JP2003029210A - Rear face projection type display device - Google Patents

Rear face projection type display device

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JP2003029210A
JP2003029210A JP2001213832A JP2001213832A JP2003029210A JP 2003029210 A JP2003029210 A JP 2003029210A JP 2001213832 A JP2001213832 A JP 2001213832A JP 2001213832 A JP2001213832 A JP 2001213832A JP 2003029210 A JP2003029210 A JP 2003029210A
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JP
Japan
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light
display device
light valve
optical system
color
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Application number
JP2001213832A
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Japanese (ja)
Inventor
Atsushi Sekine
淳 関根
Tetsuo Hattori
徹夫 服部
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a small rear face projection type display device using a lamp of a vertical lighting method. SOLUTION: A projection type display device part 100 has a light source 101, a folding mirror 102, a first lens plate 103, a second lens plate 104, a cross dichroic mirror 105, folding mirrors 106 and 107, a dichroic mirror 108, polarized beam splitters 109R, 109G and 109B, reflection type light valves 110R, 110G and 110B, a cross dichroic prism 111 and a projection lens 112. Respective members other than the light source 101 and the folding mirror 102 are disposed perpendicularly on a virtual reference plane A. Light source light emitted by the light source 101 advances in a Z direction, turned at a right angle by the folding mirror 102 and made incident on the first lens plate 103.

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、投射像を透過型ス
クリーンに投射する背面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 rear projection type display device for projecting a projected image on a transmissive screen.

【0002】[0002]

【従来の技術】ライトバルブで変調した光を透過型スク
リーンに投射する背面投射型表示装置が知られている。
図6は、従来の背面投射型表示装置を側面から見た断面
図である。図6において、投射装置1が筐体5内に配設
される。投射装置1はライトバルブを有し、ランプ3か
らの照明光を画像信号に基づいて変調する。投射装置1
から射出される変調光は、投射レンズ2を介して折り曲
げミラー3に入射される。折り曲げミラー3に入射され
た変調光は、当該ミラー3で反射されて透過スクリーン
4に筐体5の内側から投射される。透過スクリーン4に
投射された投射像は、筐体5(透過スクリーン4)の外
側から観察される。
2. Description of the Related Art A rear projection display device is known which projects light modulated by a light valve onto a transmissive screen.
FIG. 6 is a cross-sectional view of a conventional rear projection display device viewed from the side. In FIG. 6, the projection device 1 is arranged in the housing 5. The projection device 1 has a light valve and modulates the illumination light from the lamp 3 based on the image signal. Projector 1
The modulated light emitted from is incident on the bending mirror 3 via the projection lens 2. The modulated light that has entered the folding mirror 3 is reflected by the mirror 3 and projected onto the transmissive screen 4 from the inside of the housing 5. The projection image projected on the transmission screen 4 is observed from the outside of the housing 5 (transmission screen 4).

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上述した背面型投射型
表示装置では、ランプ3が斜めに配設されるため、垂直
点灯方式の長寿命ランプを用いることができなかった。
In the above-mentioned rear projection type display device, since the lamp 3 is obliquely arranged, it is not possible to use a vertical lighting type long-life lamp.

