JP2000181376A - Projection type display device - Google Patents

Projection type display device

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Publication number
JP2000181376A
JP2000181376A JP10358027A JP35802798A JP2000181376A JP 2000181376 A JP2000181376 A JP 2000181376A JP 10358027 A JP10358027 A JP 10358027A JP 35802798 A JP35802798 A JP 35802798A JP 2000181376 A JP2000181376 A JP 2000181376A
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JP
Japan
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light
prism
incident
light source
display device
Prior art date
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Pending
Application number
JP10358027A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Setsuo Arai
節郎 荒井
Hisayuki Mihara
久幸 三原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Toshiba AVE Co Ltd
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba AVE Co Ltd
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Toshiba AVE Co Ltd filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JP2000181376A publication Critical patent/JP2000181376A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Projection Apparatus (AREA)
  • Video Image Reproduction Devices For Color Tv Systems (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a projection type display device capable of enhancing the brightness of a projected picture when plural light sources are used in the device. SOLUTION: A light source device 11 is mounted on this projection type display device. This light source device 11 is provided with a prism 30 as a light synthesizing means and combines light beams from light sources 1a, 1b by making the light beam from the light source 1a to be made incident on the side 30a of one side forming the apex angle of the prism to be reflected on the side 30b of other side and by making it to be emitted from the bottom side 30c of the prism and, moreover, by making the light beam from the light source 1b to be made incident on the side 30b to be reflected on the side 30a of other side and by making it to be emitted from the bottom side 30c. In this case, the prism 30 is made so that angles of incidence θof the light beams with respect to perpendicular lines of respective sides 30a, 30b are set equal to or smaller than 20 deg. and, moreover, the angle of incidence θ' of the light beam entering from the side 30a to the side 30b is set equal to or larger than the critical angle of about 41.8 deg. due to the refractive index of the prism. Thus, since the light beams of respective lamps 1a, 1b are totally reflected to be combined without loss, the brightness of the projected picture is enhanced.

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、液晶プロジェクタ
等の投射型表示装置に係り、特に複数の光源による照明
光を合成して投射するようにした投射型表示装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a projection type display device such as a liquid crystal projector, and more particularly to a projection type display device which combines and projects illumination light from a plurality of light sources.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、大画面で小型・軽量のディスプレ
イ装置の要求に伴い、液晶パネルを用いた液晶プロジェ
クタの開発が盛んに行われている。液晶プロジェクタ
は、周知のように、液晶パネルをライトバルブとして用
いており、光源からの光の透過率を映像信号に応じて変
化させることで画像を表示し、この画像光を投写レンズ
等の光学手段によりスクリーン上に拡大表示させるもの
である。
2. Description of the Related Art In recent years, a liquid crystal projector using a liquid crystal panel has been actively developed with a demand for a small-sized and lightweight display device having a large screen. As is well known, a liquid crystal projector uses a liquid crystal panel as a light valve, and displays an image by changing the transmittance of light from a light source according to a video signal. It is to enlarge and display on the screen by means.

【0003】一般に、このような液晶プロジェクタにお
いては、画面が大きくなるほど暗くなる傾向にある。つ
まり、大画面にするほど明るい画面の実現は困難にな
る。また、投射映像を明るい部屋で視聴しようとする
と、投射映像が見ずらくなる場合もある。このため、液
晶プロジェクタの使用範囲を拡大するためには、大画面
でも明るい映像を投射でき、多少明るい部屋でも認識可
能となるように明るさの向上、つまり光の利用効率向上
が望まれている。
[0003] In general, in such a liquid crystal projector, the larger the screen, the darker it tends to be. In other words, the larger the screen, the more difficult it is to realize a bright screen. Also, when trying to view the projected image in a bright room, the projected image may be difficult to see. For this reason, in order to expand the range of use of the liquid crystal projector, it is desired to improve the brightness, that is, improve the light use efficiency so that a bright image can be projected even on a large screen and can be recognized even in a slightly bright room. .

【0004】このような要求に伴い、従来より、画面の
明るさをより向上させるために、あるいは光源としての
ランプが切れた場合を考慮して、光源を複数個設けて構
成する提案も成されている。このような提案による従来
技術を図6に示す。
[0004] In response to such demands, proposals have conventionally been made in which a plurality of light sources are provided in order to further improve the brightness of a screen or in consideration of the case where a lamp as a light source is cut off. ing. FIG. 6 shows a conventional technique based on such a proposal.

【0005】図6は従来の液晶プロジェクタに用いられ
た光源装置の概略を示す構成図である。
FIG. 6 is a schematic diagram showing a light source device used in a conventional liquid crystal projector.

