JP2000147428A - Projection type image display device - Google Patents

Projection type image display device

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JP2000147428A
JP2000147428A JP10315877A JP31587798A JP2000147428A JP 2000147428 A JP2000147428 A JP 2000147428A JP 10315877 A JP10315877 A JP 10315877A JP 31587798 A JP31587798 A JP 31587798A JP 2000147428 A JP2000147428 A JP 2000147428A
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JP
Japan
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image display
display device
light
polarized light
screen
Prior art date
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Application number
JP10315877A
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Japanese (ja)
Inventor
Narumasa Yamagishi
成多 山岸
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To miniaturize the whole of devices even while realizing a large screen in a back projection type image display device. SOLUTION: This projection type display device is provided with an image display device 102, a projection lens 103, a transmission type screen 108 and it is provided with a first reflection surface 105 being a circularly polarized light selecting means existing at a position that interrupts incident lights to the screen 108 and a second reflection surface 106 being a linearly polarized selecting means existing between the first reflection surface 105 and the projection lens 103 and, moreover, a quater-wave plate 107 is provided between the first reflection surface 105 and the second reflection surface 106.

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】本発明は画像表示装置上の画
像を光学的に拡大して拡大画像を得る投写型画像表示装
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 projection type image display apparatus for obtaining an enlarged image by optically enlarging an image on the image display apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】投写型画像表示装置は前面投写型と背面
投写型に大別できる。前者は持ち運びが容易、背面型に
対し比較的コストが安い等の理由からプレゼン用途を中
心に液晶で画像表示を行うデータ対応の機種が大きな市
場を確立し、拡大しつつある。これに対し後者の市場は
主にCRTを用いて画像表示を行うタイプで、液晶タイ
プよりもコスト的に有利に構成できることから民生市場
でビデオ映像を中心用途で市場を形成している。その市
場は増加傾向にあるものの微増に留まっている。
2. Description of the Related Art Projection type image display devices can be broadly classified into front projection type and rear projection type. Since the former is easy to carry and the cost is relatively low compared to the rear type, data-compatible models for displaying images on liquid crystal mainly for presentation purposes have established a large market and are expanding. On the other hand, the latter market is mainly of a type in which images are displayed by using a CRT and can be configured more advantageously than a liquid crystal type, so that a market is formed mainly for video images in a consumer market. The market is growing, but only slightly.

【0003】一方、放送形態は従来のアナログからデジ
タル化への移行により高画質化、多チャンネル化、マル
チメディア化が急速に進むと推測でき、このときにこれ
らの用途から従来テレビサイズよりも大型化へのニーズ
が大きくなると考えられる。
[0003] On the other hand, in the broadcasting form, it can be assumed that the image quality, the number of channels, and the multimedia are rapidly increasing due to the transition from the conventional analog to the digitalization. It is thought that the need for the conversion will increase.

【0004】従来の背面投写型画像表示装置に求められ
る改善点に画面以外の部分の装置の小型化があげられ
る。
An improvement required for the conventional rear projection type image display apparatus is downsizing of the apparatus other than the screen.

【0005】従来の背面投写型画像表示装置件の構成を
図8に示す。主には投写装置、折り返しミラー、透過型
スクリーンからなっており、CRT前面に投写レンズを
配置した投写装置を青、緑、赤それぞれに用意し、折り
返しミラーを介して透過型スクリーン上で画像合成を行
っている。近年に於いてはこの投写装置に液晶を利用
し、投写装置内で青、緑、赤の画像を合成し一本の投写
レンズで投写する方式を採用した装置も商品化されてい
る。図8の構成に於いては奥行きが大きく設置位置が限
定されてしまう。
FIG. 8 shows the configuration of a conventional rear projection type image display device. It mainly consists of a projection device, a folding mirror, and a transmission screen. Projection devices with a projection lens arranged on the front of the CRT are prepared for each of blue, green, and red, and images are synthesized on the transmission screen via the folding mirror. It is carried out. In recent years, a device that uses a liquid crystal for the projection device, combines blue, green, and red images in the projection device and projects the image with a single projection lens has been commercialized. In the configuration of FIG. 8, the depth is large and the installation position is limited.

【0006】ここまで述べた装置の小型化の他に価格の
問題がある。先に述べたように高画質放送が始まるに従
い、画像表示装置には高解像度化が求められる。しかし
大型映像分野において、従来のCRTでは解像度と明る
さの両立が困難であること、周辺までのフォーカスの保
証が困難なことから固定表示デバイスをライトバルブに
用いた画像表示装置が性能的には望ましい。しかしライ
トバルブ方式で現在主流である液晶を用いたものは基本
構成として光源、色分解光学系、液晶パネル、色合成光
学系、投写レンズが必要なことからコストダウンが困難
であり、現在主流の小型高温ポリシリコン液晶パネルを
用いた構成においても、前記パネルを各色の光路毎に配
置する必要があり、セットコストの大きな部分を占めて
いる。
[0006] In addition to the miniaturization of the device described above, there is a problem of cost. As described above, as high-quality broadcasting starts, the image display device is required to have higher resolution. However, in the field of large-sized images, it is difficult to achieve both resolution and brightness with a conventional CRT, and it is difficult to guarantee focus to the periphery. Therefore, an image display apparatus using a fixed display device as a light valve has a performance problem. desirable. However, the light valve system that uses liquid crystal, which is currently the mainstream, requires a light source, a color separation optical system, a liquid crystal panel, a color synthesis optical system, and a projection lens as its basic configuration, making cost reduction difficult. Even in a configuration using a small high-temperature polysilicon liquid crystal panel, it is necessary to dispose the panel for each optical path of each color, which occupies a large part of the set cost.

【0007】これに対し液晶パネルを1枚としてカラー
対応しているものもあるが、前記3板式と同じように放
送側から要求される解像度(たとえば720P、108
0i)の実現を考えると決して妥当な解が得られるもの
ではない。
[0007] On the other hand, there is a liquid crystal panel which has a single liquid crystal panel and supports color. However, as in the case of the three-panel type, the resolution (for example, 720P, 108
Considering the realization of 0i), no reasonable solution can be obtained.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】装置の薄型化の課題に
対して特開平7−219047号公報では透過型スクリ
ーン入射面を反射手段として装置の薄型化を図ってい
る。また特開平7−219047号公報で直線偏光を利
用している部分を、円偏光に置き換えたものとして記載
されている特開平8−339033号公報も同様な課題
を解決する技術が記載されている。
To cope with the problem of making the device thinner, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-219047 attempts to make the device thinner by using the entrance surface of a transmission screen as a reflection means. Japanese Patent Application Laid-Open No. H8-339033 describes that a portion using linearly polarized light is replaced by circularly polarized light in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-219047, which describes a technique for solving the same problem. .

【0009】このような改善方法により、装置の奥行き
は薄くできる方向が示されてきた。しかし、いずれにお
いても観察者から見てスクリーンの下部(一例)には投
写光学系、画像表示装置を納める部分は必要となるので
スクリーンの位置を高くする必要性があり、観察者の目
線の位置が高くなるために装置の配置としては床おきタ
イプに限定されがちである。
It has been suggested that the depth of the device can be reduced by such an improvement method. However, in any case, the projection optical system and a part for accommodating the image display device are required at the lower part (one example) of the screen as viewed from the observer, so that it is necessary to raise the position of the screen. Therefore, the arrangement of the apparatuses is apt to be limited to the floor-standing type.

【0010】本発明の解決すべき第1の課題は、薄型化
と同時に装置のあご下を小さく、あるいはなくすことで
机上への配置などセットの設置自由度を改善する構成と
することである。
A first problem to be solved by the present invention is to improve the degree of freedom in setting a set such as placing it on a desk by reducing or eliminating the chin of the apparatus while reducing the thickness.

