けた構成から成る。接合部43は、
僅かな空気間隔としても良い。ここではその2枚の平板
ガラスの厚さは等しく、互いに向かい合った面のいずれ
かにダイクロイックコートが施されている。
A dichroic mirror is generally used as the above-described color combining mirror of the projection optical system and the color separation mirror of the illumination optical system, and this is, as schematically shown in FIG. It has a configuration in which a joint portion 43 is provided by laminating 41 and 42. The joint 43 is
A slight air gap may be used. Here, the two flat glass plates have the same thickness, and a dichroic coat is applied to one of the surfaces facing each other.

【0034】例えば同図においては、平板ガラス41の
面41aをダイクロイックコート面としている。また、
平板ガラス42の面42aは、上記貼り合わせの場合は
コーティング不用であるが、その接合部43の代わりに
僅かな空気間隔とした場合は、反射防止コートを施され
る。さらに、平板ガラス41,42のそれぞれ外側の面
41b,42bは、反射防止コート面となっている。
For example, in the figure, the surface 41a of the flat glass 41 is a dichroic coated surface. Also,
The surface 42a of the flat glass 42 does not need to be coated in the case of the above-mentioned bonding, but is coated with an anti-reflection coating when a slight air gap is used instead of the joint 43. Further, the outer surfaces 41b, 42b of the flat glass plates 41, 42 are antireflection coated surfaces.

【0035】このようなダイクロイックミラーにおいて
は、透過する光線も反射される光線も、共に2枚分のガ
ラス板を透過する事になるので、これらは光学的には全
く等価となる。また、上記僅かな空気間隔とは、具体的
には1mm以下を言い、それ以上広がるとダイクロイッ
クミラーの保持部材が大きくなるので好ましくない。
In such a dichroic mirror, both the transmitted light and the reflected light pass through two glass plates, so that they are completely optically equivalent. Further, the above-mentioned slight air gap specifically means 1 mm or less, and if it is larger than that, the holding member of the dichroic mirror becomes large, which is not preferable.

【0036】ところで、投影光学系のレンズバック部分
に上記色合成ミラー等の画像情報合成手段を設けると、
その分だけレンズバックが必要となり、その十分なレン
ズバックを確保するために、投影光学系の負担が大きく
なってしまう。つまり、十分なレンズバックを有し、良
好な光学性能を満足するためには、投影光学系に非球面
やレンズの追加を行う必要があり、コスト高になったり
全体を大型化させたりするので好ましくない。一方、投
影光学系によりカラー表示を行うためには、3つの表示
パネルを有している事が好ましく、3つの表示パネルに
照明される波長域をそれぞれ青,緑,赤とし、各表示パ
ネルの階調を変化させる事で、合成される表示はほぼ全
ての色を再現する事ができる。
By the way, if image information synthesizing means such as the above-mentioned color synthesizing mirror is provided in the lens back portion of the projection optical system,
The lens back is required by that much, and the burden on the projection optical system increases to secure the sufficient lens back. In other words, in order to have a sufficient lens back and satisfy good optical performance, it is necessary to add an aspheric surface or a lens to the projection optical system, which increases the cost and enlarges the whole. Not preferred. On the other hand, in order to perform color display by the projection optical system, it is preferable to have three display panels, and the wavelength ranges illuminated by the three display panels are set to blue, green, and red, respectively. By changing the gradation, the synthesized display can reproduce almost all colors.

【0037】そこで、本実施形態においては、上述の図
3で示したように、各表示パネル12,13からの光束
G,Rは、投影光学系と各表示パネル12,13との間
即ちレンズバック部分に配置された色合成ミラー21で
合成され、各光束G,Rが合成された光束及び光束B
は、投影光学系の内部に配置された色合成ミラー22で
合成される構成となっている。
Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 3 described above, the light beams G and R from the respective display panels 12 and 13 are transmitted between the projection optical system and the respective display panels 12 and 13, ie, the lens. The light flux and the light flux B, which are combined by the color combining mirror 21 disposed on the back portion, and the light fluxes G and R are combined.
Are composed by a color combining mirror 22 disposed inside the projection optical system.