【0004】本発明の目的は、長寿命ランプを使用しつ
つ装置を小型するようにした背面投射型表示装置を提供
することにある。
It is an object of the present invention to provide a rear projection type display device in which the device is downsized while using a long-life lamp.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】一実施の形態を示す図
1、図5に対応づけて本発明を説明する。 (1)請求項1に記載の発明による背面投射型表示装置
は、放電電極の先端部を結ぶ直線を略重力方向に合致さ
せて照明光を供給する光源101と、光源101からの
光束を折り曲げて射出する照明光学系102,103,
104と、矩形の形状であって画像信号に基づいて照明
光学系102,103,104からの照明光を変調する
ライトバルブ110R,110G,110Bと、ライト
バルブ110R,110G,110Bからの変調光束を
折り曲げて射出する投射光学系112と、投射光学系1
12からの射出光束を反射する反射光学系200と、反
射光学系200からの反射光束による像が投影される透
過スクリーン300とを有し、ライトバルブ110R,
110G,110Bに垂直な面であってライトバルブ1
10R,110G,110Bの一方の辺を含む仮想基準
面Aが重力方向と直交する面に対して所定の角度αをな
すようにライトバルブ110R,110G,110Bが
配設されることにより、上述した目的を達成する。 (2)請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の背面
投射型表示装置において、照明光学系は、ライトバルブ
110R,110G,110Bを均一に照明するインテ
グレータ103,104を含み、インテグレータ10
3,104は、ライトバルブ110R,110G,11
0Bの傾きに応じて配設されることを特徴とする。 (3)請求項3に記載の発明は、請求項1に記載の背面
投射型表示装置において、透過スクリーン300は、重
力方向に平行に配設され、透過スクリーン300に平行
な面と反射光学系200との間の角度θと、所定の角度
αと、反射光束の中心を通る軸が透過スクリーン300
へ入射する入射角βとの間にα=90−2θ±βの関係
を有することを特徴とする。 (4)請求項4に記載の発明は、請求項1ないし3のい
ずれかに記載の背面投射型表示装置において、ライトバ
ルブは、反射型ライトバルブ110R,110G,11
0Bであることを特徴とする。 (5)請求項5に記載の発明は、請求項1ないし3のい
ずれかに記載の背面投射型表示装置において、ライトバ
ルブは、透過型ライトバルブ120R,120G,120
Bであることを特徴とする。 (6)請求項6に記載の発明は、請求項1に記載の背面
投射型表示装置において、ライトバルブは、第1の画像
信号に基づいて第1色光を変調する第1のライトバルブ
120Rと、第2の画像信号に基づいて第2色光を変調
する第2のライトバルブ120G(120B)とを含
み、照明光を第1色光と第2色光とに色分解する色分解
光学系105,108と、第1のライトバルブ120R
による変調光と第2のライトバルブ120G(120
B)による変調光とを色合成する色合成光学系111と
をさらに有し、第1のライトバルブ120R、第2のラ
イトバルブ120G(120B)、色分解光学系10
5,108、および色合成光学系111のそれぞれは、
画像のアスペクト比に対応して長方形状の有効領域を有
し、有効領域の短辺を仮想基準面Aに対して平行にする
とともに、有効領域の長辺を仮想基準面Aに対して垂直
にするように配設されることを特徴とする。
The present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 5 showing an embodiment. (1) In the rear projection display device according to the first aspect of the present invention, a straight line connecting the tip ends of the discharge electrodes is matched with the direction of substantially gravity to supply illumination light, and a light flux from the light source 101 is bent. Illumination optical system 102, 103,
104, light valves 110R, 110G, 110B having a rectangular shape and modulating illumination light from the illumination optical systems 102, 103, 104 based on image signals, and modulated light fluxes from the light valves 110R, 110G, 110B. Projection optical system 112 that bends and ejects, and projection optical system 1
The light valve 110R includes a reflection optical system 200 that reflects the light flux emitted from the light source 12, and a transmissive screen 300 on which an image formed by the light flux reflected by the reflection optical system 200 is projected.
Light valve 1 which is a surface perpendicular to 110G and 110B
By disposing the light valves 110R, 110G, 110B so that the virtual reference plane A including one side of the 10R, 110G, 110B forms a predetermined angle α with respect to the plane orthogonal to the gravity direction, Achieve the purpose. (2) The invention according to claim 2 is the rear projection display device according to claim 1, wherein the illumination optical system includes integrators 103 and 104 that uniformly illuminate the light valves 110R, 110G, and 110B. 10
3, 104 are light valves 110R, 110G, 11
It is characterized in that it is arranged according to the inclination of 0B. (3) The invention according to claim 3 is the rear projection display device according to claim 1, wherein the transmissive screen 300 is arranged parallel to the direction of gravity, and a surface parallel to the transmissive screen 300 and a reflective optical system. 200 and a predetermined angle α, and the axis passing through the center of the reflected light beam is the transmissive screen 300.
It is characterized in that it has a relationship of α = 90−2θ ± β with an incident angle β incident on. (4) The invention according to claim 4 is the rear projection type display device according to any one of claims 1 to 3, wherein the light valves are reflection type light valves 110R, 110G, 11
It is characterized by being 0B. (5) The invention according to claim 5 is the rear projection display device according to any one of claims 1 to 3, wherein the light valves are transmissive light valves 120R, 120G, 120.
It is characterized by being B. (6) The invention according to claim 6 is the rear projection display device according to claim 1, wherein the light valve includes a first light valve 120R that modulates the first color light based on the first image signal. , A second light valve 120G (120B) that modulates the second color light based on the second image signal, and color-separation optical systems 105 and 108 that perform color separation of the illumination light into the first color light and the second color light. And the first light valve 120R
Modulated light by the second light valve 120G (120
The color separation optical system 111 for color-synthesizing the modulated light by B) is further provided, and the first light valve 120R, the second light valve 120G (120B), and the color separation optical system 10 are provided.
5, 108 and the color combining optical system 111,
It has a rectangular effective area corresponding to the aspect ratio of the image, the short side of the effective area is parallel to the virtual reference plane A, and the long side of the effective area is perpendicular to the virtual reference plane A. It is characterized by being arranged.

【0006】なお、上記課題を解決するための手段の項
では、本発明をわかりやすく説明するために実施の形態
の図と対応づけたが、これにより本発明が実施の形態に
限定されるものではない。
In the section of means for solving the above-mentioned problems, the present invention is limited to the embodiments although it is associated with the drawings of the embodiments in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner. is not.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。 −第一の実施の形態− 図1は、本発明の第一の実施の形態による背面投射型表
示装置の光学系を示す斜視構成図である。本説明では、
互いに直交するX軸、Y軸、Z軸を定義し、この座標軸
を用いて方向および面の説明を行う。Z軸は、重力の方
向を示す鉛直線と平行な軸であり、このZ軸の方向は、
重力の方向と逆方向である。X軸およびY軸は、それぞ
れ鉛直線と直交する。背面投射型表示装置は、X軸およ
びY軸を含むXY平面に平行な水平面上に載置されてい
る。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. —First Embodiment— FIG. 1 is a perspective configuration diagram showing an optical system of a rear projection display device according to a first embodiment of the present invention. In this description,
An X axis, a Y axis, and a Z axis which are orthogonal to each other are defined, and directions and planes are described using these coordinate axes. The Z-axis is an axis parallel to the vertical line that indicates the direction of gravity, and the direction of this Z-axis is
It is the opposite direction of gravity. The X axis and the Y axis are orthogonal to the vertical line. The rear projection display device is placed on a horizontal plane parallel to the XY plane including the X axis and the Y axis.