【0011】また、本発明の解決すべき第2の課題は、
高解像度化に対応しながらも民生市場でも受け入れられ
る価格を実現できる構成にすることである。
A second problem to be solved by the present invention is as follows.
The goal is to achieve a configuration that can achieve an acceptable price in the consumer market while supporting high resolution.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】前記セットの薄型化、あ
ご下の短小化の課題を解決するために第1の発明による
背面投写型画像表示装置は入力信号に応じて画像表示を
行う画像表示装置と、前記画像表示装置上の画像を拡大
投写する投写レンズと、前記投写レンズを介して投写さ
れた画像を映すように設けられた透過型スクリーンと、
前記投写レンズとスクリーン間の光路上に第1の反射手
段と第2の反射手段とを備えてなり、前記2つの反射手
段のうち、第1の反射手段は前記透過型スクリーンの入
射面側近傍に前記透過型スクリーンへの入射光を遮る位
置に配置され、或る円偏光方向の光を透過し、前記円偏
光方向と逆転する円偏光方向の光を反射する特性を備
え、第2の反射手段は前記第1の反射手段と前記投写レ
ンズ間の光軸を遮る位置に配置されており或る直線偏光
方向の光を透過し前記直線偏光方向と直交する直線偏光
方向の光を反射する特性を有し、前記第1の反射手段と
第2の反射手段の間には直線偏光を円偏光に変換し、か
つ円偏光を直線偏光に変換する第1の光学手段が備えら
れていることを特徴として構成される。
In order to solve the problems of thinning the set and shortening the chin, the rear projection type image display device according to the first invention displays an image in accordance with an input signal. A device, a projection lens for enlarging and projecting an image on the image display device, and a transmission screen provided to project an image projected through the projection lens,
A first reflection unit and a second reflection unit on an optical path between the projection lens and the screen, wherein the first reflection unit is near the incident surface side of the transmission screen. A second reflection member which is disposed at a position where light incident on the transmission screen is blocked, transmits light having a certain circular polarization direction, and reflects light having a circular polarization direction which is opposite to the circular polarization direction. The means is disposed at a position blocking the optical axis between the first reflecting means and the projection lens, and transmits light in a certain linear polarization direction and reflects light in a linear polarization direction orthogonal to the linear polarization direction. And a first optical means for converting linearly polarized light to circularly polarized light and for converting circularly polarized light to linearly polarized light is provided between the first reflecting means and the second reflecting means. It is configured as a feature.

【0013】ここで画像表示装置から前記第2の反射手
段の間に前記第2の反射手段で反射される方向の偏光成
分の光を除去する偏光成分除去手段を備えても構成でき
る。具体的には吸収型偏光板で容易に対応できる。反射
型偏光子でも対応できることは言うまでもない。
[0013] Here, it is also possible to provide a polarization component removing means for removing the polarized component light in the direction reflected by the second reflecting means between the image display device and the second reflecting means. Specifically, an absorption type polarizing plate can easily cope with this. It goes without saying that a reflective polarizer can also be used.

【0014】さらに前記透過型スクリーンには第1の反
射手段で反射される方向の円偏光成分を吸収する光学手
段が備えられても構成できる。具体的にはλ/4板と吸
収型偏光板とを組み合わせて容易に構成できる。
Further, the transmission type screen may be provided with optical means for absorbing a circularly polarized light component in a direction reflected by the first reflection means. Specifically, it can be easily configured by combining a λ / 4 plate and an absorption type polarizing plate.

【0015】また前記第1の反射手段はコレステリック
液晶層を備えて構成出来る。コレステリック液晶は、エ
ス アイ ディー 94 ダイジェスト(「SID 9
4DIGEST」p399〜402)にあるようにコレ
ステリック液晶層を配置することで所望の性能を得られ
ることは明らかである。既に市場にはコレステリックフ
ィルムを直視液晶モニターの光利用率改善手法としてと
り入れたものが提供されている。
Further, the first reflecting means can be provided with a cholesteric liquid crystal layer. Cholesteric liquid crystals are available from S.I.D. 94 Digest ("SID 9
It is apparent that the desired performance can be obtained by disposing the cholesteric liquid crystal layer as described in “4DIGEST”, p. Already, a cholesteric film has been introduced to the market as a method for improving the light utilization of a direct-view LCD monitor.

【0016】前記第2の反射手段は反射型偏光板を備え
て構成出来る。反射型偏光板は2重輝度増長フィルム
(DBEF)を用いることが出来る。
[0016] The second reflection means can be provided with a reflection type polarizing plate. As the reflective polarizing plate, a double brightness enhancement film (DBEF) can be used.

【0017】ここまでに述べた本件第1の発明において
画像表示装置は偏光を利用し、外部からの制御信号によ
り入射光を変調することで画像表示を行う液晶ライトバ
ルブを用いて構成されていることを特徴として構成でき
る。これは本件のように偏光を限定する使い方でも明る
さの損失がないために画像表示装置としては望ましい構
成としたもので、透過型デバイスでも反射型デバイスで
も応用可能であることは言うまでもない。
In the first aspect of the present invention described above, the image display device is constituted by using a liquid crystal light valve which displays an image by utilizing polarized light and modulating incident light by an external control signal. It can be configured as a feature. This is a desirable configuration for an image display device because there is no loss of brightness even in the case of limiting the polarization as in the present case, and it goes without saying that the present invention can be applied to a transmission device and a reflection device.

【0018】本件第1の発明において直線偏光を円偏光
に変換し、かつ円偏光を直線偏光に変換する光学手段と
してλ/4板が備えられていることを特徴として構成で
きる。
According to the first aspect of the present invention, a λ / 4 plate is provided as an optical means for converting linearly polarized light into circularly polarized light and converting circularly polarized light into linearly polarized light.

【0019】次にこれ以降に、前記装置の低コスト化の
課題を解決するための構成について述べる。第2の発明
による投写型画像表示装置は入力信号に応じて画像表示
を行う画像表示装置と、小型発光部を備えた光源と、光
源像をスクリーン上に拡大投写する照明光学系と、スク
リーンとを備えてなり、前記画像表示装置は前記照明光
学系と前記スクリーンの間に前記スクリーンに対して平
行に配置され、前記スクリーンから前記画像表示装置ま
での距離をL1、前記画像表示装置から前記照明光学系
の出射瞳までの距離をL2とするとL1<L2の関係に
あることを特徴として構成できる。
Next, a configuration for solving the problem of cost reduction of the device will be described hereinafter. A projection type image display device according to a second aspect of the present invention includes an image display device for displaying an image in accordance with an input signal, a light source having a small light emitting unit, an illumination optical system for enlarging and projecting the light source image on a screen, and a screen. The image display device is disposed between the illumination optical system and the screen in parallel with the screen, a distance from the screen to the image display device is L1, and the illumination from the image display device is When the distance to the exit pupil of the optical system is L2, the relationship L1 <L2 can be established.

【0020】そこで前記スクリーン上の表示画像の画素
ピッチをP、照明光学系の前記ピッチ方向での出射瞳の
大きさをDとしたとき、P/L1>D/L2の関係が成
り立つことが望ましい。
Therefore, when the pixel pitch of the display image on the screen is P and the size of the exit pupil of the illumination optical system in the pitch direction is D, it is desirable that the relationship of P / L1> D / L2 is satisfied. .

【0021】さらに画像表示装置近傍、あるいは前記画
像表示装置と前記スクリーン間にスクリーン上の画像に
発生する歪曲収差を改善する光学手段が備えられている
ことで構成できる。具体的にはシュミット補正板のよう
な非球面光学系による収差補正手段である。
Further, the image display device can be constituted by providing optical means for improving distortion occurring in an image on the screen in the vicinity of the image display device or between the image display device and the screen. Specifically, it is an aberration correction unit using an aspherical optical system such as a Schmidt correction plate.

【0022】ここでスクリーンは透過型スクリーンであ
ることで背面投写型として構成できる。
Here, the screen can be configured as a rear projection type by being a transmission type screen.

