JP2000131648A - Projector - Google Patents

Projector

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JP2000131648A
JP2000131648A JP10307737A JP30773798A JP2000131648A JP 2000131648 A JP2000131648 A JP 2000131648A JP 10307737 A JP10307737 A JP 10307737A JP 30773798 A JP30773798 A JP 30773798A JP 2000131648 A JP2000131648 A JP 2000131648A
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polarization
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宏太郎 林
Yasumasa Sawai
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress a cost of a polarization separation element and to obtain a compact projector by making a polarization separation element to a curved polarization separation sheet. SOLUTION: Light emitted from a illumination optical system 7 is made incident on a polarization separation sheet 9 through a cylinder lens 8, only a S polarization component is reflected, and given to a reflection type liquid crystal display element 10. The polarization separation sheet 9 is curved so that the sheet operates as a recess faced mirror having curvature in only a direction parallel to a paper surface for reflected illumination light. Therefore, as the device can be constituted so that a luminous flux (inverse luminous flux) projected toward the illumination optical system 7 from the polarization separation sheet 9 is converged, the cylinder lens 8 and an illumination optical system 7 can be constituted compactly. Further, the polarization separation sheet 9 has sufficient magnitude for receiving illumination light, but as it is curved, influence given to lens-back of projection optical system 11 by magnitude of the polarization separation sheet 9 is small.

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、照明光学系により
表示素子を照明して投影画像を形成し、投影光学系によ
り投影画像を投影する構成のプロジェクタに関し、特に
反射型液晶表示素子と、照明光を反射して反射型液晶に
与えるともに反射型液晶からの光を透過して投影光学系
に与える偏光分離素子とを有するプロジェクタに関する
ものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a projector having a configuration in which a projection element is formed by illuminating a display element with an illumination optical system and the projection image is projected by the projection optical system. The present invention relates to a projector having a polarization splitting element that reflects light to provide it to a reflective liquid crystal and transmits light from the reflective liquid crystal to give it to a projection optical system.

【0002】[0002]

【従来の技術】プロジェクタにおける表示素子として
は、例えば反射型液晶表示素子がある。これは、透過型
液晶表示素子に比べて、開口率が大きいなどの利点があ
る。特に、コレステリック液晶からなる反射型液晶にお
いては、反射率が高い、シリコン基板上にドライバIC
と一体で構成できるなどの利点が多く、近年注目されて
いる。
2. Description of the Related Art As a display element in a projector, there is, for example, a reflection type liquid crystal display element. This has advantages such as a larger aperture ratio than a transmissive liquid crystal display element. In particular, a reflection type liquid crystal made of a cholesteric liquid crystal has a high reflectivity, and a driver IC on a silicon substrate
There are many advantages such as being able to be configured integrally with the, and it has attracted attention in recent years.

【0003】反射型液晶表示素子を最も効率よく照明す
るためには、表示素子を真正面から照明することが望ま
しい。しかし、そのように照明装置を配置すると、照明
装置が表示素子からの反射光を遮断することになり、観
察ができない。これを防ぐために、従来のプロジェクタ
においては、例えば偏光分離プリズムを用いている。
In order to illuminate the reflection type liquid crystal display element most efficiently, it is desirable to illuminate the display element from directly in front. However, when the illumination device is arranged in such a manner, the illumination device blocks reflected light from the display element, and observation is not possible. In order to prevent this, a conventional projector uses, for example, a polarization splitting prism.

【0004】偏光分離プリズムを用いた従来のプロジェ
クタの一例を図6に示す。図6は、プロジェクタの概略
構成を示す水平断面図である。プロジェクタ100は光
源101、反射傘102、平行変換レンズ103より成
る照明光学系107と、偏光分離プリズム104と、反
射型液晶表示素子105と、複数のレンズから成るテレ
セントリックな投影光学系106とから構成されてい
る。
FIG. 6 shows an example of a conventional projector using a polarization splitting prism. FIG. 6 is a horizontal sectional view showing a schematic configuration of the projector. The projector 100 includes an illumination optical system 107 including a light source 101, a reflector 102, and a parallel conversion lens 103, a polarization separation prism 104, a reflective liquid crystal display device 105, and a telecentric projection optical system 106 including a plurality of lenses. Have been.

【0005】光源101で発光された白色光は、反射傘
102で反射され、平行変換レンズ103により平行光
に変換されて偏光分離プリズム104に入射する。偏光
分離プリズム104は、S偏光成分を反射し、P偏光成
分を透過する偏光分離面104aを有する。偏光分離面
104aで反射されたS偏光成分は、反射型液晶表示素
子105を照明し、ここで光学画像が形成される。光学
画像を形成する光は、反射型液晶表示素子105におけ
る反射によりP偏光成分に偏光される。
The white light emitted from the light source 101 is reflected by a reflector 102, converted into parallel light by a parallel conversion lens 103, and incident on a polarization splitting prism 104. The polarization splitting prism 104 has a polarization splitting surface 104a that reflects the S-polarized light component and transmits the P-polarized light component. The S-polarized light component reflected by the polarization splitting surface 104a illuminates the reflective liquid crystal display element 105, where an optical image is formed. Light that forms an optical image is polarized into a P-polarized component by reflection at the reflective liquid crystal display element 105.