【0008】図1において、背面投射型表示装置は、投
射型表示装置部100と、反射ミラー200と、透過ス
クリーン300とを有し、不図示の筐体に収容されてい
る。透過スクリーン300は、筐体に設けられる開口に
保持されている。投射型表示装置部100は、光源10
1と、折り曲げミラー102と、第1レンズ板103
と、第2レンズ板104と、クロスダイクロイックミラ
ー105と、折り曲げミラー106および107と、ダ
イクロイックミラー108と、偏光ビームスプリッタ1
09R、109Gおよび109Bと、反射型ライトバル
ブ110R、110Gおよび110Bと、クロスダイク
ロイックプリズム111と、投射レンズ112とを有す
る。投射型表示装置部100を構成する各部材のうち、
光源101および折り曲げミラー102以外の各部材
は、仮想基準面A上に垂直に配設される。
In FIG. 1, the rear projection display device has a projection display device section 100, a reflection mirror 200, and a transmission screen 300, and is housed in a casing (not shown). The transmissive screen 300 is held in an opening provided in the housing. The projection display device unit 100 includes a light source 10
1, bending mirror 102, first lens plate 103
, Second lens plate 104, cross dichroic mirror 105, bending mirrors 106 and 107, dichroic mirror 108, and polarization beam splitter 1
09R, 109G and 109B, reflective light valves 110R, 110G and 110B, a cross dichroic prism 111, and a projection lens 112. Among the respective members that form the projection display apparatus unit 100,
Each member other than the light source 101 and the bending mirror 102 is arranged vertically on the virtual reference plane A.

【0009】図2は、図1の斜視構成図においてX軸に
平行な方向から見た背面投射型表示装置の側面図であ
る。筐体400は、直方体の箱部材であり、その前面
(図2の右側)の一部に透過スクリーン300をはめ込
む開口を有する。この開口に、長方形形状の透過スクリ
ーン300がはめ込まれている。透過スクリーン300
は、YZ平面に垂直、かつXZ平面に平行である。上述
した基準面Aは、(1)基準面AがYZ平面に垂直であ
り、(2)基準面AとXY平面に平行な水平面Hとの間
の角度αは、たとえば、α=15度に構成される。
FIG. 2 is a side view of the rear projection type display device as seen from the direction parallel to the X axis in the perspective view of FIG. The housing 400 is a rectangular parallelepiped box member, and has an opening for fitting the transmissive screen 300 in a part of its front surface (right side in FIG. 2). A rectangular transmissive screen 300 is fitted in this opening. Transmissive screen 300
Is perpendicular to the YZ plane and parallel to the XZ plane. The reference plane A described above is (1) the reference plane A is perpendicular to the YZ plane, and (2) the angle α between the reference plane A and the horizontal plane H parallel to the XY plane is, for example, α = 15 degrees. Composed.

【0010】図2において、投射レンズ112から投射
される光束のうち、光軸を含んでYZ平面に平行な面で
切断される光束の最外縁光線が記載されている。ここ
で、光軸とは、透過スクリーン300に投射される像の
中心と、ライトバルブ110R、110Gおよび110
Bを通る光束の中心とを結ぶ軸のことをいう。第一の実
施の形態では、光軸は、各ライトバルブ110R、11
0Gおよび110Bのそれぞれの中心を、当該ライトバ
ルブに対して垂直に通る。光軸はさらに、透過スクリー
ン300の中央を当該スクリーンに対して垂直に通る。
上述したように、基準面Aが水平面Hに対して15度傾
いていることから、投射レンズ112から射出される光
軸は、Z軸に対して15度傾いた方向に射出される。
In FIG. 2, out of the light flux projected from the projection lens 112, the outermost light ray of the light flux cut along a plane including the optical axis and parallel to the YZ plane is shown. Here, the optical axis means the center of the image projected on the transmission screen 300 and the light valves 110R, 110G and 110.
The axis connecting the center of the light flux passing through B. In the first embodiment, the optical axes are the light valves 110R and 11R.
The center of each of 0G and 110B runs perpendicular to the light valve. The optical axis further passes through the center of the transmissive screen 300 perpendicular to the screen.
As described above, since the reference plane A is inclined 15 degrees with respect to the horizontal plane H, the optical axis emitted from the projection lens 112 is emitted in a direction inclined 15 degrees with respect to the Z axis.