【0023】また、画像表示装置の入射側近傍には凸レ
ンズ作用の光学系が、前記画像表示装置の出射側近傍に
は凹レンズ作用の光学系が備えられていることを特徴と
し、共にフレネルレンズで形成できればセットサイズを
犠牲にすることなく構成できる。
Further, an optical system having a convex lens function is provided near the entrance side of the image display device, and an optical system having a concave lens function is provided near the exit side of the image display device. If it can be formed, it can be configured without sacrificing the set size.

【0024】前記画像表示装置と前記照明光学系の間に
は折り返しミラーが備えられていることを特徴として、
セット奥行き寸法を短くできる。
[0024] A folding mirror is provided between the image display device and the illumination optical system.
Set depth dimension can be shortened.

【0025】同様にセット奥行き寸法を短くする手法と
して第2の発明において前記画像表示装置の入射面近傍
には或る偏光方向の入射光を透過し、これに直交する偏
光方向の光を反射する第1の反射手段が前記画像表示装
置に入射する光を遮る位置に備えられており、前記第1
の反射手段での反射光を反射し前記画像表示装置に入射
するよう配置された第2の反射手段を備え、前記第1の
反射手段と前記第2の反射手段間には直線偏光を円偏光
に変換し、かつ円偏光を直線偏光に変換する光学手段を
備えてなることを特徴とする構成があげられる。ここで
第1の反射手段は反射型偏光板を備えることで構成で
き、前記第2の反射手段は全反射ミラーで構成できる。
Similarly, as a technique for shortening the set depth dimension, in the second invention, in the vicinity of the incident surface of the image display device, incident light in a certain polarization direction is transmitted and light in a polarization direction orthogonal to this is reflected. A first reflection unit provided at a position for blocking light incident on the image display device;
A second reflecting means arranged to reflect the light reflected by the reflecting means and to enter the image display device, wherein a linearly polarized light is circularly polarized between the first reflecting means and the second reflecting means. And optical means for converting circularly polarized light into linearly polarized light. Here, the first reflecting means can be constituted by including a reflective polarizing plate, and the second reflecting means can be constituted by a total reflection mirror.

【0026】さらにセット奥行き寸法を短くする手法と
して第2の発明において前記画像表示装置の入射面近傍
には或る円偏光方向の入射光を透過し、これと逆転する
円偏光方向の光を反射する第1の反射手段が前記画像表
示装置に入射する光を遮る位置に備えられており、前記
第1の反射手段と照明光学系間の光路を遮る位置に或る
直線偏光方向の入射光を透過し、これに直交する直線偏
光方向の光を反射する第2の反射手段が備えられてお
り、前記第1の反射手段と前記第2の反射手段間には直
線偏光を円偏光に変換し、かつ円偏光を直線偏光に変換
する光学手段を備えてなることを特徴とする構成があげ
られる。ここで前記第1の反射手段はコレステリック液
晶層を備えて構成され、前記第2の反射手段は反射型偏
光板を備えて構成出来る。
As a technique for further reducing the set depth dimension, in the second invention, in the vicinity of the incident surface of the image display device, incident light in a certain circularly polarized light direction is transmitted, and light in a circularly polarized light direction reverse to the above is reflected. A first reflecting means for blocking the light incident on the image display device, and the incident light in a linear polarization direction at a position for blocking an optical path between the first reflecting means and the illumination optical system. There is provided a second reflecting means for transmitting and reflecting light in a direction of linear polarization orthogonal to the light, and converts linearly polarized light into circularly polarized light between the first reflecting means and the second reflecting means. And an optical means for converting circularly polarized light into linearly polarized light. Here, the first reflecting means can be configured to include a cholesteric liquid crystal layer, and the second reflecting means can be configured to include a reflective polarizing plate.

【0027】[0027]

【発明の実施の形態】第1の発明によれば直線偏光、円
偏光をそれぞれに透過、反射の要素とすることで画像表
示装置からスクリーン間に2つの反射手段を備えながら
も、それぞれの有効領域を遮る位置に配置できることか
ら、装置の薄型化と同時にスクリーン下のあご下部分を
大きく削減あるいはなくしてしまうことを可能とし、従
来の背面投写型画像表示装置に対し大幅に設置自由度を
改善できる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS According to the first aspect of the present invention, linearly polarized light and circularly polarized light are transmitted and reflected, respectively, to thereby provide two reflecting means between the image display device and the screen, but to provide effective means for each. Since it can be placed at a position that blocks the area, it is possible to make the device thinner and at the same time greatly reduce or eliminate the portion under the chin under the screen, greatly improving the freedom of installation compared to the conventional rear projection type image display device it can.

【0028】第2の発明によれば複雑な光学系が不要に
なる上、画像表示装置としてノートパソコンやパソコン
モニター用途で普及めざましい大判の液晶パネルを用い
れば低コストと高解像度化を両立することが出来る。但
し光源としては点光源に近い小面積発光体であることが
望ましい。
According to the second aspect of the present invention, a complicated optical system becomes unnecessary, and if a large-format liquid crystal panel, which is widely used for a notebook computer or a monitor of a personal computer, is used as an image display device, both low cost and high resolution can be achieved. Can be done. However, it is desirable that the light source be a small-area light emitter close to a point light source.

【0029】(実施の形態1)図1は本願発明の投写型
画像表示装置の1例である実施の形態1の表示装置の概
略構成図である。
(Embodiment 1) FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a display device of Embodiment 1 which is an example of a projection type image display device of the present invention.

【0030】光源部101、画像表示装置102、投写
レンズ103、折り返しミラー104、円偏光選択面1
05、直線偏光選択面106、λ/4板107、透過型
スクリーン108とからなる。光源部101は電極間の
放電によりアークを形成しランダム偏光光を発生する光
源109と、光源109からの光をその回転対称軸上の
一方向に反射するリフレクター110とからなる。光源
部101からの光は画像表示装置102に至る。この画
像表示装置102は入射側偏光板、出射側偏光板に挟ま
れた液晶パネルからなる。
Light source 101, image display device 102, projection lens 103, folding mirror 104, circularly polarized light selection surface 1
05, a linear polarization selection surface 106, a λ / 4 plate 107, and a transmission screen 108. The light source unit 101 includes a light source 109 that forms an arc by discharge between the electrodes to generate randomly polarized light, and a reflector 110 that reflects light from the light source 109 in one direction on a rotationally symmetric axis. Light from the light source 101 reaches the image display device 102. This image display device 102 is composed of a liquid crystal panel sandwiched between an incident side polarizing plate and an outgoing side polarizing plate.

【0031】入射側偏光板で入射光の偏光方向をあらか
じめ限定し、ここを透過し液晶パネルに入射した光は液
晶パネルの有効開口部に入射するがここで多数の画素毎
に透過する光の偏光方向を独立して変化せしめられる。
これらの光は出射側偏光板で透過、吸収により前記各画
素毎の光は調光され、投写光学系である投写レンズ10
3に入射する。このようにして投写レンズ103により
投写された光は折り返しミラー104で反射せしめら
れ、直線偏光選択面106に入射する。この際投写レン
ズからの光は直線偏光選択面106の透過する偏光方向
と同じ方向の振動方向の偏光光となるよう前記出射側偏
光板は設定されているので直線偏光選択面106では作
用を受けず透過し、λ/4板107を経て円偏光選択面
105に入射する。図にあるようにλ/4板107の位
相軸は入射してくる偏光光の振動方向とおよそ45度の
角度を成して設けられているので円偏光に変換され、円
偏光選択面105に入射する。
The direction of polarization of the incident light is defined in advance by the incident-side polarizing plate, and the light transmitted therethrough and incident on the liquid crystal panel is incident on the effective opening of the liquid crystal panel. The polarization direction can be changed independently.
These lights are transmitted and absorbed by the exit-side polarizing plate, and the light of each pixel is adjusted by absorption, and the projection lens 10 serving as a projection optical system.
3 is incident. The light thus projected by the projection lens 103 is reflected by the turning mirror 104 and enters the linearly polarized light selection surface 106. At this time, the output side polarizing plate is set so that the light from the projection lens is polarized in the vibration direction in the same direction as the polarization direction transmitted by the linear polarization selection surface 106, so that the linear polarization selection surface 106 is affected. And enters the circularly polarized light selection surface 105 via the λ / 4 plate 107. As shown in the figure, since the phase axis of the λ / 4 plate 107 is provided at an angle of about 45 degrees with the vibration direction of the incident polarized light, it is converted into circularly polarized light. Incident.