【0038】こうする事により、投影光学系に必要とさ
れる色合成のためのレンズバックは、1つの画像情報合
成手段の分だけ取れば良く、残り一つの画像情報合成手
段は、投影光学系の内部に設ける事ができる。そのた
め、必要以上にレンズバックを取る必要がないので、投
影光学系に非球面やレンズの追加を行う必要がなく、コ
ストや大きさの面で有利となる。しかし、このような画
像情報合成手段は、投影光学系の内部であればどこに配
置しても良いわけではない。これについては後述する。
In this way, the lens back for the color synthesis required for the projection optical system only needs to be provided for one image information synthesis unit, and the other image information synthesis unit is used for the projection optical system. Can be provided inside. Therefore, since it is not necessary to take a lens back more than necessary, it is not necessary to add an aspheric surface or a lens to the projection optical system, which is advantageous in terms of cost and size. However, such an image information synthesizing unit is not necessarily located anywhere within the projection optical system. This will be described later.

【0039】その他、一般に、色合成ミラーのような画
像情報合成手段と表示パネルとの距離が大きくなると、
それに応じて画像情報合成手段の位置ずれや角度ずれに
よる投影像の重ね合わせずれ(コンバージェンスずれ)
が大きくなってしまう。但し、青色については、人間の
比視感度が低いために、それによる投影像の前記コンバ
ージェンスずれが発生していても、観察者が比較的許容
しやすい。従って、本実施形態においては、画像情報合
成手段と表示パネルが最も離れるところ、即ち色合成ミ
ラー22と表示パネル14との間に青色の光束が来るよ
うにしている。
In addition, in general, when the distance between the image information synthesizing means such as a color synthesizing mirror and the display panel becomes large,
Correspondingly, the overlay shift of the projected image due to the positional shift or angular shift of the image information synthesizing means (convergence shift)
Becomes large. However, for blue, the relative luminous efficiency of humans is low, so that even if the convergence deviation of the projected image occurs due to this, the observer is relatively easy to tolerate. Accordingly, in the present embodiment, the light beam of blue color comes to the place where the image information synthesizing unit is farthest from the display panel, that is, between the color synthesizing mirror 22 and the display panel 14.

【0040】また、投影光学系がテレセントリックでは
なく、色合成ミラーに入射する軸上光と軸外光の入射角
度が互いに大きく異なると、色合成ミラーの特性が変化
し、投影スクリーン上で色ムラが発生する。そこで、色
合成ミラー上の位置によって、そこにコーティングされ
る薄膜の厚みを変化させ、入射角度による特性の変化を
抑える事が行われている。しかし、薄膜の厚みは位置に
よって自由にコントロールできる訳ではなく、厚みの変
化は小さいほどこのような傾斜薄膜の作成は行いやす
い。つまり、色合成ミラーの偏心方向に対する軸上光と
軸外光の入射角度の差は小さいほど望ましい。
If the projection optical system is not telecentric and the incident angles of the on-axis light and the off-axis light incident on the color synthesizing mirror are largely different from each other, the characteristics of the color synthesizing mirror change, and the color unevenness on the projection screen changes. Occurs. Therefore, the thickness of the thin film coated thereon is changed depending on the position on the color synthesizing mirror to suppress the change in characteristics due to the incident angle. However, the thickness of the thin film cannot be freely controlled depending on the position, and the smaller the change in thickness, the easier it is to produce such a gradient thin film. That is, it is desirable that the difference between the incident angles of the on-axis light and the off-axis light with respect to the eccentric direction of the color combining mirror be smaller.

【0041】また、同様の理由で、色合成ミラーの偏心
方向の最大画角の主光線と軸上光線の、ミラーに対する
入射位置が離れているほど、薄膜の厚みの変化を抑える
事ができる。
Further, for the same reason, the change in the thickness of the thin film can be suppressed as the incident positions of the principal ray and the axial ray having the maximum angle of view in the eccentric direction of the color synthesizing mirror are farther from the mirror.

【0042】また、一般に、斜めに傾いた平板ガラスを
通過すると、サジタル像とメリディオナル像の焦点の位
置が、その厚みと傾きに応じてずれてしまうという特性
がある。本実施形態においては、同図に示すように、例
えば表示パネル12を出た光は、図示しない投影スクリ
ーンに入射するまでに、Y軸周りに回転して傾斜した2
枚の平板ガラス(色合成ミラー21,22)を通過して
いるので、このままではサジタル像とメリディオナル像
の焦点位置が大きくずれてしまう。
In general, when passing through an obliquely flat glass plate, the focus position of the sagittal image and that of the meridional image are shifted according to the thickness and the inclination. In the present embodiment, as shown in the figure, for example, the light that has exited the display panel 12 is rotated around the Y axis and tilted before being incident on a projection screen (not shown).
Since the light passes through the two flat glass plates (color synthesizing mirrors 21 and 22), the focus positions of the sagittal image and the meridional image are greatly deviated.