【0006】反射型液晶表示素子105から出射される
光学画像を形成するP偏光成分は偏光分離面104aを
透過し、投影光学系106により不図示のスクリーン上
に投影される。このプロジェクタ100においては、映
像光を遮断することなく反射型液晶表示素子105の正
面からの照明が達成される。また、反射型液晶表示素子
105を照明する照明光は偏光されなければならない
が、このことに関しても偏光分離プリズム104により
達成される。偏光分離プリズム104は、正面からの照
明を達成するだけでなく、白色光源101から出射され
るランダム偏光から特定の偏光成分のみを取り出して照
明光とする役割を担う。
[0006] The P-polarized light component forming an optical image emitted from the reflection type liquid crystal display element 105 passes through the polarization splitting surface 104a and is projected on a screen (not shown) by the projection optical system 106. In the projector 100, illumination from the front of the reflective liquid crystal display element 105 is achieved without blocking image light. The illumination light for illuminating the reflective liquid crystal display element 105 must be polarized. This is also achieved by the polarization splitting prism 104. The polarization splitting prism 104 not only achieves illumination from the front, but also plays a role of extracting only a specific polarization component from random polarized light emitted from the white light source 101 to produce illumination light.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のプロジェクタにおいては、偏光分離プリズムとして
大きなプリズムが必要であるためにコストが高くなる。
この問題を解決するため、最近開発されたより安価な偏
光分離シートを偏光分離プリズムに置き換えた構成も考
えられる。尚、偏光分離シートについては、公知である
ので詳細は述べないが、複屈折材料などを層状に積層し
てシート状に形成したもので、偏光分離プリズムと同様
の作用が得られる。
However, in the above-mentioned conventional projector, a large prism is required as a polarization splitting prism, so that the cost is increased.
In order to solve this problem, a configuration in which a recently developed less expensive polarization separation sheet is replaced with a polarization separation prism may be considered. The polarized light separating sheet is publicly known and will not be described in detail.

【0008】しかし、偏光分離シートを設けた場合、偏
光分離プリズムにおけるガラスブロック部分が空気にな
るので、光路長が長くなる。よって、投影光学系のレン
ズバックが長くなり、投影光学系が大型化する。
[0008] However, when the polarization separation sheet is provided, the glass block portion of the polarization separation prism becomes air, so that the optical path length becomes long. Therefore, the lens back of the projection optical system becomes longer, and the projection optical system becomes larger.

【0009】長いレンズバックの投影光学系において、
各投影レンズを小型化するためには、投影光学系を非テ
レセントリック(反射型液晶表示素子から投影光学系に
向かうにしたがい主光線がしぼむ方向の非テレセントリ
ック)な光学系とすればよいが、この場合も問題点が生
じる。以下、図7を用いてこの問題点について説明す
る。
In a projection optical system having a long lens back,
In order to reduce the size of each projection lens, the projection optical system may be a non-telecentric optical system (a non-telecentric optical system in which a principal ray is reduced in a direction from the reflective liquid crystal display element to the projection optical system). In this case, a problem arises. Hereinafter, this problem will be described with reference to FIG.

【0010】図7は、偏光分離シートと、非テレセント
リックな投影光学系を備えたプロジェクタの概略構成の
一例を示す水平断面図である。プロジェクタ108は、
図10に示すプロジェクタ100とは、平行変換レンズ
103代えて照明レンズ群109が、偏光分離プリズム
104に代えて偏光分離シート110が、テレセントリ
ックな投影光学系106に代えて非テレセントリックな
投影光学系111が構成されている点のみ異なる。その
他の構成、作用等は同じなので、重複する説明を省略す
る。
FIG. 7 is a horizontal sectional view showing an example of a schematic configuration of a projector having a polarization separation sheet and a non-telecentric projection optical system. The projector 108
The projector 100 shown in FIG. 10 includes an illumination lens group 109 in place of the parallel conversion lens 103, a polarization separation sheet 110 in place of the polarization separation prism 104, and a non-telecentric projection optical system 111 in place of the telecentric projection optical system 106. Is different only in the configuration. Since other configurations, operations, and the like are the same, duplicate description will be omitted.

【0011】プロジェクタ108において、投影光学系
111の非テレセントリックな度合いを強めるほど各投
影レンズを小型化できるが、反射型液晶表示素子105
に必要な照明光としては反射型液晶表示素子105から
逆に向かうにしたがい発散する光束が必要となり、その
光束を受けとめる大きな偏光分離シート110が必要と
なる。大きな偏光分離シート110を設けた場合、それ
を配置する分、投影光学系111のレンズバックが長く
なってしまう。また、照明レンズ群109も大きくなっ
てしまう。
In the projector 108, each projection lens can be miniaturized as the degree of non-telecentricity of the projection optical system 111 is increased.
The illuminating light required is a luminous flux that diverges from the reflective liquid crystal display element 105 in the reverse direction, and a large polarization separation sheet 110 that receives the luminous flux is required. When the large polarization separation sheet 110 is provided, the lens back of the projection optical system 111 is lengthened by the amount of disposition. Further, the illumination lens group 109 also becomes large.