【0032】円偏光選択面105は任意の円偏光光を反
射し、逆回転の円偏光光を透過する特性を有しており、
前記入射光の円偏光方向は反射される方向になるよう設
定されていることから、円偏光選択面105に入射した
光はここで反射され、逆回転の円偏光光となって再度λ
/4板107に入射する。λ/4板107を透過した光
は当初直線偏光選択面106を経て入射してきた偏光方
向と直交する方向の直線偏光に変換されることから、直
線偏光選択面106で反射せしめられる。この光は再度
λ/4板107に入射するが当初直線偏光選択面106
を経て入射してきた偏光方向と直交する方向の直線偏光
になっていることから、同様に円偏光に変 換されるが
このとき円偏光方向は前述の回転方向とは逆転する方向
の円偏光光となっていることから円偏光選択面105を
透過してスクリーン108に至る。このようにして画像
表示装置上の画像をスクリーン108上に拡大投写する
ことが出来る。
The circularly polarized light selection surface 105 has a characteristic of reflecting an arbitrary circularly polarized light and transmitting a circularly polarized light of reverse rotation.
Since the direction of circular polarization of the incident light is set to be the direction of reflection, the light incident on the circularly polarized light selection surface 105 is reflected here, becomes a circularly polarized light of reverse rotation, and becomes λ again.
Incident on the / 4 plate 107. The light transmitted through the λ / 4 plate 107 is converted into linearly polarized light in a direction orthogonal to the polarization direction that has entered through the linearly polarized light selection surface 106 at first, and is reflected by the linearly polarized light selection surface 106. This light is again incident on the λ / 4 plate 107, but initially the linearly polarized light selection surface 106
Is converted into circularly polarized light in the same direction as the direction of polarization orthogonal to the direction of polarization incident through the Therefore, the light passes through the circularly polarized light selection surface 105 and reaches the screen 108. Thus, the image on the image display device can be enlarged and projected on the screen 108.

【0033】このように画像表示装置が偏光を利用して
入射光を変調するライトバルブの場合には光のロスな
く、装置内部の反射で投写距離を得ることが可能である
ことから装置を画期的に小型で構成することが出来る。
As described above, when the image display device is a light valve that modulates incident light using polarized light, the projection distance can be obtained by reflection inside the device without loss of light. Periodically, it can be made small.

【0034】折り返しミラー104は必ずしも必要な
く、投写レンズ内あるいは投写装置内で折り曲げる等の
手段で対応することもできる。
The folding mirror 104 is not always necessary, and can be dealt with by a means such as bending in a projection lens or a projection device.

【0035】λ/4板107を独立して図示している
が、直線偏光選択面106あるいは円偏光選択面105
に貼合して一体に構成できることは言うまでもない。
Although the λ / 4 plate 107 is shown independently, a linearly polarized light selecting surface 106 or a circularly polarized light selecting surface 105 is shown.
Needless to say, it can be integrally formed by laminating on a sheet.

【0036】ここで直線偏光選択面106あるいは円偏
光選択面105はスクリーン108に対して斜めに配置
されているが図2にあるように平行であっても同様にし
て構成できる。このとき円偏光選択面105とスクリー
ン108を一体化、あるいは近接して配置できるのでよ
り小型に構成できる。
Here, the linearly polarized light selection surface 106 or the circularly polarized light selection surface 105 is arranged obliquely with respect to the screen 108, but can be constructed in the same manner even if it is parallel as shown in FIG. At this time, since the circularly polarized light selection surface 105 and the screen 108 can be integrated or arranged close to each other, the device can be configured to be smaller.

【0037】画像表示装置は偏光を応用しないものでも
構成可能であるが、直線偏光選択面106に入射する前
に吸収側偏光板などで一偏光方向にしておくと迷光の発
生などを抑えることが出来る。この直線偏光選択面10
6に入射する前の予備偏光は偏光を応用する画像表示装
置に併用しても良い。
Although the image display device can be constructed without applying polarized light, it is possible to suppress the generation of stray light and the like by setting it in one polarization direction with an absorption-side polarizing plate or the like before entering the linear polarization selection surface 106. I can do it. This linearly polarized light selection surface 10
The pre-polarized light before being incident on 6 may be used in combination with an image display device using polarized light.

【0038】スクリーン108にλ/4板と吸収型偏光
板を設けて本来円偏光選択面105で反射される方向の
円偏光のみを吸収するように構成すれば、円偏光選択面
105の光選択が十分でなくスクリーン側に不要光が漏
れ込んできても表示画像の有害光となることがないので
望ましい。
If the screen 108 is provided with a λ / 4 plate and an absorbing polarizer to absorb only the circularly polarized light in the direction which is originally reflected by the circularly polarized light selection surface 105, the light selection of the circularly polarized light selection surface 105 can be achieved. Is not sufficient, and even if unnecessary light leaks into the screen side, it does not become harmful light of the displayed image, which is desirable.

【0039】円偏光選択面105はコレステリック液晶
層を基板上に設けることで構成できるが、必ずしもこれ
によらず同様の作用をすれば本発明を満足することは言
うまでもない。直線偏光選択面106についてはシート
状の反射型偏光板を基板上に貼合して構成するのが実現
性のある構成と思われるがこれに限定されることなく同
様の作用を実現できる素子で有れば応用可能であること
は言うまでもない。
The circularly polarized light selection surface 105 can be constituted by providing a cholesteric liquid crystal layer on a substrate. However, it goes without saying that the present invention is satisfied if the same operation is performed regardless of the cholesteric liquid crystal layer. The linearly polarized light selection surface 106 is considered to be a feasible configuration in which a sheet-shaped reflection-type polarizing plate is bonded to a substrate, but is not limited to this, and is an element capable of realizing the same operation. Needless to say, it is applicable if it exists.

【0040】(実施の形態2)図3は実施の形態2の概
略構成図である。
(Embodiment 2) FIG. 3 is a schematic configuration diagram of Embodiment 2.

【0041】光源部201、照明光学系202、画像表
示装置203、スクリーン204とからなる。光源部2
01は電極間の放電によりアークを形成しランダム偏光
光を発生する光源205と、光源205からの光をその
回転対称軸上の一方向に反射する反射手段が楕円形状の
リフレクター206と、前記リフレクター前面の配置さ
れたロッドインテグレーター207からなる。ロッドイ
ンテグレーター207の出射面を疑似発光面として複数
のレンズからなる照明光学系202で前記疑似発光面像
を前面に配置されたスクリーン204上に拡大投写する
よう構成されている。
A light source unit 201, an illumination optical system 202, an image display device 203, and a screen 204 are provided. Light source 2
01 is a light source 205 which forms an arc by electric discharge between the electrodes to generate randomly polarized light, a reflector 206 having an elliptical reflecting means for reflecting the light from the light source 205 in one direction on its rotational symmetry axis, It consists of a rod integrator 207 arranged on the front. The light emission surface of the rod integrator 207 is configured as a pseudo light emission surface, and the illumination optical system 202 including a plurality of lenses is configured to enlarge and project the pseudo light emission surface image on a screen 204 disposed on the front surface.