【0043】そこで、これを補正するために、これらの
レンズバックの平板ガラス(偏光ビームスプリッタ1
5)を、X軸周りに回転して傾斜させて配置している。
このように、色合成ミラーと偏光ビームスプリッタの偏
心方向が異なる事により、各平板ガラスの厚みを最適化
する事で、サジタル像とメリディオナル像焦点の位置を
同じにする事ができる。
Therefore, in order to correct this, the flat glass of the lens back (the polarizing beam splitter 1) is used.
5) is rotated and tilted around the X axis.
In this way, the eccentric directions of the color combining mirror and the polarizing beam splitter are different, and the thickness of each flat glass is optimized, so that the focus positions of the sagittal image and the meridional image can be made the same.

【0044】さらに、色合成ミラーと偏光ビームスプリ
ッタの偏心方向は、それぞれY軸,X軸を回転軸として
いるので、互いに直交している。このように、直交した
方向に回転して傾斜した2枚の平板ガラスを通過する
と、軸上光と軸外光の両方でサジタル像とメリディオナ
ル像の焦点位置を揃える事ができる。逆に、偏心方向が
直交していないと、焦点位置を揃える事は難しい。
Furthermore, the eccentric directions of the color combining mirror and the polarizing beam splitter are orthogonal to each other because the Y axis and the X axis are the rotation axes, respectively. As described above, when the light passes through two inclined flat glass plates rotated in the orthogonal direction, the focus positions of the sagittal image and the meridional image can be aligned with both the on-axis light and the off-axis light. Conversely, if the eccentric directions are not orthogonal, it is difficult to align the focal positions.

【0045】そして、2枚の色合成ミラー21,22は
いずれもY軸周りに回転して傾斜しているが、その回転
方向は互いに逆方向となっている。これにより、傾いた
平板ガラスに光が入射する際に発生する上記以外の収
差、即ち軸上コマ収差や片ボケを補正する事ができる。
また、投影光学系のレンズ群等の光学要素(以下、レン
ズブロック)を偏心させる事により、上記で補正しきれ
なかった軸上コマ収差や片ボケを補正して、良好な結像
性能を得ている。
The two color combining mirrors 21 and 22 are both rotated around the Y axis and tilted, but the directions of rotation are opposite to each other. This makes it possible to correct aberrations other than the above, which occur when light is incident on the inclined flat glass, that is, on-axis coma and one-sided blur.
Also, by decentering optical elements such as a lens group of the projection optical system (hereinafter referred to as a lens block), it is possible to correct on-axis coma and one-sided blur that could not be corrected above, and obtain good imaging performance. ing.

【0046】以下に、本発明における投影光学系のコン
ストラクションデータを示す。以下に挙げる実施例は、
上述した実施形態に対応するものである。本実施例にお
いては、物体側から数えた面番号を持つ面の曲率半径,
軸上面間隔(ここでは偏心前の状態について示す),そ
の面を持つレンズのd線に対する屈折率及びアッベ数を
示している。また、データ中で*印を付けた面は偏心ブ
ロックを示している。
The construction data of the projection optical system according to the present invention is shown below. Examples listed below are:
This corresponds to the embodiment described above. In this embodiment, the radius of curvature of the surface having the surface number counted from the object side,
The graph shows the axial upper surface interval (shown here before decentering), the refractive index of the lens having the surface with respect to the d-line, and the Abbe number. The planes marked with * in the data indicate eccentric blocks.