【0006】図6の液晶プロジェクタでは、複数個の光
源からなる光源装置10が採用されている。この光源装
置1Oでは、例えば、2個の光源10A,10Bの照明
光をハーフミラーで合成するように構成されている。こ
れらの光源10A,10Bとしては、光を発するランプ
1a,1bと、これらのランプ1a,1bから発せられ
た光を反射するリフレクタ2a,2bとで構成されたメ
タルハライドランプ等が用いられている。これらの光源
10A,10Bからの照明光は、ハーフミラー11に照
射される。
[0006] The liquid crystal projector of FIG. 6 employs a light source device 10 comprising a plurality of light sources. In this light source device 10, for example, the illumination light of the two light sources 10 A and 10 B is configured to be combined by a half mirror. As these light sources 10A and 10B, metal halide lamps and the like constituted by lamps 1a and 1b for emitting light and reflectors 2a and 2b for reflecting light emitted from these lamps 1a and 1b are used. The illumination light from these light sources 10A and 10B is applied to the half mirror 11.

【0007】ハーフミラー11は、前記ランプ1aの光
を透過させ、他方のランプ1bの光を反射させて、2つ
のランプ1a,1bの光を合成して照射する。ハーフミ
ラー11により合成された合成光は、コンデンサーレン
ズ又はフライアイレンズ12により絞り込まれ、その後
図示はしないが液晶パネル等のライトバルブ素子を照射
し、ライトバルブ素子上に形成される画像を投写レンズ
で拡大投影している。
The half mirror 11 transmits the light of the lamp 1a and reflects the light of the other lamp 1b, and combines and irradiates the lights of the two lamps 1a and 1b. The combined light combined by the half mirror 11 is narrowed down by a condenser lens or a fly-eye lens 12, and then irradiates a light valve element such as a liquid crystal panel (not shown) to project an image formed on the light valve element. The projection is enlarged.

【0008】ところで、投射型表示装置の光利用効率を
考慮すると、上述した従来の複数の光源(例えば2個)
からの照明光をハーフミラで合成するようした装置で
は、1ヶ当りの光源の光量をIとすれば、合成された光
量も最大Iとなる。ところが、2個のランプの内、例え
ばなんらかの影響で片方のランプが切れた場合を想定す
ると、そのときの光量は最大I/2となってしまう。つ
まり、光源を2ヶ使用したとしても、ハーフミラでこれ
らの光源からの照明光を合成しているため、光のロスも
多く、結果として、投射画面は明るくならず、ランプの
片方が切れた場合にもランプ一個による明るさの半分ま
でしかならないことになる。すなわち、光の利用効率を
向上させることは出来ないという問題点があった。
By the way, in consideration of the light use efficiency of the projection type display device, the above-described conventional light sources (for example, two light sources) are used.
In a device in which the illumination light from the light source is combined by a half mirror, if the light amount of one light source is I, the combined light amount is also a maximum I. However, assuming that one of the two lamps is cut off due to some influence, for example, the light amount at that time becomes a maximum of I / 2. In other words, even if two light sources are used, the illumination light from these light sources is combined by a half-mirror, so there is a large loss of light, and as a result, the projected screen is not bright and one of the lamps is cut off. However, only half the brightness of a single lamp can be achieved. That is, there is a problem that the light use efficiency cannot be improved.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】上記の如く、従来の複
数の光源(2ヶ)からの照明光をハーフミラで合成する
ようした投射型表示装置では、1ヶ当りの光源の光量を
Iとすれば、合成された光量も最大Iとなり、光源の2
つのランプの片方が切れた場合の光量は最大I/2とな
る。従って、光源を2個使用したとしても投射画面は明
るくならず、ランプの片方が切れた場合にもランプ1個
による明るさの半分までしかならないことになり、光の
利用効率を向上させることができないという問題点があ
った。
As described above, in a conventional projection type display device in which illumination light from a plurality of light sources (two light sources) is combined by a half mirror, the light amount of one light source per light is assumed to be I. In this case, the combined light amount becomes the maximum I, and 2
The light quantity when one of the lamps is cut off is a maximum of I / 2. Therefore, even if two light sources are used, the projection screen does not become bright, and even if one of the lamps is cut off, the brightness becomes only half of the brightness of one lamp, thereby improving the light use efficiency. There was a problem that it was not possible.