【0012】本発明は、上記問題点を鑑みて、偏光分離
素子のコストを抑え、かつ小型なプロジェクタを提供す
ることを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a small-sized projector with a reduced cost for a polarization splitting element.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1に記載の発明は、映像信号に基づき照明光
を空間変調して投影用の光学画像を形成する反射型液晶
表示素子と、前記照明光を生成する照明光学系と、前記
光学画像を投影画面上に投影する投影光学系と、前記照
明光の第1の偏光成分を反射して前記反射型液晶表示素
子に与えるとともに、前記反射型液晶表示素子で反射さ
れ第1の偏光成分から第2の偏光成分に偏光された前記
光学画像を形成する光を透過して前記投影光学系に与え
る偏光分離素子とを備えたプロジェクタにおいて、前記
偏光分離素子は湾曲された偏光分離シートである構成と
する。
According to one aspect of the present invention, there is provided a reflective liquid crystal display device which forms an optical image for projection by spatially modulating illumination light based on a video signal. An illumination optical system that generates the illumination light, a projection optical system that projects the optical image on a projection screen, and a first polarization component of the illumination light that is reflected and provided to the reflective liquid crystal display element. A polarization separating element that transmits light forming the optical image, which is reflected by the reflection type liquid crystal display element and is polarized from a first polarization component to a second polarization component, and transmits the light to the projection optical system. In the above structure, the polarization separation element is a curved polarization separation sheet.

【0014】また、請求項2に記載の発明は、請求項1
に記載のプロジェクタにおいて、前記偏光分離シート
は、反射する前記照明光に対して一方向のみに曲率を有
する凹面鏡として作用するように湾曲されている構成と
する。
[0014] The invention described in claim 2 is the first invention.
, The polarized light separating sheet is curved so as to act as a concave mirror having a curvature in only one direction with respect to the reflected illumination light.

【0015】さらに、請求項3に記載の発明は、請求項
1または2に記載のプロジェクタにおいて、前記投影光
学系は非テレセントリック光学系である構成とする。
Further, according to a third aspect of the present invention, in the projector according to the first or second aspect, the projection optical system is a non-telecentric optical system.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】〈第1の実施形態〉図1は、第1
の実施形態のプロジェクタの概略構成を示す水平断面図
である。プロジェクタ1は、光源2、反射傘3、平行変
換レンズ4、第1のレンズアレイ5、第2のレンズアレ
イ6よりなる照明光学系7と、シリンダーレンズ8と、
S偏光成分を反射しP偏光成分を透過する偏光分離シー
ト9と、反射型液晶表示素子10と、複数の投影レンズ
からなる非テレセントリックな投影光学系11とを有す
る構成である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS <First Embodiment> FIG.
FIG. 1 is a horizontal cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a projector according to an embodiment. The projector 1 includes an illumination optical system 7 including a light source 2, a reflector 3, a parallel conversion lens 4, a first lens array 5, and a second lens array 6, a cylinder lens 8,
The configuration includes a polarization separation sheet 9 that reflects an S-polarized component and transmits a P-polarized component, a reflective liquid crystal display element 10, and a non-telecentric projection optical system 11 including a plurality of projection lenses.

【0017】光源2から発光された白色光は直接あるい
は反射傘3で反射されて平行変換レンズ4に入射し、平
行光に変換されて出射され第1のレンズアレイ5に入射
する。そして、第1のレンズアレイ5で複数の光束に分
離された後、第2のレンズアレイ6に入射され、複数個
の光源像が形成される。第1のレンズアレイ5は反射型
液晶表示素子10と共役関係にある。第2のレンズアレ
イ6は光源2と共役関係にあり個々のレンズは二次光源
となっている。照明光学系7により、反射型液晶表示素
子10への均一な照明が達成される。
The white light emitted from the light source 2 is directly or reflected by the reflector 3 and enters the parallel conversion lens 4, is converted into parallel light, is emitted, and enters the first lens array 5. Then, after being separated into a plurality of light beams by the first lens array 5, the light beams are incident on the second lens array 6, and a plurality of light source images are formed. The first lens array 5 has a conjugate relationship with the reflection type liquid crystal display element 10. The second lens array 6 has a conjugate relationship with the light source 2 and each lens is a secondary light source. The illumination optical system 7 achieves uniform illumination of the reflective liquid crystal display element 10.