【0047】 《実施例》 表示パネルの大きさ:35×21mm Fナンバー :3.5 〔面番号〕 〔曲率半径〕 〔軸上面間隔〕〔d線屈折率〕〔アッベ数〕 物体(投影スクリーン) ∞ 845.000000 r1 39.66906 0.950000 1.7545 51.57 r2 27.65747 12.783077 r3 54.98179 0.950000 1.5410 63.90 r4 非球面 20.90005 *r5 ∞ 1.500000 1.5168 65.26 r6 ∞ *r7 62.93923 3.058765 1.8215 30.01 r8 170.11326 41.769754 絞り24,25 ∞ 16.981274 r10 203.20391 8.294456 1.5045 68.06 r11 -28.18481 5.853274 1.8270 26.47 r12 -66.71413 0.100000 r13 365.79827 3.579332 1.6226 57.53 r14 -77.84556 *r15 ∞ 1.500000 1.5168 65.26 r16 ∞ *r17 ∞ 2.287789 1.5168 65.26 r18 ∞ *r19 93.97493 3.542424 1.5168 65.26 r20 ∞ 2.000000 像面(表示ハ゜ネル) ∞ << Example >> Display panel size: 35 × 21 mm F number: 3.5 [Surface number] [Radius of curvature] [Shaft upper surface interval] [D-line refractive index] [Abbe number] Object (projection screen) ∞ 845.000000 r1 39.66906 0.950000 1.7545 51.57 r2 27.65747 12.783077 r3 54.98179 0.950000 1.5410 63.90 r4 aspherical surface 20.90005 * r5 ∞ 1.500000 1.5168 65.26 r6 ∞ * r7 62.93923 3.058765 1.8215 30.01 r8 170.11326 41.745.16 16.9814.124,1718. 5.853274 1.8270 26.47 r12 -66.71413 0.100000 r13 365.79827 3.579332 1.6226 57.53 r14 -77.84556 * r15 ∞ 1.500000 1.5168 65.26 r16 ∞ * r17 ∞ 2.287789 1.5168 65.26 r18 ∞ * r19 93.97493 3.542424 1.5168 65.26 r20 ∞ 2.0

【0048】 非球面係数(4面) ε: 0.083523 A : 0.328407×10-5 B : -0.718084×10-8 C : 0.139205×10-10 D : -0.234611×10-13 Aspheric coefficient (4 surfaces) ε: 0.083523 A: 0.328407 × 10 -5 B: -0.718084 × 10 -8 C: 0.139205 × 10 -10 D: -0.234611 × 10 -13

【0049】また、以下に挙げる表1は、上述した実施
例の偏心ブロックデータを示しており、X,Y,Zは各
ブロックの頂点座標、X回転は各ブロックの頂点を通る
X軸を回転軸とした回転角度、Y回転は各ブロックの頂
点を通るY軸を回転軸とした回転角度をそれぞれ示して
いる。
Table 1 below shows the eccentric block data of the above-described embodiment. X, Y, and Z are the vertex coordinates of each block, and X rotation is the rotation of the X axis passing through the vertex of each block. The rotation angle as the axis and the Y rotation indicate the rotation angle with the Y axis passing through the apex of each block as the rotation axis.

【0050】[0050]

【表1】 [Table 1]

【0051】また、図4は、上述した実施例の歪曲図を
示している。図中の実線は計測値、破線は計算値であ
る。そして、図5は、実施例のスポットダイヤグラムを
示している。それぞれの点像に付けられた,,…
の数字は、歪曲図のグリッド上に付けられた数字と一致
しており、それぞれの位置関係を示している。これらの
図より、本発明の実施形態においては、歪曲性能,点像
性能共に良好である事が分かる。
FIG. 4 shows a distortion diagram of the embodiment described above. The solid line in the figure is a measured value, and the broken line is a calculated value. FIG. 5 shows a spot diagram of the embodiment. Attached to each point image, ...
The numbers in FIG. 3 correspond to the numbers on the grid of the distortion diagram, and indicate the respective positional relationships. From these figures, it can be seen that in the embodiment of the present invention, both the distortion performance and the point image performance are good.

【0052】最後に、上記条件式に対応した実施例にお
けるθ,θ′の値を表2に示しておく。
Finally, Table 2 shows the values of θ and θ 'in the embodiment corresponding to the above conditional expression.

【表2】 [Table 2]

【0053】尚、特許請求の範囲で言う画像表示素子
は、実施形態における表示パネルに対応するものであ
り、画像情報合成手段は、色合成ミラーに対応するもの
である。
Incidentally, the image display element referred to in the claims corresponds to the display panel in the embodiment, and the image information synthesizing means corresponds to the color synthesizing mirror.

【0054】[0054]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
少ないレンズ枚数で良好な結像性能を達成した投影光学
系を有する画像投影装置を提供する事ができる。
As described above, according to the present invention,
It is possible to provide an image projection apparatus having a projection optical system that achieves good imaging performance with a small number of lenses.

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

【図1】本発明の実施形態の照明光学系の構成を模式的
に示す図。
FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration of an illumination optical system according to an embodiment of the present invention.

【図2】光束を折り返すミラー付近を、側面より見た
図。
FIG. 2 is a side view of the vicinity of a mirror that folds a light beam.