【0011】投射レンズ112からの射出光束は、折り
曲げミラー200によって反射され、透過スクリーン3
00に投射される。光軸が透過スクリーン300の中央
を直角に通るためには、折り曲げミラー200と透過ス
クリーン300に平行なXZ平面との間の角度θを特定
の値にすることが必要である。この場合、αおよびθの
間には次式(1)が成立する。
The light flux emitted from the projection lens 112 is reflected by the bending mirror 200, and the transmission screen 3
00 is projected. In order for the optical axis to pass through the center of the transmissive screen 300 at a right angle, it is necessary to set the angle θ between the folding mirror 200 and the XZ plane parallel to the transmissive screen 300 to a specific value. In this case, the following expression (1) is established between α and θ.

【数1】 α=90−2θ (1) 上式(1)より、α=15度の場合はθ=37.5度が
算出される。
## EQU1 ## α = 90-2θ (1) From the above equation (1), when α = 15 degrees, θ = 37.5 degrees is calculated.

【0012】図3を参照して投射型表示装置部100の
詳細を説明する。図3は、基準面A上に構成される投射
型表示装置部100の平面構成図である。光源101
は、ランプ101aならびに放物面形状の凹面鏡101
bから構成される。ランプ101aは、垂直点灯方式の
超高圧水銀ランプである。このランプ101aは、図1
に示されるように、放電用の両電極の先端部を結ぶ仮想
線を重力方向(Z軸方向)に合致させて配設すると、ラ
ンプ寿命が最長となるように設計されている。Z軸に平
行、すなわち、XY平面に対して垂直に配設されたラン
プ101aから発せられる光源光は、凹面鏡101bに
よってZ方向に進行し、折り曲げミラー102に入射さ
れる。
Details of the projection type display unit 100 will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a plan configuration diagram of the projection display device unit 100 formed on the reference plane A. Light source 101
Is a lamp 101a and a parabolic concave mirror 101
b. The lamp 101a is a vertical lighting ultra high pressure mercury lamp. This lamp 101a is shown in FIG.
As shown in FIG. 5, when the virtual line connecting the tips of the discharge electrodes is arranged so as to match the direction of gravity (Z-axis direction), the lamp is designed to have the longest lamp life. The light source light emitted from the lamp 101a arranged parallel to the Z axis, that is, perpendicular to the XY plane, travels in the Z direction by the concave mirror 101b and is incident on the folding mirror 102.

【0013】折り曲げミラー102に入射される光源光
束は、その光軸がX軸方向に進行するように直角に折り
曲げられる。折り曲げミラー102によって折り曲げら
れた光源光束は、第1レンズ板103および第2レンズ
板104に入射される。第1レンズ板103および第2
レンズ板104は、基準面A上に垂直に配置されてい
る。これらのレンズ板103,104は、光軸上に分離
型フライアイインテグレータを構成する。
The light flux of the light source incident on the bending mirror 102 is bent at a right angle so that its optical axis advances in the X-axis direction. The light source luminous flux bent by the folding mirror 102 is incident on the first lens plate 103 and the second lens plate 104. First lens plate 103 and second
The lens plate 104 is vertically arranged on the reference plane A. These lens plates 103 and 104 constitute a separate type fly-eye integrator on the optical axis.

【0014】第1レンズ板103は、複数のレンズ10
3aが平面的に行列形状に配列されたレンズアレイであ
り、その外周形状は略正方形形状に構成されている。各
レンズ103aの外周形状は、ライトバルブ110R、
110G、110Bによる有効画素領域を比例縮小した
長方形形状を有する。第1レンズ板103の正方形形状
の外周辺は、第1レンズ板103が基準面A上に垂直に
配置される結果、Y軸およびZ軸との間にそれぞれ15
度の角度をなす。また、各レンズ103aの外周形状
も、Y軸およびZ軸との間にそれぞれ15度の角度をな
す。
The first lens plate 103 includes a plurality of lenses 10.
Reference numeral 3a is a lens array arranged in a matrix on a plane, and the outer peripheral shape thereof is formed into a substantially square shape. The outer shape of each lens 103a is the light valve 110R,
It has a rectangular shape obtained by proportionally reducing the effective pixel areas of 110G and 110B. As a result of the first lens plate 103 being vertically arranged on the reference plane A, the outer periphery of the square shape of the first lens plate 103 is 15 between the Y axis and the Z axis.
Make an angle of degrees. The outer peripheral shape of each lens 103a also forms an angle of 15 degrees with the Y axis and the Z axis.