【0018】照明光学系7から出射された光は、シリン
ダーレンズ8を介して偏光分離シート9に入射し、S偏
光成分のみが反射されて反射型液晶表示素子10に与え
られる。反射型液晶表示素子10においては、光学画像
が形成される。光学画像を形成する光は、反射型液晶表
示素子10で反射されS偏光成分からP偏光成分に偏光
される。この光は、偏光分離シート9を透過し、投影光
学系11により不図示のスクリーン上に投影される。
The light emitted from the illumination optical system 7 is incident on the polarized light separating sheet 9 via the cylinder lens 8, and only the S-polarized light component is reflected and provided to the reflection type liquid crystal display device 10. In the reflective liquid crystal display element 10, an optical image is formed. Light forming an optical image is reflected by the reflective liquid crystal display element 10 and is polarized from an S-polarized component to a P-polarized component. This light passes through the polarization separation sheet 9 and is projected on a screen (not shown) by the projection optical system 11.

【0019】本実施形態のプロジェクタ1の投影光学系
11は、反射型液晶表示素子10から投影光学系11へ
向かうにしたがって主光線がしぼむ方向に非テレセント
リックな光学系となっている。このような構成により、
投影光学系11の各投影レンズを小型化できる。
The projection optical system 11 of the projector 1 according to the present embodiment is a non-telecentric optical system in a direction in which a principal ray is reduced from the reflection type liquid crystal display device 10 to the projection optical system 11. With such a configuration,
Each projection lens of the projection optical system 11 can be downsized.

【0020】偏光分離シート9は、反射する照明光に対
して図1の紙面平行方向のみに曲率を有する凹面鏡とし
て作用するように湾曲されている。(以下、凹シリンダ
ー面形状という)。よって、偏光分離シート9から照明
光学系7方向に向かう光束(逆光束)が収束するように
構成できるので、シリンダーレンズ8および照明光学系
7を小さく構成できる。さらに、偏光分離シート9は照
明光を受けとめるために十分な大きさを有するが、湾曲
されているために、偏光分離シート9の大きさが投影光
学系11のレンズバックに与える影響は小さい。
The polarized light separating sheet 9 is curved so as to act as a concave mirror having a curvature only in a direction parallel to the plane of FIG. (Hereinafter referred to as concave cylinder surface shape). Therefore, since the light beam (reverse light beam) traveling from the polarization separation sheet 9 toward the illumination optical system 7 can be converged, the cylinder lens 8 and the illumination optical system 7 can be made small. Further, the polarization separation sheet 9 has a size sufficient to receive the illumination light, but has a small influence on the lens back of the projection optical system 11 because the polarization separation sheet 9 is curved.

【0021】また、偏光分離シート9は、曲率を有する
方向(紙面平行方向)の両端において、反射型液晶表示
素子10側端(図1においてBで示す)の方がもう一端
(図1においてAで示す)より小さい曲率を有する形状
となっている。偏光分離シート9の各位置での逆光線の
入射角度は異なるが、このように曲率の程度を変えるこ
とにより逆光束が良好に収束する。
In the polarization separating sheet 9, at both ends in a direction having a curvature (parallel to the paper surface), the other end (indicated by B in FIG. 1) on the side of the reflection type liquid crystal display element 10 (A in FIG. 1). (Indicated by). Although the incident angle of the reverse light beam at each position of the polarized light separating sheet 9 is different, the reverse light beam converges favorably by changing the degree of curvature in this way.

【0022】シリンダーレンズ8は、図1の紙面垂直方
向においてのみ曲率を有する凸レンズ形状となってい
る。図2に、シリンダーレンズ8、偏光分離シート9、
反射型液晶表示素子10を含む部分の上面斜視図を示
す。図2において、図1の紙面垂直方向をダブルヘッド
の矢印Cで示す。
The cylinder lens 8 has a convex lens shape having a curvature only in a direction perpendicular to the plane of FIG. FIG. 2 shows a cylinder lens 8, a polarization separation sheet 9,
1 shows a top perspective view of a portion including a reflective liquid crystal display element 10. In FIG. 2, the direction perpendicular to the paper surface of FIG. 1 is indicated by an arrow C of the double head.

【0023】図2からわかるように、シリンダーレンズ
8は、矢印C方向のみに曲率を有する。偏光分離シート
9が凹シリンダー面形状であるために、パワーを持った
断面と持たない断面があり、断面によりパワーの異なる
他の光学素子がなければ照明光に非点隔差が生じてしま
う。シリンダーレンズ8は、この非点隔差が生じること
を防ぐ光学素子である。シリンダーレンズ8は、上述の
ように偏光分離シート9がパワーを持たない断面にパワ
ーを有する形状となっている。尚、偏光分離シート9に
おいて、矢印C方向にも曲率を有する構成も考えられる
が、一方向のみにパワーを有する偏光分離シートの方が
容易に作製できるので、上記のような構成とした。
As can be seen from FIG. 2, the cylinder lens 8 has a curvature only in the direction of arrow C. Since the polarized light separating sheet 9 has a concave cylinder surface shape, there is a cross section having power and a cross section having no power. If there is no other optical element having different power depending on the cross section, astigmatism will occur in illumination light. The cylinder lens 8 is an optical element that prevents this astigmatic difference from occurring. As described above, the cylinder lens 8 has a shape in which the polarized light separating sheet 9 has power in a cross section having no power. The polarization separating sheet 9 may have a curvature also in the direction of the arrow C. However, a polarizing separation sheet having power in only one direction can be easily manufactured, and thus the above-described configuration is adopted.