【0010】そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなさ
れたもので、複数の光源を用いた場合に投射画面の明る
さを向上させることのできる投射型表示装置の提供を目
的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide a projection display device capable of improving the brightness of a projection screen when a plurality of light sources are used.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明の投射型表示装置
は、複数の光源からの光を合成して出力する光合成手段
と、この光合成手段から出力された光をライトバルブ素
子に照射し、前記ライトバルブ素子にて形成された画像
を投射する手段とを備えた投射型表示装置において、前
記光合成手段は、頂角を成す第1の辺と第2の辺、及び
前記頂角と対向する底辺とを有する三角形状のプリズム
を含み、第1の光源からの光を、前記プリズムの外部か
ら前記第1の辺に入射させ、プリズム内の第2の辺で反
射して前記底辺から出射させるとともに、第2の光源か
らの光を、前記プリズムの外部から前記第2の辺に入射
させ、プリズム内の第1の辺で反射して前記底辺から出
射させ、前記第1,2の光源から入射した光を合成して
出力するようにしたことを特徴とするものである。
According to the present invention, there is provided a projection display device, comprising: a light combining means for combining and outputting light from a plurality of light sources; and irradiating the light output from the light combining means to a light valve element. A projection type display device comprising: means for projecting an image formed by the light valve element, wherein the light combining means faces the first side and the second side forming an apex angle, and the apex angle. The prism includes a triangular prism having a base, and light from a first light source is incident on the first side from outside the prism, reflected by a second side in the prism, and emitted from the base. At the same time, the light from the second light source is made incident on the second side from outside the prism, reflected by the first side in the prism and emitted from the bottom side, and from the first and second light sources. Combines the incident light and outputs it It is characterized in.

【0012】本発明によれば、第1の光源からの光をプ
リズムの頂角をなす第1の辺に入射させ、第2の辺で反
射させて該プリズムの底辺から出射させるとともに、第
2の光源からの光を前記第2の辺に入射させ、前記第1
の辺で反射させて該プリズムの底辺から出射させるよう
にして前記第1及び第2の光源からの光を合成する三角
形状のプリズムを設けたことにより、複数の光源からの
光を効率良く合成することができ、投射画面の明るさを
向上させることができる。
According to the present invention, the light from the first light source is made incident on the first side forming the apex angle of the prism, reflected on the second side and emitted from the bottom side of the prism. Light from the light source is incident on the second side;
The light from the plurality of light sources is efficiently combined by providing a triangular prism that combines the light from the first and second light sources so that the light is reflected by the side and emitted from the bottom side of the prism. And the brightness of the projection screen can be improved.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】発明の実施の形態について図面を
参照して説明する。図1は本発明に係る投射型表示装置
の一実施の形態を示し、該装置に採用された、複数の光
源からの光を合成する光源装置11を示す構成図であ
る。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of a projection type display device according to the present invention, and showing a light source device 11 employed in the device for synthesizing light from a plurality of light sources.

【0014】本実施の形態では、複数の光源からの光を
ロスすることなく利用するために、プリズム等の光合成
手段を採用し、光利用効率の向上を図っている。
In the present embodiment, in order to use light from a plurality of light sources without loss, a light combining means such as a prism is employed to improve light use efficiency.

【0015】図1に示す光源装置11では、例えば、2
個の光源11A,11Bの照明光を光合成手段としての
三角形状のプレズム30で合成するようにしている。こ
れらの光源11A,11Bとしては、光を発するランプ
1a,1bと、これらのランプ1a,1bから発せられ
た光をそれぞれ反射するリフレクタ2a,2bとで構成
されたメタルハライドランプ等が用いられている。これ
らの光源11A,11Bからの照明光は、プリズム30
に照射される。
In the light source device 11 shown in FIG.
The illumination light from the light sources 11A and 11B is combined by a triangular prism 30 as a light combining means. As these light sources 11A and 11B, metal halide lamps and the like constituted by lamps 1a and 1b emitting light and reflectors 2a and 2b respectively reflecting light emitted from these lamps 1a and 1b are used. . The illumination light from these light sources 11A and 11B
Is irradiated.

【0016】プリズム30は、これらの光源11A,1
1B(ランプ1a,1b)からの光を合成して出射する
もので、プリズム30により合成された合成光は、光学
系レンズとしてのコンデンサーレンズ又はフライアイレ
ンズ12により絞り込まれ、その後図示はしないが液晶
パネル等のライトバルブ素子を照射し、ライトバルブ素
子上に形成される画像を投写レンズで拡大投影すること
になる。
The prism 30 is connected to these light sources 11A, 1A.
1B (the lamps 1a and 1b) are combined and emitted. The combined light combined by the prism 30 is narrowed down by a condenser lens or a fly-eye lens 12 as an optical system lens, and then not shown. A light valve element such as a liquid crystal panel is irradiated, and an image formed on the light valve element is enlarged and projected by a projection lens.