【0015】ライトバルブ110R、110G、110
Bによる有効画素領域について説明する。投射画像のア
スペクト比が、たとえば、横16:縦9の場合、ライト
バルブ110R、110G、110Bによる有効画素領
域、およびこれら有効画素領域を比例縮小した長方形形
状も16:9の比率を有する。第一の実施の形態では、
後述する投射レンズ112で光軸を折り曲げるようにし
ているため、基準面A上に配設される各部材の長方形形
状は、基準面Aに水平な辺が画像の縦の辺に、基準面A
に垂直な辺が画像の横の辺に対応する。
Light valves 110R, 110G, 110
The effective pixel area of B will be described. When the aspect ratio of the projected image is, for example, horizontal 16: vertical 9, the effective pixel regions by the light valves 110R, 110G, and 110B and the rectangular shape obtained by proportionally reducing these effective pixel regions also have the ratio of 16: 9. In the first embodiment,
Since the optical axis is bent by the projection lens 112, which will be described later, the rectangular shape of each member disposed on the reference plane A is such that the side horizontal to the reference plane A is the vertical side of the image and the reference plane A is the vertical side.
The side perpendicular to the corresponds to the side of the image.

【0016】第2レンズ板104も第1レンズ板103
と同様に、複数のレンズ104aが平面的に行列形状に
配列されたレンズアレイである。第2レンズ板104の
外周形状は、略正方形形状に構成されている。各レンズ
104aの外周形状は、ライトバルブ110R、110
G、110Bによる有効画素領域を比例縮小した長方形
形状を有する。第2レンズ板104は、各レンズ104
aが第1レンズ板103の個々のレンズ103aの焦点
にそれぞれ位置するように配置される。これにより、第
1レンズ板103に入射された光源光は、第1レンズ板
103を構成する各レンズ103aの外形形状で定義さ
れる開口により、レンズ103aの数に応じた複数の光
束に分割される。分割された各光束は、対応する第2レ
ンズ板104のレンズ104a上に集光されて輝点を形
成する。第2レンズ板104の各レンズ104a上の各
輝点から射出される光は、複数の光束となってライトバ
ルブ110R、110G、110Bのそれぞれを重畳し
て照明する。この結果、各ライトバルブは均一に照明さ
れる。
The second lens plate 104 is also the first lens plate 103.
Similarly to the above, a plurality of lenses 104a is a lens array in which two or more lenses are arranged in a matrix in a plane. The outer peripheral shape of the second lens plate 104 is formed in a substantially square shape. The outer peripheral shape of each lens 104a is the light valves 110R and 110R.
It has a rectangular shape in which the effective pixel area defined by G and 110B is proportionally reduced. The second lens plate 104 includes each lens 104.
It is arranged so that a is located at the focal point of each lens 103a of the first lens plate 103. As a result, the light source light incident on the first lens plate 103 is divided into a plurality of light fluxes corresponding to the number of lenses 103a by the openings defined by the outer shapes of the lenses 103a forming the first lens plate 103. It Each of the divided light beams is condensed on the corresponding lens 104a of the second lens plate 104 to form a bright spot. The light emitted from each bright spot on each lens 104a of the second lens plate 104 becomes a plurality of luminous fluxes and illuminates the light valves 110R, 110G, and 110B in a superimposed manner. As a result, each light valve is illuminated uniformly.

【0017】第2レンズ板104から射出される光源光
は、クロスダイクロイックミラー105に入射される。
クロスダイクロイックミラー105は、互いに直交する
ダイクロイックミラー105Bと、ダイクロイックミラ
ー105RGとで構成される。ダイクロイックミラー1
05Bおよび105RGは、基準面A上に垂直に配置さ
れている。ダイクロイックミラー105Bは、B(青)
光反射特性を有する。一方、ダイクロイックミラー10
5RGは、R(赤)光ならびにG(緑)光反射特性を有
する。クロスダイクロイックミラー105は、入射され
る光源光を、入射光軸に垂直で互いに反対方向に進行す
るB光と、R光およびG光の混合光とに色分解する。
The light source light emitted from the second lens plate 104 is incident on the cross dichroic mirror 105.
The cross dichroic mirror 105 includes a dichroic mirror 105B and a dichroic mirror 105RG that are orthogonal to each other. Dichroic mirror 1
05B and 105RG are arranged vertically on the reference plane A. The dichroic mirror 105B is B (blue)
Has light reflection properties. On the other hand, the dichroic mirror 10
5RG has R (red) light and G (green) light reflection characteristics. The cross dichroic mirror 105 color-separates the incident light source light into a B light and a mixed light of the R light and the G light that travel in directions opposite to each other perpendicular to the incident optical axis.

【0018】折り曲げミラー106および107は、そ
れぞれ基準面A上に垂直に配置されている。色分解され
たB光は、折り曲げミラー106にて反射される。B光
はさらに、B光用偏光ビームスプリッタ109Bの入射
面に対して垂直に、かつB光用偏光ビームスプリッタ1
09Bの偏光分離部109B−Pに対して45度の入射
角度にて入射される。偏光ビームスプリッタ109B
は、偏光分離部109B−Pが基準面A上に垂直になる
ように配置されている。偏光ビームスプリッタ109B
は、偏光分離部109B−Pを透過して廃棄されるP偏
光と、偏光分離部109B−Pを反射するS偏光とに偏
光分離する。
The folding mirrors 106 and 107 are vertically arranged on the reference plane A, respectively. The color-separated B light is reflected by the bending mirror 106. The B light is further perpendicular to the incident surface of the B light polarization beam splitter 109B, and the B light polarization beam splitter 1
The light is incident on the polarization splitting unit 109B-P of 09B at an incident angle of 45 degrees. Polarization beam splitter 109B
Are arranged so that the polarized light separating portions 109B-P are perpendicular to the reference plane A. Polarization beam splitter 109B
Is polarized and separated into P-polarized light which is transmitted through the polarization separation unit 109B-P and is discarded and S-polarized light which is reflected by the polarization separation unit 109B-P.