【図3】本発明の実施形態の投影光学系の構成を模式的
に示す図。
FIG. 3 is a diagram schematically showing a configuration of a projection optical system according to the embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施形態の投影光学系の歪曲図。FIG. 4 is a distortion diagram of the projection optical system according to the embodiment of the present invention.

【図5】本発明の実施形態の投影光学系のスポットダイ
ヤグラム。
FIG. 5 is a spot diagram of the projection optical system according to the embodiment of the present invention.

【図6】反射型表示素子及びコンデンサーレンズ付近の
光路を示す模式図。
FIG. 6 is a schematic diagram showing an optical path near a reflective display element and a condenser lens.

【図7】ダイクロイックミラーの構成を模式的に示す説
明図。
FIG. 7 is an explanatory diagram schematically showing a configuration of a dichroic mirror.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 光源 2 リフレクター 3 UVIRカットフィルター 4 第1レンズアレイ 5 偏光分離ブロック 6 第2レンズアレイ 7,8 色分解ミラー 9,10,11 ミラー 12,13,14 表示パネル 15,16,17 偏光ビームスプリッタ 18,19,20 コンデンサーレンズ 21,22 色合成ミラー 23 ダミーガラス 24,25 絞り 26 第1群 27,28 第2群 29,30 第3群 Reference Signs List 1 light source 2 reflector 3 UVIR cut filter 4 first lens array 5 polarization separation block 6 second lens array 7,8 color separation mirror 9,10,11 mirror 12,13,14 display panel 15,16,17 polarizing beam splitter 18 , 19, 20 Condenser lens 21, 22 color combining mirror 23 Dummy glass 24, 25 Aperture 26 First group 27, 28 Second group 29, 30 Third group

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 反射型の画像表示素子と、該画像表示素
子の画像情報を投影する投影光学系とを有し、前記画像
表示素子と前記投影光学系との間にコンデンサーレンズ
を設け、該投影光学系は物体側から順に前群,絞り,後
群を備え、以下の条件式を満足する事を特徴とする画像
投影装置; 0.5<θ<5 3<θ′<13 但し、 θ :反射型の画像表示素子から射出した最大画角の投
影主光線と軸上の投影主光線が成す角度 θ′:コンデンサーレンズから射出した最大画角の投影
主光線と軸上の投影主光線が成す角度 である。
A reflection type image display element, and a projection optical system for projecting image information of the image display element, wherein a condenser lens is provided between the image display element and the projection optical system. The projection optical system includes a front group, a stop, and a rear group in order from the object side, and satisfies the following conditional expressions: 0.5 <θ <53 3 <θ ′ <13, where θ : Angle formed between the projected principal ray of the maximum angle of view emitted from the reflective image display element and the projected principal ray on the axis θ ': The projected principal ray of the largest angle of view emitted from the condenser lens and the projected principal ray on the axis Angle.
【請求項2】 少なくとも2枚の反射型の画像表示素子
と、該画像表示素子の画像情報を投影する投影光学系と
を有し、前記画像表示素子と前記投影光学系との間にコ
ンデンサーレンズを設け、前記画像表示素子の画像情報
を合成する画像情報合成手段を前記投影光学系の内部に
備え、以下の条件式を満足する事を特徴とする画像投影
装置; 0.5<θ<5 3<θ′<13 但し、 θ :反射型の画像表示素子から射出した最大画角の投
影主光線と軸上の投影主光線が成す角度 θ′:コンデンサーレンズから射出した最大画角の投影
主光線と軸上の投影主光線が成す角度 である。
2. A system comprising: at least two reflective image display elements; and a projection optical system for projecting image information of the image display elements, wherein a condenser lens is provided between the image display elements and the projection optical system. Wherein an image information synthesizing means for synthesizing image information of the image display element is provided inside the projection optical system, and the following conditional expression is satisfied: 0.5 <θ <5 3 <θ ′ <13, where θ is the angle formed between the projected principal ray of the maximum angle of view emitted from the reflective image display element and the axially projected principal ray θ ′: the principal of the maximum angle of view emitted from the condenser lens The angle between the ray and the projected principal ray on the axis.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004078159A (en) * 2002-06-20 2004-03-11 Fuji Photo Optical Co Ltd Projection display device
WO2005103812A1 (en) * 2004-04-23 2005-11-03 Nikon Corporation Projection type display device
JP2011090098A (en) * 2009-10-21 2011-05-06 Seiko Epson Corp Image display

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