【0017】前記プリズム30は、図1に示すように三
角形状に形成されたもので、各ランプ1a,1bからの
光を入射する2辺30a,30bと、該プリズム30に
よる光合成作用によって合成された光を前記コンデンサ
ーレンズ又はフライアイレンズ12へと照射する底辺3
0cとを備えて構成されている。
The prism 30 is formed in a triangular shape as shown in FIG. 1, and is combined with the two sides 30a and 30b through which light from each of the lamps 1a and 1b is incident by the light combining action of the prism 30. 3 that irradiates the condenser lens or fly-eye lens 12 with the
0c.

【0018】上記プリズム30では、図に示すようにラ
ンプ1aからの光をプリズム30の頂角をなす一方の辺
30aに入射させ、プリズム内の他方の辺30bで反射
させて底辺30cから出射させる一方、光源1bからの
光を辺30bに入射させてプリズム内の辺30aで反射
させ、底辺30cから出射させるようにしている。この
場合、底辺30cからの出射光は、底辺30cの垂線と
平行になるようにすることが重要である。
In the prism 30, as shown in the figure, light from the lamp 1a is made incident on one side 30a forming the apex angle of the prism 30, reflected by the other side 30b in the prism, and emitted from the bottom 30c. On the other hand, the light from the light source 1b is made incident on the side 30b, reflected by the side 30a in the prism, and emitted from the bottom 30c. In this case, it is important that the light emitted from the base 30c be parallel to the perpendicular of the base 30c.

【0019】各ランプ1a,1bからの合成光をプリズ
ム30の底辺30cの垂線と平行に出射するためには、
プリズム30に対するランプ1a,1bの位置決め、つ
まり、プリズム30の各辺30a,30bに対する各ラ
ンプ1a,1bからの光の入射角θや入射角θ’が重要
である。
In order to emit the combined light from each of the lamps 1a and 1b in parallel with the perpendicular to the bottom 30c of the prism 30,
The positioning of the lamps 1a and 1b with respect to the prism 30, that is, the incident angles θ and θ ′ of the light from the lamps 1a and 1b with respect to the sides 30a and 30b of the prism 30 are important.

【0020】そこで、各ランプ1a,1bからの光を効
率よく合成するための各ランプ1a,1bの設定条件を
図2を用いて説明する。
The setting conditions of the lamps 1a and 1b for efficiently combining the light from the lamps 1a and 1b will be described with reference to FIG.

【0021】図2は図1におけるプリズム30の頂角を
なす辺30a,30bに入射する光源1a,1bからの
光の入射角θに対する透過率特性を表したものであり、
プリズム30外の媒質の屈折率n1=1、プリズム30
の屈折率n2=1.5とした場合のものである。尚、図
2に示す縦軸は透過率Tを示し、横軸は辺30a,30
bに入射する光源1a,1bからの光の入射角θを示し
ている。尚、入射角θは、辺30a,30bの垂線(図
1の波線で示す線)に対する入射角度である。
FIG. 2 shows the transmittance characteristics of the light from the light sources 1a and 1b incident on the sides 30a and 30b forming the apex angle of the prism 30 in FIG. 1 with respect to the incident angle θ.
Refractive index n1 of medium outside prism 30, prism 30
Is a case where the refractive index n2 is 1.5. The vertical axis shown in FIG. 2 represents the transmittance T, and the horizontal axis represents the sides 30a and 30.
3B shows an incident angle θ of light from the light sources 1a and 1b incident on the light incident point b. Note that the incident angle θ is an incident angle with respect to a perpendicular (a broken line in FIG. 1) of the sides 30a and 30b.

【0022】図2中に示すように、透過率の高くでるP
偏光Tp(点鎖線で記載)については、入射角θが60
°付近を越えると、透過率Tは次第に下ることになる
が、20°以内であれば常に透過率Tは95%以上とな
る。また、透過率の低く出るS偏光Ts(波線で記載)
については、入射角θが20°を越えると、透過率Tは
徐々に下ることになるが、20°以内であれば上記P偏
光と同様に常に透過率Tは95%以上となる。
As shown in FIG. 2, P having a high transmittance
For the polarization Tp (denoted by the dashed line), the incident angle θ is 60
When the angle exceeds about 0 °, the transmittance T gradually decreases. However, when the angle is within 20 °, the transmittance T always becomes 95% or more. In addition, S-polarized light Ts with low transmittance (denoted by wavy lines)
When the incident angle θ exceeds 20 °, the transmittance T gradually decreases. However, when the incident angle θ is within 20 °, the transmittance T always becomes 95% or more as in the case of the P-polarized light.