【0019】R光およびG光の混合光は、折り曲げミラ
ー107にて反射され、ダイクロイックミラー108に
入射される。ダイクロイックミラー108は、基準面A
上に垂直に配置されている。ダイクロイックミラー10
8は、G光を反射するとともにR光を透過する特性を有
し、入射された混合光を反射G光と透過R光とに色分解
する。このように、クロスダイクロイックミラー105
およびダイクロイックミラー108は、光源光をB光、
G光、およびR光からなる光の3原色に色分解する色分
解光学系を構成する。
The mixed light of R light and G light is reflected by the bending mirror 107 and is incident on the dichroic mirror 108. The dichroic mirror 108 has a reference plane A.
It is placed vertically on top. Dichroic mirror 10
Reference numeral 8 has a characteristic of reflecting G light and transmitting R light, and color-separates the incident mixed light into reflected G light and transmitted R light. In this way, the cross dichroic mirror 105
And the dichroic mirror 108 converts the light source light into B light
A color separation optical system that performs color separation into three primary colors of light of G light and R light is configured.

【0020】色分解されたG光は、G光用偏光ビームス
プリッタ109Gの入射面に対して垂直に、かつG光用
偏光ビームスプリッタ109Gの偏光分離部109G−
Pに対して45度の入射角度にて入射される。偏光ビー
ムスプリッタ109Gは、偏光分離部109G−Pが基
準面A上に垂直になるように配置されている。偏光ビー
ムスプリッタ109Gは、偏光分離部109G−Pを透
過して廃棄されるP偏光と、偏光分離部109G−Pを
反射するS偏光とに偏光分離する。
The color-separated G light is perpendicular to the plane of incidence of the G light polarization beam splitter 109G, and the polarization separation unit 109G- of the G light polarization beam splitter 109G-
It is incident on P at an incident angle of 45 degrees. The polarization beam splitter 109G is arranged so that the polarization separation unit 109G-P is perpendicular to the reference plane A. The polarization beam splitter 109G splits the P-polarized light that passes through the polarization splitting unit 109G-P and is discarded into the S-polarized light that reflects the polarization splitting unit 109G-P.

【0021】色分解されたR光は、R光用偏光ビームス
プリッタ109Rの入射面に対して垂直に、かつR光用
偏光ビームスプリッタ109Rの偏光分離部109R−
Pに対して45度の入射角度にて入射される。偏光ビー
ムスプリッタ109Rは、偏光分離部109R−Pが基
準面A上に垂直になるように配置されている。偏光ビー
ムスプリッタ109Rは、偏光分離部109R−Pを透
過して廃棄されるP偏光と、偏光分離部109R−Pを
反射するS偏光とに偏光分離する。
The color-separated R light is perpendicular to the incident surface of the R light polarization beam splitter 109R, and the polarization splitting unit 109R- of the R light polarization beam splitter 109R.
It is incident on P at an incident angle of 45 degrees. The polarization beam splitter 109R is arranged so that the polarization separation unit 109R-P is perpendicular to the reference plane A. The polarization beam splitter 109R splits the P-polarized light that passes through the polarization splitting unit 109R-P to be discarded and the S-polarized light that reflects the polarization splitting unit 109R-P.

【0022】ライトバルブ110B、110Gおよび1
10Rは、それぞれ基準面A上に垂直に配置されてい
る。各ライトバルブの有効画素領域は長方形形状を有す
る。その長辺方向は基準面Aに垂直に配置され、その短
辺方向は基準面Aに平行に配置される。B光用偏光ビー
ムスプリッタ109Bから射出されるB色のS偏光は、
反射型ライトバルブ110Bに入射される。G光用偏光
ビームスプリッタ109Gを射出したG色のS偏光は、
反射型ライトバルブ110Gに入射される。R光用偏光
ビームスプリッタ109Rを射出したR色のS偏光は、
反射型ライトバルブ110Rに入射される。
Light valves 110B, 110G and 1
The 10Rs are arranged vertically on the reference plane A, respectively. The effective pixel area of each light valve has a rectangular shape. The long side direction is arranged perpendicular to the reference plane A, and the short side direction is arranged parallel to the reference plane A. The S polarized light of B color emitted from the polarization beam splitter 109B for B light is
The light is incident on the reflective light valve 110B. The G-color S-polarized light emitted from the G-light polarization beam splitter 109G is
The light is incident on the reflective light valve 110G. The S polarized light of R color emitted from the polarization beam splitter 109R for R light is
The light is incident on the reflective light valve 110R.