【0024】尚、第1のレンズアレイ5は反射型液晶表
示素子10と共役関係にあるが、この二つの素子の間に
おいて、二つの光学素子が異なる方向にパワーを有する
ので(図1の紙面平行方向については偏光分離シート9
がパワーを有し、紙面垂直方向についてはシリンダーレ
ンズ8がパワーを有する)、第1のレンズアレイ5の各
レンズと反射型液晶表示素子10の各画素は相似関係で
ない方がよい。
Although the first lens array 5 has a conjugate relationship with the reflection type liquid crystal display element 10, the two optical elements have powers in different directions between the two elements (see the paper of FIG. 1). For the parallel direction, polarized light separating sheet 9
Have a power, and the cylinder lens 8 has a power in the direction perpendicular to the plane of the paper).

【0025】〈第2の実施形態〉図3は、第2の実施形
態のプロジェクタの概略構成を示す水平断面図である。
プロジェクタ12は、カラー画像を投影可能である。プ
ロジェクタ12は、第1の実施形態のプロジェクタ1と
同様な構成の照明光学系7と、照明光を色分離するクロ
スダイクロイックミラー13、ダイクロイックミラー1
5と、反射ミラー14a、14bと、S偏光成分を反射
しP偏光成分を透過する3つの偏光分離シート16R、
16G、16Bと、赤色(R)、緑色(G)、青色
(B)の各色に対応する反射型液晶表示素子17R、1
7G、17Bと、3色の光学画像を合成するクロスダイ
クロイックプリズム18と、複数の投影レンズからなる
非テレセントリックな投影光学系19とを有する構成で
ある。
<Second Embodiment> FIG. 3 is a horizontal sectional view showing a schematic configuration of a projector according to a second embodiment.
The projector 12 can project a color image. The projector 12 includes an illumination optical system 7 having the same configuration as the projector 1 of the first embodiment, a cross dichroic mirror 13 for separating the illumination light by color, and a dichroic mirror 1.
5, reflection mirrors 14a and 14b, and three polarization separation sheets 16R that reflect the S-polarized component and transmit the P-polarized component,
16G and 16B, and reflective liquid crystal display elements 17R and 17R corresponding to red (R), green (G), and blue (B), respectively.
7G and 17B, a cross dichroic prism 18 for synthesizing optical images of three colors, and a non-telecentric projection optical system 19 including a plurality of projection lenses.

【0026】照明光学系7から出射される照明光は、ク
ロスダイクロイックミラー13に入射する。クロスダイ
クロイックミラー13のダイクロイックミラー13a
は、Bの波長域の光のみを反射する。ダイクロイックミ
ラー13bは、R、Gの波長域の光を反射する。
The illumination light emitted from the illumination optical system 7 enters the cross dichroic mirror 13. Dichroic mirror 13a of cross dichroic mirror 13
Reflects only light in the B wavelength range. The dichroic mirror 13b reflects light in the R and G wavelength ranges.

【0027】ダイクロイックミラー13aで反射された
Bの波長域の光は、反射ミラー14aで反射され、偏光
分離シート16BでS偏光成分のみが反射されて、反射
型液晶表示素子17Bを照明する。反射型液晶表示素子
17BではBの光学画像が形成される。Bの光学画像を
形成する光は、反射型液晶表示素子17Bで反射され、
P偏光成分に偏光され、偏光分離シート16Bを透過し
クロスダイクロイックプリズム18に入射する。
The light in the B wavelength range reflected by the dichroic mirror 13a is reflected by the reflection mirror 14a, and only the S-polarized light component is reflected by the polarization separation sheet 16B to illuminate the reflection type liquid crystal display element 17B. In the reflection type liquid crystal display element 17B, an optical image of B is formed. The light forming the optical image B is reflected by the reflective liquid crystal display element 17B,
The light is polarized into the P-polarized light component, passes through the polarization separation sheet 16 </ b> B, and enters the cross dichroic prism 18.