【0042】この照明光学系202とスクリーン204
間には画像表示装置203がスクリーン204と平行に
配置されている。この画像表示装置203は入射側偏光
板、出射側偏光板に挟まれた液晶パネルからなる。入射
側偏光板で入射光の偏光方向をあらかじめ限定し、ここ
を透過し液晶パネルに入射した光は液晶パネルの有効開
口部に入射するがここで多数の画素毎に透過する光の偏
光方向を独立して変化せしめられる。これらの光は出射
側偏光板で透過、吸収により前記各画素毎の光は調光さ
れここを透過してスクリーン204に至る。このとき画
像表示装置203からスクリーン204までの距離をL
1、照明光学系202から画像表示装置203までの距
離をL2としたときにL1<L2として画像表示装置2
03に入射する光の広がりを抑えることでボケの少ない
画像を提供する。
The illumination optical system 202 and the screen 204
An image display device 203 is disposed in parallel with the screen 204. This image display device 203 is composed of a liquid crystal panel sandwiched between an incident side polarizing plate and an emitting side polarizing plate. The direction of polarization of the incident light is limited in advance by the incident side polarizing plate, and the light transmitted through this and incident on the liquid crystal panel is incident on the effective opening of the liquid crystal panel. Can be changed independently. These lights are transmitted and absorbed by the exit-side polarizing plate, and the light of each of the pixels is adjusted by the absorption. At this time, the distance from the image display device 203 to the screen 204 is L
1. When the distance from the illumination optical system 202 to the image display device 203 is L2, the image display device 2 is set to L1 <L2.
An image with less blur is provided by suppressing the spread of light incident on the light-receiving element 03.

【0043】このようにして本発明によれば高価な投写
光学系等は必要なく、液晶パネルをカラーフィルター内
蔵のものとすればカラー画像を容易に得ることが可能で
ある。
Thus, according to the present invention, an expensive projection optical system or the like is not required, and a color image can be easily obtained if the liquid crystal panel has a built-in color filter.

【0044】更にこの液晶パネルをノートパソコンやモ
ニター用に市場に提要されているものを用いることで低
価格化で高解像を実現できる。
Further, by using a liquid crystal panel that is proposed in the market for a notebook computer or a monitor, high resolution can be realized at low cost.

【0045】また図3において前記スクリーン204上
の表示画像の画素ピッチをP、照明光学系202の前記
ピッチ方向での出射瞳の大きさをDとしたとき、P/L
1>D/L2の関係が成り立てば液晶パネル上の画素中
心は重ならない。従って少なくてもデーター表示等での
用途においても十分用いることが出来る。
In FIG. 3, when the pixel pitch of the display image on the screen 204 is P and the size of the exit pupil of the illumination optical system 202 in the pitch direction is D, P / L
If the relationship of 1> D / L2 holds, the pixel centers on the liquid crystal panel do not overlap. Therefore, it can be used at least for applications such as data display.

【0046】図4にあるように照明光学系202と画像
表示装置203間に折り返しミラー208を配置するこ
とで装置を小型化できる。更にここではスクリーン20
4上の画像に生じる糸巻き形状の歪曲収差を補正するた
めの補正板209を画像表示装置203近傍に配置して
いる。これにより画像表示装置203像の拡大倍率を上
げても良好な画像を得ることが出来る。
As shown in FIG. 4, the device can be miniaturized by disposing the folding mirror 208 between the illumination optical system 202 and the image display device 203. Furthermore, here, the screen 20
A correction plate 209 for correcting the pincushion-shaped distortion generated in the image on No. 4 is disposed near the image display device 203. Thus, a good image can be obtained even if the magnification of the image of the image display device 203 is increased.

【0047】ここまで述べたように画像表示装置203
を液晶パネルとしたときには入射光の入射角は仕様によ
り異なる部分もあるがおよそ0度入射とすることでコン
トラストを確保しやすい。よって図5にあるように画像
表示装置203の入射側に集光作用(凸レンズ効果)の
ある光学手段であるフレネルレンズ210、出射側には
発散作用(凹レンズ効果)のある光学手段であるフレネ
ルレンズ211を配置してテレセントリック光学系を実
現すれば均一性の良い映像が得られる。
As described above, the image display device 203
When a liquid crystal panel is used, the incident angle of the incident light may be different depending on the specification, but by setting the incident angle to approximately 0 degrees, it is easy to secure the contrast. Therefore, as shown in FIG. 5, a Fresnel lens 210 as an optical unit having a condensing function (convex lens effect) is provided on the incident side of the image display device 203, and a Fresnel lens as an optical unit having a diverging function (concave lens effect) is provided on the exit side. If a telecentric optical system is realized by arranging the 211, an image with good uniformity can be obtained.

【0048】また上記光源部は放電ランプとインテグレ
ーター手段であったがこれを面発光体の光源に置き換え
ても同様の効果が得られることは明らかである。
Although the light source is a discharge lamp and an integrator, it is apparent that the same effect can be obtained by replacing the discharge lamp with a surface light source.

【0049】(実施の形態3)図6は実施の形態3の概
略構成図である。
(Embodiment 3) FIG. 6 is a schematic configuration diagram of Embodiment 3.

【0050】光源部301、照明光学系302、直線偏
光選択面である反射型偏光子303、λ/4板304、
折り返しミラー305、306、画像表示装置307、
スクリーン308とからなる。光源部301は電極間の
放電によりアークを形成しランダム偏光光を発生する光
源309と、光源309からの光をその回転対称軸上の
一方向に反射する反射手段が楕円形状のリフレクター3
10と、前記リフレクター前面の配置されたロッドイン
テグレーター311からなる。ロッドインテグレーター
311の出射面を疑似発光面として複数のレンズからな
る照明光学系302で前記疑似発光面像を前面に配置さ
れたスクリーン308上に拡大投写するよう構成されて
いる。
A light source 301, an illumination optical system 302, a reflective polarizer 303 as a linearly polarized light selection surface, a λ / 4 plate 304,
Folding mirrors 305 and 306, an image display device 307,
And a screen 308. The light source unit 301 includes a light source 309 that forms an arc by electric discharge between the electrodes to generate random polarized light, and a reflector 3 that has an elliptical reflector 3 that reflects light from the light source 309 in one direction on its rotationally symmetric axis.
10 and a rod integrator 311 arranged on the front surface of the reflector. The light emitting surface of the rod integrator 311 is used as a pseudo light emitting surface, and the illumination optical system 302 including a plurality of lenses is configured to enlarge and project the pseudo light emitting surface image on a screen 308 arranged on the front surface.

【0051】この照明光学系302とスクリーン308
間には画像表示装置307がスクリーン308と平行に
配置されている。この画像表示装置307は入射側偏光
板、出射側偏光板に挟まれた液晶パネルからなる。入射
側偏光板で入射光の偏光方向をあらかじめ限定し、ここ
を透過し液晶パネルに入射した光は液晶パネルの有効開
口部に入射するがここで多数の画素毎に透過する光の偏
光方向を独立して変化せしめられる。これらの光は出射
側偏光板で透過、吸収により前記各画素毎の光は調光さ
れここを透過してスクリーン308に至る。このとき画
像表示装置307からスクリーン308までの距離に対
し、照明光学系307から画像表示装置307までの距
離は大きく取って配置されており、画像表示装置307
に入射する光の広がりを抑えることでボケの少ない画像
を提供する。
The illumination optical system 302 and the screen 308
An image display device 307 is disposed in parallel with the screen 308. This image display device 307 is composed of a liquid crystal panel sandwiched between an incident side polarizing plate and an emitting side polarizing plate. The direction of polarization of the incident light is limited in advance by the incident side polarizing plate, and the light transmitted through this and incident on the liquid crystal panel is incident on the effective opening of the liquid crystal panel. Can be changed independently. These lights are transmitted and absorbed by the output-side polarizing plate, and the light of each pixel is adjusted by the absorption. At this time, the distance from the illumination optical system 307 to the image display device 307 is larger than the distance from the image display device 307 to the screen 308, and the image display device 307 is arranged.
Provide an image with less blur by suppressing the spread of light incident on the.