【0023】つまり、入射角θが20°以内であれば上
記S偏光は、P偏光と同様に常に95%以上の高透過率
を維持することができるため、P偏光とS偏光とを重ね
た全体(T(P+S):実線で記載)では、入射角θを
20°以内に設定さえすれば、透過率の低く出るS偏光
に対しても95%以上の高透過率特性が得られることに
なる。
That is, if the incident angle θ is within 20 °, the S-polarized light can always maintain a high transmittance of 95% or more like the P-polarized light. As a whole (T (P + S): described by a solid line), if the incident angle θ is set within 20 °, a high transmittance characteristic of 95% or more can be obtained even for S-polarized light whose transmittance is low. Become.

【0024】また、本実施の形態において、ランプ1a
からの光はプリズム30の辺30aに入射した後、対向
する辺30bに入射して底辺30cに向けて反射する
が、辺30aから辺30bに向かって入射する光の入射
角をθ’とすると、この入射角θ’は上記屈折率による
臨界角以上、例えば約41.8゜以上に設定されてい
る。これにより辺30aから辺30bに入射した光は全
反射することができ、ロスすることなく底辺30cから
平行光を出射するようになる。(尚、入射角θ’は、辺
30bの垂線に対する入射角度である。)同様に、ラン
プ1bからの光はプリズム30の辺30bに入射した
後、対向する辺30aに入射して底辺30cに向けて反
射するが、辺30bから辺30aに向かって入射する光
の入射角θ’も上記屈折率による臨界角約41.8゜以
上に設定されている。
In this embodiment, the lamp 1a
Is incident on the side 30a of the prism 30, then is incident on the opposite side 30b and is reflected toward the bottom side 30c. If the incident angle of the light incident from the side 30a toward the side 30b is θ ′, The incident angle θ ′ is set to be equal to or greater than the critical angle determined by the refractive index, for example, equal to or greater than about 41.8 °. Thus, light incident from the side 30a to the side 30b can be totally reflected, and parallel light is emitted from the bottom side 30c without loss. (The incident angle θ ′ is the angle of incidence with respect to the perpendicular to the side 30b.) Similarly, the light from the lamp 1b is incident on the side 30b of the prism 30, then is incident on the opposite side 30a, and is incident on the base 30c. The incident angle θ ′ of the light that is reflected toward the side 30b from the side 30b is also set to a critical angle of about 41.8 ° or more due to the refractive index.

【0025】したがって、上述したようにプリズム30
の頂角および光源1a,1bの入射角をそれぞれ設定す
ることで、複数の光源1a,1bからの光を効率良く合
成することが可能なり、光の利用効率向上が図られ、投
射画面の明るさをより向上させることができる。
Therefore, as described above, the prism 30
, And the incident angles of the light sources 1a and 1b, respectively, make it possible to efficiently combine the light from the plurality of light sources 1a and 1b, improve the light use efficiency, and increase the brightness of the projection screen. Can be further improved.

【0026】次に、上記の光源装置11を採用した投射
型表示装置の全体構成を図3を参照しながら詳細に説明
する。
Next, the overall configuration of a projection type display device employing the above light source device 11 will be described in detail with reference to FIG.

【0027】図3は図1に示す光源装置11を3板式液
晶プロジェクタに搭載した場合の構成図である。
FIG. 3 is a configuration diagram when the light source device 11 shown in FIG. 1 is mounted on a three-panel liquid crystal projector.

【0028】図3における3板式液晶プロジェクタに
は、図1に示す光源装置11が設けられている。この光
源装置11は上述した如く、各ランプ1a,1bからの
光をロスすることなく効率良く合成するもので、この合
成光を光学系レンズとしてのコンデンサーレンズ又はフ
ライアイレンズ12により絞り込んで液晶素子に照射す
るようにしている。
The three-panel liquid crystal projector in FIG. 3 is provided with a light source device 11 shown in FIG. As described above, the light source device 11 efficiently combines the light from each of the lamps 1a and 1b without loss. The combined light is narrowed down by a condenser lens or a fly-eye lens 12 as an optical system lens, and a liquid crystal element is formed. To be irradiated.

【0029】光源装置11からの光は、図示しないUV
−IRフィルタ等によって赤外光、紫外光が除去され、
可視光成分のみとなり、この可視光は、ダイクロイック
ミラ13aに照射される。このダイクロイックミラ13
aは、照射光の内B光のみ反射し、R光、G光について
は透過する。
The light from the light source device 11 is a UV light (not shown).
-IR light and ultraviolet light are removed by an IR filter, etc.
Only the visible light component is emitted, and this visible light is applied to the dichroic mirror 13a. This dichroic mirror 13
“a” reflects only the B light of the irradiation light, and transmits the R light and the G light.