【0028】ダイクロイックミラー13bで反射され
た、R、Gの波長域の光は、反射ミラー14bで反射さ
れ、ダイクロイックミラー15に入射する。ダイクロイ
ックミラー15は、Gの波長域の光のみを反射する。ダ
イクロイックミラー15で反射されたGの波長域の光
は、偏光分離シート16GでS偏光成分のみが反射され
て、反射型液晶表示素子17Gを照明する。反射型液晶
表示素子17GではGの光学画像が形成される。Gの光
学画像を形成する光は、反射型液晶表示素子17Bで反
射され、P偏光成分に偏光され、偏光分離シート16G
を透過しクロスダイクロイックプリズム18に入射す
る。
The light in the R and G wavelength ranges reflected by the dichroic mirror 13b is reflected by the reflection mirror 14b and enters the dichroic mirror 15. The dichroic mirror 15 reflects only light in the G wavelength band. With respect to the light in the G wavelength range reflected by the dichroic mirror 15, only the S-polarized light component is reflected by the polarization separation sheet 16G, and illuminates the reflection type liquid crystal display element 17G. A G optical image is formed on the reflective liquid crystal display element 17G. The light forming the G optical image is reflected by the reflective liquid crystal display element 17B, is polarized into a P-polarized component, and is polarized.
And enters the cross dichroic prism 18.

【0029】ダイクロイックミラー15で透過されたR
の波長域の光は、偏光分離シート16RでS偏光成分の
みが反射されて、反射型液晶表示素子17Rを照明す
る。反射型液晶表示素子17RではRの光学画像が形成
される。Rの光学画像を形成する光は、反射型液晶表示
素子17Rで反射され、P偏光成分に偏光され、偏光分
離シート16Rを透過しクロスダイクロイックプリズム
18に入射する。
R transmitted through the dichroic mirror 15
In the light of the wavelength range described above, only the S-polarized light component is reflected by the polarization separation sheet 16R, and illuminates the reflective liquid crystal display element 17R. An R optical image is formed on the reflective liquid crystal display element 17R. The light forming the R optical image is reflected by the reflective liquid crystal display element 17R, is polarized into a P-polarized component, passes through the polarization separation sheet 16R, and enters the cross dichroic prism 18.

【0030】クロスダイクロイックプリズム18の面1
8aには、Bの波長域の光のみを反射するダイクロイッ
クコートが施されている。面18bには、Rの波長域の
光のみを反射するダイクロイックコートが施されてい
る。ダイクロイックプリズム18では、各色の光学画像
を形成する入射光のうち、Bの波長域の光が面18aで
反射され、Rの波長域の光が面18bで反射され、Gの
波長域の光がいずれの面でも反射されることなく透過す
ることにより3色の光学画像が合成される。合成された
光学画像は、投影光学系19により不図示のスクリーン
上に投影される。
Surface 1 of cross dichroic prism 18
8a is provided with a dichroic coat that reflects only light in the B wavelength range. The surface 18b is provided with a dichroic coat that reflects only light in the R wavelength range. In the dichroic prism 18, among the incident light forming the optical image of each color, light in the B wavelength range is reflected by the surface 18a, light in the R wavelength range is reflected by the surface 18b, and light in the G wavelength range is Optical images of three colors are synthesized by transmitting without being reflected on any of the surfaces. The synthesized optical image is projected on a screen (not shown) by the projection optical system 19.

【0031】本実施形態のプロジェクタ12の投影光学
系19は、各反射型液晶パネル17R、17G、17B
から投影光学系19へ向かうにしたがって主光線がしぼ
む方向に非テレセントリックな光学系となっている。こ
のような構成により、投影光学系19の各投影レンズを
小型化できる。
The projection optical system 19 of the projector 12 according to the present embodiment includes reflection type liquid crystal panels 17R, 17G, 17B.
The optical system is a non-telecentric optical system in the direction in which the principal ray is reduced from the optical system to the projection optical system 19. With such a configuration, each projection lens of the projection optical system 19 can be downsized.

【0032】また、偏光分離シート16R、16G、1
6Bは、反射する照明光に対して二方向に曲率を有する
凹面鏡として作用するように湾曲されている(以下、凹
面形状という)。よって、各偏光分離シート16R、1
6G、16Bから照明光学系7へ向かう逆光束が収束さ
れるように構成できるので、ダイクロイックミラー1
3、15、照明光学系7を小型化できる。
The polarized light separating sheets 16R, 16G, 1
6B is curved so as to act as a concave mirror having a curvature in two directions with respect to the reflected illumination light (hereinafter, referred to as a concave shape). Therefore, each polarization separation sheet 16R, 1R
Since the reverse light beam from the 6G and 16B to the illumination optical system 7 can be configured to converge, the dichroic mirror 1
3, 15, and the illumination optical system 7 can be downsized.

【0033】〈第3の実施形態〉図4は、第3の実施形
態のプロジェクタの概略構成を示す水平断面図である。
プロジェクタ20は、カラー画像を投影可能である。プ
ロジェクタ20は、第2の実施形態のプロジェクタ12
とは、各反射型液晶表示素子17R、17G、17Bの
前面にコンデンサレンズ21R、21G、21Bが設け
られている点と、凹面形状の偏光分離シート16R、1
6G、16Bの代わりに形状の異なる偏光分離シート2
2R、22G、22Bを有する点のみ異なる。よって、
第2の実施形態と重複する説明は避ける。
<Third Embodiment> FIG. 4 is a horizontal sectional view showing a schematic configuration of a projector according to a third embodiment.
The projector 20 can project a color image. The projector 20 is a projector 12 according to the second embodiment.
This means that condenser lenses 21R, 21G, and 21B are provided on the front surface of each of the reflective liquid crystal display elements 17R, 17G, and 17B;
Polarization separation sheet 2 having different shape instead of 6G and 16B
It differs only in having 2R, 22G, and 22B. Therefore,
Description overlapping with the second embodiment will be avoided.