【0052】また、前記照明光学系302から出射され
た光は折り返しミラー305で反射せしめられ、画像表
示装置307の入射側に設けられた反射型偏光子303
に入射する。この反射型偏光板303はある直線偏光光
を反射し、これに直交する直線偏光光を透過する光選択
性を有するものであるのでここに入射した光のうち、反
射された光はλ/4板304に入射することで円偏光光
に変換されたのち折り返しミラー306に入射し、反射
される。円偏光で反射されるので円偏光方向が逆転し、
再度λ/4板304を透過したのち先にλ/4板304
に入射した光の偏光方向と直交する直線偏光光となる。
従ってこの光は反射型偏光板303を透過して画像表示
装置307に至る。このとき画像表示装置307に入射
した偏光方向は前記液晶パネルの入射側偏光板の透過す
る偏光方向と一致するよう構成している。
The light emitted from the illumination optical system 302 is reflected by a reflection mirror 305, and is reflected by a reflection type polarizer 303 provided on the incident side of the image display device 307.
Incident on. The reflection type polarizing plate 303 has a light selectivity that reflects a certain linearly polarized light and transmits a linearly polarized light orthogonal to the linearly polarized light. Therefore, of the light incident here, the reflected light is λ / 4. After being incident on the plate 304, it is converted into circularly polarized light, and then enters the turning mirror 306 and is reflected. As it is reflected by circularly polarized light, the direction of circularly polarized light is reversed,
After passing through the λ / 4 plate 304 again, the λ / 4 plate 304
Is a linearly polarized light orthogonal to the polarization direction of the light incident on the.
Therefore, this light passes through the reflective polarizing plate 303 and reaches the image display device 307. At this time, the polarization direction incident on the image display device 307 is configured to match the polarization direction transmitted by the incident-side polarization plate of the liquid crystal panel.

【0053】このように本実施の形態によれば実施の形
態2の効果はそのままに、装置全体を小型に形成するこ
とが出来る。ただし、上記構成では光源からの光のうち
利用できる偏光方向が限定されることから、実施の形態
2の明るさ半減となる。これが実用上問題であれば偏光
方向を分離し、片方の偏光光を位相差板で偏光変換して
光源からの光の偏光方向をあらかじめ揃える光学系を反
射型偏光板303に入射するまでの間で設ける等すれば
改善できる。
As described above, according to the present embodiment, it is possible to reduce the size of the entire device while maintaining the effects of the second embodiment. However, in the above configuration, the available polarization direction of the light from the light source is limited, so that the brightness of the second embodiment is reduced by half. If this is a practical problem, the polarization direction is separated, and one of the polarized lights is subjected to polarization conversion by a phase difference plate, and an optical system for preliminarily aligning the polarization direction of the light from the light source before entering the reflective polarizing plate 303. It can be improved if it is provided in the above.

【0054】また、光源からの光があらかじめ偏光方向
の揃った光であれば(実施の形態2)と同等の明るさが
得られることは言うまでもない。
If the light from the light source is light having a uniform polarization direction in advance, it is needless to say that brightness equivalent to that of the second embodiment can be obtained.

【0055】(実施の形態4)図7は実施の形態3の概
略構成図である。
(Embodiment 4) FIG. 7 is a schematic configuration diagram of Embodiment 3.

【0056】光源部401、照明光学系402、折り返
しミラー403、直線偏光選択面である直線偏光対応の
反射型偏光子404、λ/4板405、円偏光選択面で
あるコレステリックフィルム面406、画像表示装置4
07、歪曲収差補正板408、スクリーン409とから
なる。
The light source unit 401, the illumination optical system 402, the folding mirror 403, the reflection type polarizer 404 corresponding to the linearly polarized light as the linearly polarized light selection surface, the λ / 4 plate 405, the cholesteric film surface 406 as the circularly polarized light selection surface, the image Display device 4
07, a distortion aberration correction plate 408, and a screen 409.

【0057】光源部401は電極間の放電によりアーク
を形成しランダム偏光光を発生する光源410と、光源
410からの光をその回転対称軸上の一方向に反射する
反射手段が楕円形状のリフレクター411と、前記リフ
レクター前面の配置されたロッドインテグレーター41
2からなる。ロッドインテグレーター412の出射面を
疑似発光面として複数のレンズからなる照明光学系40
2で前記疑似発光面像を前面に配置されたスクリーン4
09上に拡大投写するよう構成されている。
The light source unit 401 includes a light source 410 that forms an arc by electric discharge between the electrodes to generate randomly polarized light, and a reflector that reflects light from the light source 410 in one direction on a rotationally symmetric axis thereof. 411, a rod integrator 41 arranged on the front surface of the reflector
Consists of two. Illumination optical system 40 composed of a plurality of lenses using the emission surface of rod integrator 412 as a pseudo emission surface
A screen 4 in which the pseudo luminous surface image is arranged on the front in 2
09 is enlarged and projected.

【0058】この照明光学系402とスクリーン409
間には画像表示装置407がスクリーン409と平行に
配置されている。この画像表示装置407は入射側偏光
板、出射側偏光板に挟まれた液晶パネルからなる。入射
側偏光板で入射光の偏光方向をあらかじめ限定し、ここ
を透過し液晶パネルに入射した光は液晶パネルの有効開
口部に入射するがここで多数の画素毎に透過する光の偏
光方向を独立して変化せしめられる。これらの光は出射
側偏光板で透過、吸収により前記各画素毎の光は調光さ
れここを透過してスクリーン409に至る。
The illumination optical system 402 and the screen 409
An image display device 407 is arranged between the screens 409 in parallel. This image display device 407 is composed of a liquid crystal panel sandwiched between an incident side polarizing plate and an emitting side polarizing plate. The direction of polarization of the incident light is limited in advance by the incident side polarizing plate, and the light transmitted through this and incident on the liquid crystal panel is incident on the effective opening of the liquid crystal panel. Can be changed independently. These lights are transmitted and absorbed by the emission-side polarizing plate, and the light of each pixel is adjusted by the absorption, and passes through the light to reach the screen 409.

【0059】このとき画像表示装置407からスクリー
ン409までの距離に対し、照明光学系402から画像
表示装置407までの距離は大きく取って配置されてお
り、画像表示装置407に入射する光の広がりを抑える
ことでボケの少ない画像を提供する。さらに画像表示装
置407からスクリーン409までの間で画像表示装置
407近傍に配置されている補正板408を透過するこ
とで投影画像に生じる糸巻き状の歪曲収差を補正してい
る。
At this time, the distance from the illumination optical system 402 to the image display device 407 is set to be larger than the distance from the image display device 407 to the screen 409, and the spread of light incident on the image display device 407 is reduced. Providing images with less blur by suppressing them. Furthermore, pincushion-like distortion generated in a projected image is corrected by transmitting the light through a correction plate 408 disposed near the image display device 407 from the image display device 407 to the screen 409.

【0060】また、前記照明光学系402から出射され
た光は折り返しミラー403で反射せしめられ、直線偏
光対応の反射型偏光子404に入射することで、ある偏
光光は反射されて除去され、これに直交する偏光光は直
線偏光対応の反射型偏光子404を透過した後λ/4板
405を透過することで円偏光となる。このときの円偏
光方向は円偏光選択面であるコレステリックフィルム面
406で反射される方向となっているため、ここで反射
され円偏光方向を反転せしめられて再度λ/4板405
に入射する。これにより円偏光光は当初λ/4板405
に入射してきた直線偏光と直交する方向の偏光光となっ
て直線偏光対応の反射型偏光子404に戻る。折り返し
ミラー403から入射してここを透過した光と偏光方向
は直交しているためここで反射され、再々度λ/4板4
05に入射して円偏光となる。このときの円偏光方向は
当初円偏光選択面であるコレステリックフィルム面40
6に入射したときと逆転しているためここを透過して画
像表示装置407に至る。
The light emitted from the illumination optical system 402 is reflected by a folding mirror 403 and enters a reflective polarizer 404 corresponding to linearly polarized light, whereby certain polarized light is reflected and removed. Is transmitted through the reflective polarizer 404 corresponding to linearly polarized light and then transmitted through the λ / 4 plate 405 to become circularly polarized light. Since the circular polarization direction at this time is the direction reflected by the cholesteric film surface 406 which is the circular polarization selection surface, the light is reflected here, the circular polarization direction is reversed, and the λ / 4 plate 405 is returned again.
Incident on. As a result, the circularly polarized light is initially λ / 4 plate 405
The reflected light becomes a polarized light in a direction orthogonal to the linearly polarized light incident on the reflective polarizer 404 corresponding to the linearly polarized light. The light incident on the mirror 403 and transmitted therethrough is orthogonal to the polarization direction, so that the light is reflected here, and is again reflected by the λ / 4 plate 4.
05 and becomes circularly polarized light. At this time, the direction of the circularly polarized light is initially the cholesteric film surface 40 which is the circularly polarized light selection surface.
6 is reversed from that when it is incident on the image display device 6 and reaches the image display device 407.