【0030】B光は、全反射ミラ14aで反射した後、
集光レンズ15aを透過し、B用LCDパネル(液晶表
示パネル)16aに入射する。この場合、集光レンズ1
5aは、B用LCDパネル16aの透過光が投射レンズ
17の入射瞳に効率良く入射するように光を絞りこむ光
学特性を有している。なお、図中に示す他の色のR光,
G光に対応して設けられた集光レンズ15b,15cに
ついても、同様の光学特性を有している。
After the B light is reflected by the total reflection mirror 14a,
The light passes through the condenser lens 15a and is incident on the B LCD panel (liquid crystal display panel) 16a. In this case, the condenser lens 1
5a has an optical characteristic of narrowing down the light so that the transmitted light of the B LCD panel 16a efficiently enters the entrance pupil of the projection lens 17. The R light of other colors shown in the figure,
The condenser lenses 15b and 15c provided corresponding to the G light also have similar optical characteristics.

【0031】B用LCDパネル16aを透過したB画像
光は、ダイクロイックミラ13c,13eを透過し、
R,G画像光とともに投射レンズ17に照射される。
The B image light transmitted through the B LCD panel 16a transmits through the dichroic mirrors 13c and 13e.
The projection lens 17 is irradiated together with the R and G image light.

【0032】一方、R光,G光については、ダイクロイ
ックミラ13bによってG光のみが反射し、反射したG
光は集光レンズ15bを透過し、G用LCDパネル16
bに入射する。G用LCDパネル16bを透過したG画
像光は、ダイクロイックミラ13cによって反射され、
前記B画像光とともにダイクロイックミラ13eを透過
して後に、投射レンズ17に照射される。
On the other hand, as for the R light and the G light, only the G light is reflected by the dichroic mirror 13b, and the reflected G light is reflected.
The light passes through the condenser lens 15b, and the G LCD panel 16
b. The G image light transmitted through the G LCD panel 16b is reflected by the dichroic mirror 13c,
After passing through the dichroic mirror 13e together with the B image light, the light is applied to the projection lens 17.

【0033】前記ダイクロイックミラ13bを透過した
R光は、集光レンズ15cを透過後、R用LCDパネル
16cに入射する。R用LCDパネル16cを透過した
R画像光は、全反射ミラ14bで反射された後、前記ダ
イクロイックミラ13eでさらに反射されることで、前
記B,G画像光とともに投射レンズ17に照射される。
The R light transmitted through the dichroic mirror 13b passes through the condenser lens 15c and then enters the R LCD panel 16c. The R image light transmitted through the R LCD panel 16c is reflected by the total reflection mirror 14b, and further reflected by the dichroic mirror 13e, so that the projection lens 17 is irradiated together with the B and G image lights.

【0034】したがって、上記の光学部材によりそれぞ
れのR,G,Bの画像光は、前記ダイクロイックミラ1
3eによって合成された後、投射レンズ17によってス
クリーン18や壁等などに拡大投射されることで、入力
映像ソースに基づく投射画像が表示される。この投射画
像の明るさは、図1に示す複数のランプからの光を効率
良く合成した平行光を取り込んでいるので、極めて明る
いものとなる。
Accordingly, each of the R, G, and B image lights is transmitted to the dichroic mirror 1 by the optical member.
After being synthesized by 3e, the image is enlarged and projected on a screen 18, a wall, or the like by the projection lens 17, whereby a projected image based on the input video source is displayed. The brightness of the projected image is extremely bright because parallel light obtained by efficiently combining light from the plurality of lamps shown in FIG. 1 is taken in.

【0035】尚、本例では、3板式液晶プロジェクタに
光源装置11を採用して構成した場合について説明した
が、本発明はこれに限定されるものではなく、光の利用
効率向上を目的とするあらゆる投射型表示装置に適用す
ることが可能である。
In this embodiment, the case where the light source device 11 is adopted in the three-panel type liquid crystal projector has been described. However, the present invention is not limited to this, and aims at improving light use efficiency. It can be applied to any projection type display device.

【0036】ところで、本発明は、複数の光源からの光
をプリズム30を用いて効率よく合成する例を述べた
が、この技術を応用したプリズムシートを使用すること
により、投射型表示装置全体の軽量化を図ることも可能
である。このような実施の形態を図4及び図5に示す。
Although the present invention has been described with respect to an example in which light from a plurality of light sources is efficiently combined using the prism 30, the use of a prism sheet to which this technique is applied allows the entire projection type display device to be combined. It is also possible to reduce the weight. Such an embodiment is shown in FIGS.

【0037】図4及び図5は本発明に係る投射型表示装
置の他の実施の形態を示し、図4は改良が施された光源
装置を示す構成図であり、図5は図4のプリズムシート
の拡大断面図である。尚、図4及び図5は、図1に示す
装置と同様の構成要素については同一の符号を付して説
明を省略し、異なる部分のみを説明する。
4 and 5 show another embodiment of the projection type display device according to the present invention. FIG. 4 is a structural view showing an improved light source device, and FIG. 5 is a prism of FIG. It is an expanded sectional view of a sheet. 4 and 5, the same components as those of the apparatus shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. Only different portions will be described.