【0034】コンデンサレンズ21R、21G、21B
は、投影光学系19方向への光束あるいは照明光学系7
方向への逆光束を収束させる。よって、各反射型液晶表
示素子17R、17G、17Bから対応する偏光分離シ
ート22R、22G、22Bまでの逆光束も収束され、
偏光分離シート22R、22G、22Bに入射される光
束の幅が小さくなるので、偏光分離シート22R、22
G、22Bを小さく構成できる。よって、投影光学系1
9のレンズバックをより短くできる。
Condenser lenses 21R, 21G, 21B
Is a light beam in the direction of the projection optical system 19 or the illumination optical system 7.
Converge the reverse light beam in the direction. Therefore, the reverse luminous flux from each of the reflection type liquid crystal display elements 17R, 17G, 17B to the corresponding polarization separation sheet 22R, 22G, 22B is also converged,
Since the width of the light beam incident on the polarization separation sheets 22R, 22G, and 22B is reduced, the polarization separation sheets 22R, 22
G and 22B can be made small. Therefore, the projection optical system 1
9 can be made shorter.

【0035】しかしながら、逆光束の収束度合いが大き
すぎると、偏光分離シート22R、22G、22Bから
照明光学系7までの間のダイクロイックミラー13等の
素子を配置するための十分な空間が確保できないことが
起こり得る。十分な空間を確保するために、本実施形態
のプロジェクタ20の偏光分離シート22R、22G、
22Bは、反射する照明光に対して二方向に曲率を有す
る凸面鏡として作用するように湾曲されている(以下、
凸面形状という)。図5を用いて、凸面形状の偏光分離
シート22R、22G、22Bによる作用を示す。
However, if the degree of convergence of the reverse light beam is too large, a sufficient space for disposing elements such as the dichroic mirror 13 between the polarization separation sheets 22R, 22G and 22B and the illumination optical system 7 cannot be secured. Can occur. In order to secure a sufficient space, the polarization separation sheets 22R, 22G,
22B is curved so as to act as a convex mirror having a curvature in two directions with respect to the reflected illumination light (hereinafter, referred to as a convex mirror).
Convex shape). The operation of the convex polarization separating sheets 22R, 22G, and 22B will be described with reference to FIG.

【0036】図5には、凸面形状の偏光分離シート22
R、22G、22Bと曲率を有さない平面形状の偏光分
離シート22'による逆光束の収束の度合いの違いを示
す。偏光分離シート22R、22G、22Bを備えた場
合の逆光束を点線23で、平面形状の偏光分離シート2
2'を備えた場合の逆光束を実線24で示す。
FIG. 5 shows a polarized light separating sheet 22 having a convex shape.
The difference in the degree of convergence of the reverse luminous flux between the R, 22G, and 22B and the plane-shaped polarization separating sheet 22 ′ having no curvature is shown. The reverse light flux when the polarization separation sheets 22R, 22G, and 22B are provided is indicated by a dotted line 23, and the planar polarization separation sheet 2
The reverse light flux in the case where 2 ′ is provided is shown by a solid line 24.

【0037】図5からわかるように、凸面形状の偏光分
離シート22R、22G、22Bにより逆光束の収束の
度合いを小さくできる。よって、ダイクロイックミラー
13等を配置するための十分な空間を確保できるように
構成できる。尚、偏光分離シート22R、22G、22
Bの曲率は最適な大きさの空間が確保できる大きさとす
る。
As can be seen from FIG. 5, the degree of convergence of the reverse light beam can be reduced by the polarized light separating sheets 22R, 22G, and 22B having a convex shape. Therefore, the configuration can be such that a sufficient space for disposing the dichroic mirror 13 and the like can be secured. The polarization separation sheets 22R, 22G, 22
The curvature of B is set to a size that can secure a space of an optimum size.

【0038】[0038]

【発明の効果】請求項1に記載のプロジェクタによる
と、偏光分離素子として偏光分離シートを用いることに
よりコストを抑えることができる。また、湾曲した偏光
分離シートを用いることにより、照明光学系および投影
光学系を小型に構成でき、装置全体の小型化を達成する
ことが可能となる。
According to the projector of the first aspect, the cost can be reduced by using the polarization splitting sheet as the polarization splitting element. In addition, by using a curved polarized light separating sheet, the illumination optical system and the projection optical system can be configured to be small, and it is possible to achieve downsizing of the entire apparatus.

【0039】請求項3に記載のプロジェクタによると、
投影光学系の構成レンズを小型化することができるの
で、装置全体を小型化することが可能となる。
According to the projector of the third aspect,
Since the constituent lenses of the projection optical system can be reduced in size, the entire apparatus can be reduced in size.