【0061】このコレステリックフィルム面406と画
像表示装置407間にはλ/4板410が配置されてお
り円偏光を直線偏光に変換して画像表示装置407に入
射するよう構成されている。このときの偏光方向と画像
表示装置407の入射側偏光板を透過する偏光方向は一
致するよう設定されている。
A λ / 4 plate 410 is arranged between the cholesteric film surface 406 and the image display device 407, and is configured to convert circularly polarized light into linearly polarized light and enter the image display device 407. The direction of polarization at this time is set to be the same as the direction of polarization transmitted through the incident-side polarizing plate of the image display device 407.

【0062】このように本実施の形態によれば(実施の
形態3)と同様に(実施の形態2)の効果はそのまま
に、装置全体を更に小型に形成することが出来る。ただ
し、上記構成でも光源からの光のうち利用できる偏光方
向が限定されることから、実施の形態2の明るさ半減と
なる。これが実用上問題であれば偏光方向を分離し、片
方の偏光光を位相差板で偏光変換して光源からの光の偏
光方向をあらかじめ揃える光学系を反射型偏光板404
に入射するまでの間で設ける等すれば改善できる。ま
た、光源からの光があらかじめ偏光方向の揃った光であ
れば実施の形態2と同等の明るさが得られることは言う
までもない。
As described above, according to the present embodiment, the whole device can be formed more compact while the effect of (Embodiment 2) is maintained as in (Embodiment 3). However, even in the above configuration, the available polarization direction of the light from the light source is limited, so that the brightness of the second embodiment is reduced by half. If this is a practical problem, the reflection type polarizing plate 404 is used to separate the polarization directions and convert one of the polarized lights into polarized light with a retardation plate to pre-align the polarization directions of the light from the light source.
It can be improved if it is provided until it is incident on the surface. If the light from the light source has a uniform polarization direction in advance, it is needless to say that brightness equivalent to that of the second embodiment can be obtained.

【0063】以上述べた各実施の形態の構成図において
画像表示装置を液晶パネル1枚からなる単板式の絵にな
っているが、本発明はこれに何ら束縛されるものでな
く、現在市場で主流の3板式の構成のものでも応用可能
なことは言うまでもない。
In the configuration diagrams of the embodiments described above, the image display device is a single-panel type picture composed of one liquid crystal panel. However, the present invention is not limited to this and is not limited to the current market. It goes without saying that the mainstream three-plate type configuration can also be applied.

【0064】[0064]

【発明の効果】以上のように本発明の投写型画像表示装
置では本件第1の発明によれば投写レンズの投写距離を
保ちながら、装置の薄型化と同時にスクリーン下のあご
下部分を大きく削減あるいはなくしてしまうことを可能
とし、従来の背面投写型画像表示装置に対し大幅に設置
自由度を改善できる。
As described above, according to the projection type image display apparatus of the present invention, according to the first aspect of the present invention, while keeping the projection distance of the projection lens, the thickness of the apparatus is reduced and the portion under the chin under the screen is greatly reduced. Alternatively, it can be eliminated, and the degree of freedom in installation can be greatly improved as compared with the conventional rear projection type image display device.

【0065】また本件第2の発明によれば複雑な光学系
が不要で光学部品費、組立コストに有利な上に、大判の
液晶パネルを用いて低コストと高解像度化を両立するこ
とが出来ることから、高解像度でありながら低価格な商
品を提供できる。
Further, according to the second aspect of the present invention, a complicated optical system is not required, which is advantageous in terms of optical component cost and assembly cost. In addition, it is possible to achieve both low cost and high resolution by using a large-sized liquid crystal panel. Therefore, it is possible to provide a low-priced product with high resolution.

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

【図1】本発明の投写型画像表示装置の実施の形態1の
構成例を示す図
FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a projection image display apparatus according to a first embodiment of the present invention;

【図2】同表示装置の応用構成例を示す図FIG. 2 is a diagram showing an application configuration example of the display device.

【図3】本発明の投写型画像表示装置の実施の形態2の
構成例を示す図
FIG. 3 is a diagram showing a configuration example of a projection type image display device according to a second embodiment of the present invention;

【図4】同表示装置の応用構成例を示す図FIG. 4 is a diagram showing an example of an application configuration of the display device.

【図5】同表示装置の他の応用構成例を示す図FIG. 5 is a diagram showing another application configuration example of the display device.

【図6】本発明の投写型画像表示装置の実施の形態3の
構成例を示す図
FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration example of a projection-type image display device according to a third embodiment of the present invention;

【図7】本発明の投写型画像表示装置の実施の形態4の
構成例を示す図
FIG. 7 is a diagram showing a configuration example of a projection-type image display device according to a fourth embodiment of the present invention;

【図8】従来の投写型画像表示装置の概略基本構成図FIG. 8 is a schematic basic configuration diagram of a conventional projection type image display device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101、201、301、401 光源部 102、203、307、407 画像表示装置 103 投写レンズ 104、208、305、306、403 折り返しミ
ラー 105、406 円偏光選択面 106、303、404 直線偏光選択面 107、304、405 λ/4板 108 透過型スクリーン 109、205、309、410 光源 110、206、310、411 リフレクター 207、311、412 ロッドインテグレーター 209、408 補正板 210、211 フレネルレンズ 302 照明光学系 204、308、409 スクリーン
101, 201, 301, 401 Light source unit 102, 203, 307, 407 Image display device 103 Projection lens 104, 208, 305, 306, 403 Folding mirror 105, 406 Circular polarization selection surface 106, 303, 404 Linear polarization selection surface 107 , 304, 405 λ / 4 plate 108 Transmission screen 109, 205, 309, 410 Light source 110, 206, 310, 411 Reflector 207, 311, 412 Rod integrator 209, 408 Correction plate 210, 211 Fresnel lens 302 Illumination optical system 204 , 308, 409 screen