【0038】本実施の形態では、複数の光源からの光を
合成する光合成手段として、プリズムシート31を設け
て構成した光源装置20を採用した点が前記実施の形態
と異なる点である。
The present embodiment is different from the above-described embodiment in that a light source device 20 having a prism sheet 31 is used as a light combining means for combining light from a plurality of light sources.

【0039】本実施の形態における光源装置20には、
図4に示すように光学系レンズとしてのコンデンサレン
ズ又はフライアイレンズ12の入射側の所定位置に、各
ランプ1a,1bからの光を合成するプリズムシート3
1が設けられている。
The light source device 20 according to the present embodiment includes:
As shown in FIG. 4, a prism sheet 3 for synthesizing light from each of the lamps 1a and 1b is provided at a predetermined position on the incident side of a condenser lens or fly-eye lens 12 as an optical system lens.
1 is provided.

【0040】このプリズムシート31は、前記実施の形
態におけるプリズム30(図1参照)と同様の光合成作
用を備え、図5に示すように多数の微少プリズムを横に
並設したような形状を成し、光源1aからの光が入る入
射面31aと光源1bからの光が入る入射面31bが連
続的に形成され、これらのプリズム形状によって各ラン
プ1a,1bからの光を合成した合成光(平行光)を出
射する出射面31cとを備えている。また、このプリズ
ムシート31のプリズム形状は、光の入射角θ及び入射
角θ’等が上記実施の形態と同様の設定条件を満足する
ように形成されている。
The prism sheet 31 has the same light combining function as the prism 30 (see FIG. 1) in the above-described embodiment, and has a shape in which a number of micro prisms are arranged side by side as shown in FIG. Then, an incident surface 31a into which light from the light source 1a enters and an incident surface 31b into which light from the light source 1b enters are continuously formed, and the combined light (parallel light) obtained by combining the lights from the lamps 1a and 1b by these prism shapes. And an emission surface 31c for emitting light. Further, the prism shape of the prism sheet 31 is formed such that the incident angle θ and the incident angle θ ′ of the light satisfy the same setting conditions as in the above embodiment.

【0041】これにより、光源装置20は、前記実施の
形態におけるプリズム30と同様の光合成作用を有して
いることから、前記実施の形態と同様の効果を得ること
が可能となり、しかも、該プリズムシート31はプリズ
ム30よりも軽いので、投射型表示装置に適用した場合
にはより軽量化を図ることが可能となる。
As a result, the light source device 20 has the same light synthesizing action as the prism 30 in the above-described embodiment, so that it is possible to obtain the same effects as in the above-described embodiment. Since the sheet 31 is lighter than the prism 30, it is possible to further reduce the weight when applied to a projection display device.

【0042】尚、本実施の形態において、上記複数の光
源11A,11Bの位置決めは、予めこれらの光源を装
着するキットを、上述したような設定条件を満足するよ
うに成型しておけば、複数の光源を組み立てる場合でも
容易に行うことが可能となり、製造コスト低減化に大き
く寄与する。
In the present embodiment, the positioning of the plurality of light sources 11A and 11B can be performed by forming a kit for mounting these light sources in advance so as to satisfy the above-described setting conditions. This can be easily performed even when assembling the light source described above, which greatly contributes to reduction in manufacturing cost.

【0043】[0043]

【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば、
複数の光源ランプの光を光学的に合成する光合成手段と
してプリズムを用いることにより、効率良く複数の光源
からの光を合成することができ、投射画面の明るさを向
上させることができるという効果が得られる。
As described above, according to the present invention,
By using a prism as a light combining means for optically combining the light of a plurality of light source lamps, light from a plurality of light sources can be efficiently combined and the brightness of a projection screen can be improved. can get.

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

【図1】本発明の投射型表示の第1の実施の形態を示
し、該装置に採用された光源装置を示す構成図。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a first embodiment of a projection type display according to the present invention, and showing a light source device employed in the device.

【図2】図1におけるプリズムの透過率を示す特性図。FIG. 2 is a characteristic diagram showing transmittance of a prism in FIG.

【図3】本発明を3板式液晶プロジェクタに応用した場
合の液晶プロジェクタを示す構成図。
FIG. 3 is a configuration diagram showing a liquid crystal projector when the present invention is applied to a three-panel liquid crystal projector.

【図4】本発明の投射型表示装置の第2の実施の形態を
示し、該装置に採用された光源装置を示す構成図。
FIG. 4 is a configuration diagram showing a second embodiment of the projection type display device according to the present invention, and showing a light source device employed in the device.