【0023】ここで、反射型ライトバルブ110B、1
10Gおよび110Rについて説明する。反射型ライト
バルブは、電気書き込み式反射型ライトバルブである。
すなわち、基板上にTFT等の複数の非線形スイッチン
グ素子が画素に対応してそれぞれ設けられ、各TFT上
には液晶層に電圧を印加する電極がそれぞれ接続されて
いる。さらに各電極の上には液晶層が形成されている。
これらのTFTは、それぞれ画像信号に応じた電圧を液
晶層に対して選択的に印加する。電圧が印加された液晶
層は、液晶分子の配列が変わり、当該液晶層が位相板の
役目を果たすようになる。
Here, the reflection type light valves 110B, 1
10G and 110R will be described. The reflective light valve is an electric writing reflective light valve.
That is, a plurality of non-linear switching elements such as TFTs are provided on the substrate so as to correspond to pixels, and electrodes for applying a voltage to the liquid crystal layer are connected to the respective TFTs. Further, a liquid crystal layer is formed on each electrode.
Each of these TFTs selectively applies a voltage corresponding to an image signal to the liquid crystal layer. In the liquid crystal layer to which a voltage is applied, the alignment of liquid crystal molecules changes, and the liquid crystal layer comes to function as a phase plate.

【0024】液晶層に電圧を印加する電極は、液晶層側
から入射される光を反射する反射板としても機能する。
反射型ライトバルブの電圧が印加されている液晶層の領
域に液晶層の上から入射されるS偏光光は、当該液晶層
を経由して反射板に導かれる。反射板で反射された反射
光は、再び液晶層を介して射出される。上述したよう
に、電圧が印加された液晶層は位相板として機能するの
で、反射型ライトバルブから射出される反射光は、入射
されたS偏光と振動方向が異なるP偏光の変調光であ
る。一方、反射型ライトバルブの非選択の画素に対応す
る部分、すなわち、TFTが電圧を印加していない領域
の液晶層に入射されたS偏光は、液晶分子の初期の配向
の捻れ構造に従って進行して反射板にて反射される。こ
の反射光は再び捻れ構造に従って逆に進行することよ
り、入射されたS偏光と振動方向が同じS偏光として射
出される。このように、反射型ライトバルブの反射射出
光は、変調光であるP偏光と、非変調光であるS偏光と
からなる混合光になる。
The electrode for applying a voltage to the liquid crystal layer also functions as a reflector for reflecting the light incident from the liquid crystal layer side.
The S-polarized light that is incident from above the liquid crystal layer on the region of the liquid crystal layer to which the voltage of the reflective light valve is applied is guided to the reflector through the liquid crystal layer. The reflected light reflected by the reflector is emitted again through the liquid crystal layer. As described above, since the liquid crystal layer to which the voltage is applied functions as a phase plate, the reflected light emitted from the reflective light valve is P-polarized modulated light having a vibration direction different from that of the incident S-polarized light. On the other hand, the S-polarized light incident on the liquid crystal layer in the portion corresponding to the non-selected pixel of the reflective light valve, that is, in the area where the TFT is not applied with voltage proceeds according to the twisted structure of the initial alignment of the liquid crystal molecules. Is reflected by the reflector. The reflected light travels in the opposite direction again according to the twisted structure, and is emitted as S-polarized light having the same vibration direction as the incident S-polarized light. In this way, the reflected light emitted from the reflective light valve is a mixed light composed of the P-polarized light that is the modulated light and the S-polarized light that is the non-modulated light.

【0025】B光用のライトバルブ110Bを反射射出
したB色光は、偏光ビームスプリッタ109Bに再び入
射され、偏光分離部109B−Pを透過するP偏光の変
調光と、偏光分離部109B−Pを反射するS偏光の非
変調光とに偏光分離される。偏光ビームスプリッタ10
9Bで反射される非変調光は、光源101方向に進行し
て廃棄される。同様に、G光用のライトバルブ110G
を反射射出したG色光は、偏光ビームスプリッタ109
Gに再び入射され、偏光分離部109G−Pを透過する
P偏光の変調光と、偏光分離部109G−Pを反射する
S偏光の非変調光とに偏光分離される。また、R光用の
ライトバルブ110Rを反射射出したR色光は、偏光ビ
ームスプリッタ109Rに再び入射され、偏光分離部1
09R−Pを透過するP偏光の変調光と、偏光分離部1
09R−Pを反射するS偏光の非変調光とに偏光分離さ
れる。これにより、各色の非変調光が光源101方向に
進行して廃棄される。
The B-color light reflected and emitted from the light valve 110B for B light is re-incident on the polarization beam splitter 109B and is transmitted through the polarization separation unit 109B-P and the P-polarized modulated light and the polarization separation unit 109B-P. The S-polarized non-modulated light that is reflected is polarized and separated. Polarizing beam splitter 10
The non-modulated light reflected by 9B advances toward the light source 101 and is discarded. Similarly, a light valve 110G for G light
The G-color light reflected and emitted from the polarization beam splitter 109
The light is incident on G again, and is polarized and separated into P-polarized modulated light that passes through the polarization splitting unit 109G-P and S-polarized unmodulated light that reflects off the polarization splitting unit 109G-P. Further, the R color light reflected and emitted from the R light light valve 110R is incident again on the polarization beam splitter 109R, and the polarization splitting unit 1
P-polarized modulated light that transmits 09R-P and the polarization splitting unit 1
The polarized light is separated into S-polarized non-modulated light that reflects 09R-P. As a result, the non-modulated light of each color travels toward the light source 101 and is discarded.