Claims (17)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 入力信号に応じて画像表示を行う画像表
示装置と、前記画像表示装置上の画像を拡大投写する投
写レンズと、前記投写レンズを介して投写された画像を
映すように設けられた透過型スクリーンと、前記投写レ
ンズと前記透過型スクリーンの間の光路上に第1の反射
手段と第2の反射手段とを備えてなり、前記2つの反射
手段のうち、第1の反射手段は前記透過型スクリーンの
入射面側近傍に前記透過型スクリーンへの入射光を遮る
位置に配置され、或る円偏光方向の光を透過し、前記円
偏光方向と逆転する円偏光方向の光を反射する特性を備
え、第2の反射手段は前記第1の反射手段と前記投写レ
ンズ間の光軸を遮る位置に配置されており或る直線偏光
方向の光を透過し前記直線偏光方向と直交する直線偏光
方向の光を反射する特性を有し、前記第1の反射手段と
第2の反射手段の間には直線偏光を円偏光に変換し、か
つ円偏光を直線偏光に変換する第1の光学手段が備えら
れていることを特徴とする投写型画像表示装置。
1. An image display device for displaying an image in accordance with an input signal, a projection lens for enlarging and projecting an image on the image display device, and an image display device for projecting an image projected via the projection lens. And a first reflection means and a second reflection means on an optical path between the projection lens and the transmission screen, wherein the first reflection means is one of the two reflection means. Is disposed at a position near the incident surface side of the transmission screen to block light incident on the transmission screen, transmits light in a certain circular polarization direction, and transmits light in a circular polarization direction opposite to the circular polarization direction. The second reflecting means is provided at a position blocking an optical axis between the first reflecting means and the projection lens, transmits light in a certain linear polarization direction, and is orthogonal to the linear polarization direction. Reflect light in the direction of linear polarization A first optical unit having a characteristic and converting linearly polarized light into circularly polarized light and converting circularly polarized light into linearly polarized light is provided between the first reflecting unit and the second reflecting unit; A projection type image display device characterized by the above-mentioned.
【請求項2】 画像表示装置と第2の反射手段との間に
前記第2の反射手段で反射される方向の偏光成分の光を
除去する偏光成分除去手段を備えていることを特徴とす
る請求項1記載の投写型画像表示装置。
2. A device according to claim 1, further comprising a polarization component removing unit between the image display device and the second reflection unit for removing light of a polarization component in a direction reflected by the second reflection unit. The projection type image display device according to claim 1.
【請求項3】 透過型スクリーンは第1の反射手段で反
射される方向の円偏光成分を吸収する第2の光学手段が
備えられていることを特徴とする請求項1記載の投写型
画像表示装置。
3. The projection type image display according to claim 1, wherein the transmission type screen is provided with second optical means for absorbing a circularly polarized light component in a direction reflected by the first reflection means. apparatus.
【請求項4】 第1の反射手段はコレステリック液晶層
を備えていることを特徴とする請求項1記載の投写型画
像表示装置。
4. The projection type image display device according to claim 1, wherein the first reflection means includes a cholesteric liquid crystal layer.
【請求項5】 第2の反射手段は直線偏光対応反射型偏
光板を備えていることを特徴とする請求項1記載の投写
型画像表示装置。
5. The projection type image display device according to claim 1, wherein the second reflection means includes a reflection type polarizing plate for linearly polarized light.
【請求項6】 画像表示装置は外部からの制御信号によ
り入射光を変調することで画像表示を行う液晶ライトバ
ルブを備えていることを特徴とする請求項1記載の投写
型画像表示装置。
6. The projection type image display device according to claim 1, wherein the image display device includes a liquid crystal light valve for displaying an image by modulating incident light by an external control signal.
【請求項7】 入力信号に応じて画像表示を行う画像表
示装置と、発光部を備えた光源と、光源像を拡大投写す
る照明光学手段と、前記照明光学手段から出力される光
源像を表示するスクリーンと備え、前記画像表示装置は
前記照明光学手段と前記スクリーンの間に前記スクリー
ンに対して平行に配置され、前記スクリーンから前記画
像表示装置までの距離をL1、前記画像表示装置から前
記照明光学手段の出射瞳までの距離をL2とするとL1
<L2の関係にあることを特徴とする投写型画像表示装
置。
7. An image display device for displaying an image in response to an input signal, a light source having a light emitting unit, illumination optical means for enlarging and projecting the light source image, and displaying a light source image output from the illumination optical means. The image display device is disposed between the illumination optical means and the screen in parallel with the screen, a distance from the screen to the image display device is L1, and the image display device is illuminated from the image display device. If the distance to the exit pupil of the optical means is L2, L1
<A projection-type image display device characterized by having a relationship of L2.
【請求項8】 スクリーン上の表示画像の画素ピッチを
P、照明光学手段の前記ピッチ方向での出射瞳の大きさ
をDとしたとき、P/L1>D/L2の関係が成り立つ
ことを特徴とする請求項7記載の投写型画像表示装置。
8. When the pixel pitch of a display image on a screen is P and the size of an exit pupil of the illumination optical means in the pitch direction is D, the relationship of P / L1> D / L2 is satisfied. The projection type image display device according to claim 7, wherein
【請求項9】 前記画像表示装置近傍あるいは前記画像
表示装置とスクリーン間に前記スクリーン上の画像に発
生する歪曲収差を改善する第3の光学手段が備えている
ことを特徴とする請求項7記載の投写型画像表示装置。
9. The apparatus according to claim 7, further comprising third optical means for improving distortion occurring in an image on said screen in the vicinity of said image display device or between said image display device and said screen. Projection image display device.
【請求項10】 スクリーンは透過型スクリーンである
ことを特徴とする請求項7記載の投写型画像表示装置。
10. The projection type image display device according to claim 7, wherein the screen is a transmission type screen.
【請求項11】 画像表示装置の入射側近傍には凸レン
ズ作用の第4の光学手段が、前記画像表示装置の出射側
近傍には凹レンズ作用の第5の光学手段が備えられてい
ることを特徴とする請求項7記載の投写型画像表示装
置。
11. A fourth optical means having a convex lens function near the entrance side of the image display device, and a fifth optical means having a concave lens function near the emission side of the image display device. The projection type image display device according to claim 7, wherein
【請求項12】 画像表示装置と照明光学手段の間には
折り返しミラーを備えていることを特徴とする請求項7
記載の投写型画像表示装置。
12. A folding mirror is provided between the image display device and the illumination optical means.
The projection type image display device according to the above.
【請求項13】 画像表示装置の入射面近傍には或る偏
光方向の入射光を透過し、これに直交する偏光方向の光
を反射する第3の反射手段が前記画像表示装置に入射す
る光を遮る位置に備えられており、前記第3の反射手段
での反射光を反射し前記画像表示装置に入射するよう配
置された第4の反射手段を備え、前記第3の反射手段と
前記第4の反射手段の間には直線偏光を円偏光に変換
し、かつ円偏光を直線偏光に変換する第6の光学手段を
備えることを特徴とする請求項7記載の投写型画像表示
装置。
13. Near the entrance surface of the image display device, a third reflection unit that transmits incident light in a certain polarization direction and reflects light in a polarization direction orthogonal to the incident light is incident on the image display device. And a fourth reflecting means arranged to reflect the light reflected by the third reflecting means and to enter the image display device, wherein the third reflecting means and the third reflecting means are provided. 8. The projection type image display apparatus according to claim 7, further comprising sixth optical means for converting linearly polarized light to circularly polarized light and for converting circularly polarized light to linearly polarized light between the reflecting means.
【請求項14】 第3の反射手段は反射型偏光板を備え
て構成されていることを特徴とする請求項13記載の投
写型画像表示装置。
14. The projection type image display device according to claim 13, wherein said third reflection means is provided with a reflection type polarizing plate.
【請求項15】 第4の反射手段は全反射ミラーである
ことを特徴とする請求項13記載の投写型画像表示装
置。
15. The projection type image display device according to claim 13, wherein the fourth reflection means is a total reflection mirror.
【請求項16】 画像表示装置の入射面近傍には或る円
偏光方向の入射光を透過し、これと逆転する円偏光方向
の光を反射する第5の反射手段が前記画像表示装置に入
射する光を遮る位置に備えられており、前記第5の反射
手段と照明光手段の間の光路を遮る位置に或る直線偏光
方向の入射光を透過し、これに直交する直線偏光方向の
光を反射する第6の反射手段が備えられており、前記第
5の反射手段と前記第6の反射手段間には直線偏光を円
偏光に変換し、かつ円偏光を直線偏光に変換する第7の
光学手段を備えてなることを特徴とする請求項7記載の
投写型画像表示装置。
16. Near the entrance surface of the image display device, fifth reflecting means for transmitting incident light in a certain circular polarization direction and reflecting light in a circular polarization direction which is opposite to the incident light enters the image display device. At a position where the optical path between the fifth reflection means and the illumination light means is blocked, and transmits light having a certain linear polarization direction at a position where the optical path between the fifth reflection means and the illuminating light means is blocked. And a sixth reflecting means for converting linearly polarized light into circularly polarized light and converting circularly polarized light into linearly polarized light between the fifth reflecting means and the sixth reflecting means. 8. The projection type image display device according to claim 7, further comprising: an optical unit.
【請求項17】 第5の反射手段はコレステリック液晶
層を備え、また前記第6の反射手段は反射型偏光板を備
えていることを特徴とする請求項16記載の投写型画像
表示装置。
17. The projection type image display device according to claim 16, wherein the fifth reflecting means includes a cholesteric liquid crystal layer, and the sixth reflecting means includes a reflective polarizing plate.
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