【図5】図4に示すプリズムシートの拡大断面図。FIG. 5 is an enlarged sectional view of the prism sheet shown in FIG.

【図6】従来の投射型表示装置に採用された光源装置を
示す構成図。
FIG. 6 is a configuration diagram showing a light source device employed in a conventional projection display device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1a,1b…光源、 2a,2b…リフレクタ、 11、20…光源装置、 11A…第1の光源、 11B…第2の光源、 12…光学系レンズ(コンデンサーレンズ又はフライア
イレンズ) 30…プリズム(光合成手段)、 31…プリズムシート(光合成手段)。
1a, 1b light source, 2a, 2b reflector, 11, 20 light source device, 11A first light source, 11B second light source, 12 optical lens (condenser lens or fly-eye lens) 30 prism 31 ... Prism sheet (photosynthesis means).

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三原 久幸 東京都港区新橋3丁目3番9号 東芝エ ー・ブイ・イー株式会社内 Fターム(参考) 2H088 EA14 HA13 HA23 HA25 HA28 KA05 MA06 MA20 5C060 BA04 BA08 BC05 EA00 GA01 GB02 GB06 HC01 HC09 HC19 HC24 HD00 JA11 JB06 5G435 AA03 BB12 BB17 CC12 DD02 DD05 FF03 FF07 GG02 GG03 GG04 GG08 GG26 GG28 GG46 LL15  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Hisayuki Mihara 3-3-9, Shimbashi, Minato-ku, Tokyo F-term (reference) in Toshiba AV EE Co., Ltd. 2H088 EA14 HA13 HA23 HA25 HA28 KA05 MA06 MA20 5C060 BA04 BA08 BC05 EA00 GA01 GB02 GB06 HC01 HC09 HC19 HC24 HD00 JA11 JB06 5G435 AA03 BB12 BB17 CC12 DD02 DD05 FF03 FF07 GG02 GG03 GG04 GG08 GG26 GG28 GG46 LL15

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数の光源からの光を合成して出力する
光合成手段と、この光合成手段から出力された光をライ
トバルブ素子に照射し、前記ライトバルブ素子にて形成
された画像を投射する手段とを備えた投射型表示装置に
おいて、 前記光合成手段は、頂角を成す第1の辺と第2の辺、及
び前記頂角と対向する底辺とを有する三角形状のプリズ
ムを含み、第1の光源からの光を、前記プリズムの外部
から前記第1の辺に入射させ、プリズム内の第2の辺で
反射して前記底辺から出射させるとともに、第2の光源
からの光を、前記プリズムの外部から前記第2の辺に入
射させ、プリズム内の第1の辺で反射して前記底辺から
出射させ、前記第1,2の光源から入射した光を合成し
て出力するようにしたことを特徴とする投射型表示装
置。
1. A light combining means for combining and outputting light from a plurality of light sources, irradiating the light output from the light combining means to a light valve element, and projecting an image formed by the light valve element. Wherein the light combining means includes a triangular prism having a first side and a second side forming an apex angle, and a bottom side facing the apex angle; Light from the light source is incident on the first side from outside of the prism, is reflected by a second side in the prism and is emitted from the bottom side, and light from the second light source is , The light is incident on the second side from outside of the prism, is reflected on the first side in the prism, is emitted from the bottom side, and the light incident from the first and second light sources is combined and output. A projection type display device characterized by the above-mentioned.
【請求項2】 前記プリズムの屈折率を約1.5とした
とき、前記プリズムの前記第1及び第2の辺の垂線に対
する前記第1,第2の光源からの光の入射角を20゜以
内とし、前記第1の辺から前記第2の辺あるいは前記第
2の辺から前記第1の辺に向かう光線の、前記第2ある
いは前記第1の辺の垂線に対する入射角を、臨界角以上
として全反射させ、前記プリズムの底辺の垂線と平行に
出射するように設定したことを特徴とする投射型表示装
置。
2. An incident angle of light from the first and second light sources with respect to a perpendicular to the first and second sides of the prism when the refractive index of the prism is about 1.5. And the incident angle of a light beam from the first side to the second side or the second side to the first side with respect to a perpendicular to the second or first side is greater than or equal to a critical angle. The projection type display device is set so that total reflection is performed and light is emitted in parallel with a perpendicular line at the bottom of the prism.
【請求項3】 前記光合成手段は、前記プリズムを複数
併設して成るプリズムシートであることを特徴とする請
求項1又は請求項2に記載の投射型表示装置。
3. The projection display device according to claim 1, wherein the light combining means is a prism sheet having a plurality of the prisms.
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