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

【図1】 第1の実施形態のプロジェクタの概略構成を
示す水平断面図。
FIG. 1 is a horizontal sectional view showing a schematic configuration of a projector according to a first embodiment.

【図2】 第1の実施形態のプロジェクタの一部分の上
面斜視図。
FIG. 2 is a top perspective view of a part of the projector according to the first embodiment.

【図3】 第2の実施形態のプロジェクタの概略構成を
示す水平断面図。
FIG. 3 is a horizontal sectional view showing a schematic configuration of a projector according to a second embodiment.

【図4】 第3の実施形態のプロジェクタの概略構成を
示す水平断面図。
FIG. 4 is a horizontal sectional view showing a schematic configuration of a projector according to a third embodiment.

【図5】 形状の異なる2種類の偏光分離シートにおけ
る逆光束を示す図。
FIG. 5 is a diagram showing reverse light beams in two types of polarized light separating sheets having different shapes.

【図6】 偏光分離プリズムを用いた従来のプロジェク
タの構成例を示す図。
FIG. 6 is a diagram showing a configuration example of a conventional projector using a polarization splitting prism.

【図7】 平面形状の偏光分離シートを用いたプロジェ
クタの構成例を示す図。
FIG. 7 is a diagram showing a configuration example of a projector using a planar polarization separation sheet.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、12、20 プロジェクタ 2 光源 3 反射傘 7 照明光学系 8 シリンダーレンズ 9 凹シリンダー面形状の偏光分離シート 10 反射型液晶表示素子 11、19 投影光学系 13 クロスダイクロイックミラー 15 ダイクロイックミラー 16R、16G、16B 凹面形状の偏光分離シート 17R、17G、16B 反射型液晶表示素子 18 クロスダイクロイックプリズム 21R、21G、21B コンデンサレンズ 22R、22G、22B 凸面形状の偏光分離シート DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 12, 20 Projector 2 Light source 3 Reflector 7 Illumination optical system 8 Cylinder lens 9 Polarization separation sheet of concave cylinder surface 10 Reflection type liquid crystal display element 11, 19 Projection optical system 13 Cross dichroic mirror 15 Dichroic mirror 16R, 16G, 16B Concave polarized light separating sheet 17R, 17G, 16B Reflective liquid crystal display element 18 Cross dichroic prism 21R, 21G, 21B Condenser lens 22R, 22G, 22B Convex polarized light separating sheet

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G03B 33/12 G03B 33/12 Fターム(参考) 2H088 EA14 EA15 EA16 EA18 HA13 HA18 HA21 HA24 HA25 HA28 MA16 2H091 FA05X FA08X FA08Z FA14Z FA26Z FA29Z FA41Z LA11 MA07 2H099 AA12 BA09 CA11 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) G03B 33/12 G03B 33/12 F term (Reference) 2H088 EA14 EA15 EA16 EA18 HA13 HA18 HA21 HA24 HA25 HA28 MA16 2H091 FA05X FA08X FA08Z FA14Z FA26Z FA29Z FA41Z LA11 MA07 2H099 AA12 BA09 CA11

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 映像信号に基づき照明光を空間変調して
投影用の光学画像を形成する反射型液晶表示素子と、前
記照明光を生成する照明光学系と、前記光学画像を投影
画面上に投影する投影光学系と、前記照明光の第1の偏
光成分を反射して前記反射型液晶表示素子に与えるとと
もに、前記反射型液晶表示素子で反射され第1の偏光成
分から第2の偏光成分に偏光された前記光学画像を形成
する光を透過して前記投影光学系に与える偏光分離素子
とを備えたプロジェクタにおいて、 前記偏光分離素子は湾曲された偏光分離シートであるこ
とを特徴とするプロジェクタ。
1. A reflection type liquid crystal display element for spatially modulating illumination light based on a video signal to form an optical image for projection, an illumination optical system for generating the illumination light, and displaying the optical image on a projection screen. A projection optical system for projecting, and reflecting the first polarization component of the illumination light to the reflection-type liquid crystal display element, and reflecting the reflection-type liquid crystal display element from the first polarization component to the second polarization component. A polarization splitting element for transmitting the light forming the optical image polarized to the projection optical system and transmitting the light to the projection optical system, wherein the polarization splitting element is a curved polarization splitting sheet. .
【請求項2】 前記偏光分離シートは、反射する前記照
明光に対して一方向のみに曲率を有する凹面鏡として作
用するように湾曲されていることを特徴とする請求項1
に記載のプロジェクタ。
2. The polarization separation sheet according to claim 1, wherein the polarization separation sheet is curved so as to act as a concave mirror having a curvature in only one direction with respect to the reflected illumination light.
The projector according to 1.
【請求項3】 前記投影光学系は非テレセントリック光
学系であることを特徴とする請求項1または2に記載の
プロジェクタ。
3. The projector according to claim 1, wherein the projection optical system is a non-telecentric optical system.
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