【0026】クロスダイクロイックプリズム111は、
その内部に、R光反射ダイクロイック膜111RとB光
反射ダイクロイック膜111Bとを互いに直交するよう
に配置する複合プリズム部材である。クロスダイクロイ
ックプリズム111は、各ダイクロイック膜111R、
111Bが基準面A上に垂直に配置されている。B光用
の偏光ビームスプリッタ109Bを透過したP偏光(変
調光)、すなわち、検光光は、クロスダイクロイックプ
リズム111に入射される。同様に、G光用の偏光ビー
ムスプリッタ109Gを透過したP偏光(変調光)、お
よびR光用の偏光ビームスプリッタ109Rを透過した
P偏光(変調光)は、それぞれクロスダイクロイックプ
リズム111に入射される。
The cross dichroic prism 111 is
It is a composite prism member in which the R light reflection dichroic film 111R and the B light reflection dichroic film 111B are arranged so as to be orthogonal to each other. The cross dichroic prism 111 includes the dichroic films 111R,
111B is vertically arranged on the reference plane A. The P-polarized light (modulated light) that has passed through the polarization beam splitter 109B for B light, that is, the analysis light is incident on the cross dichroic prism 111. Similarly, the P-polarized light (modulated light) transmitted through the G-light polarization beam splitter 109G and the P-polarized light (modulated light) transmitted through the R-light polarization beam splitter 109R are respectively incident on the cross dichroic prism 111. .

【0027】クロスダイクロイックプリズム111に入
射したR色の検光光は、R光反射ダイクロイック膜11
1Rによって投射レンズ112側に反射される。また、
クロスダイクロイックプリズム111に入射したB色の
検光光は、B光反射ダイクロイック膜111Bによって
投射レンズ112側に反射される。さらに、クロスダイ
クロイックプリズム111に入射したG色の検光光は、
両ダイクロイック膜111B、111Rを透過して投射
レンズ112側へ進む。これにより、R色、G色および
B色の検光光は、クロスダイクロイックプリズム111
の同一面から色合成された光として射出される。このよ
うに、クロスダイクロイックプリズム111が色合成光
学系を構成する。
The R color analysis light incident on the cross dichroic prism 111 is reflected by the R light reflecting dichroic film 11.
It is reflected to the projection lens 112 side by 1R. Also,
The B-color analysis light incident on the cross dichroic prism 111 is reflected toward the projection lens 112 by the B-light reflection dichroic film 111B. Further, the G-color analysis light incident on the cross dichroic prism 111 is
The light passes through both dichroic films 111B and 111R and proceeds to the projection lens 112 side. As a result, the R, G, and B color analysis lights are transmitted to the cross dichroic prism 111.
Is emitted as color-combined light from the same surface. Thus, the cross dichroic prism 111 constitutes a color combining optical system.

【0028】投射レンズ112は、内部で光軸を直角に
折り曲げるように、内部にミラー112m(図1)を有
する。すなわち、第一の実施の形態では、投射レンズ1
12に入射される入射光軸はX軸に平行である。また、
投射レンズ112から射出される射出光軸は、入射光軸
に垂直、かつ、基準面Aに垂直である。つまり、投射レ
ンズ112による射出光軸は、YZ平面に平行で、か
つ、Z軸に対して15度の傾きを有する。
The projection lens 112 has a mirror 112m (FIG. 1) inside so as to bend the optical axis at a right angle inside. That is, in the first embodiment, the projection lens 1
The incident optical axis incident on 12 is parallel to the X axis. Also,
The emission optical axis emitted from the projection lens 112 is perpendicular to the incident optical axis and perpendicular to the reference plane A. That is, the emission optical axis of the projection lens 112 is parallel to the YZ plane and has a tilt of 15 degrees with respect to the Z axis.

【0029】投射レンズ112から射出された投射像
は、折り曲げミラー200にて折り曲げられ、透過スク
リーン300に投射される。これにより、透過スクリー
ン300上にフルカラー像が形成される。透過スクリー
ン300は、XZ平面と平行である。スクリーン300
の画面の長辺はX軸に平行であり、スクリーン300の
画面の短辺はZ軸に平行である。なお、投射レンズ11
2は、透過スクリーン300に透過される像に歪みが生
じないように調整されている。
The projection image emitted from the projection lens 112 is bent by the bending mirror 200 and projected on the transmission screen 300. As a result, a full-color image is formed on the transmissive screen 300. The transmissive screen 300 is parallel to the XZ plane. Screen 300
The long side of the screen of is parallel to the X axis, and the short side of the screen of the screen 300 is parallel to the Z axis. The projection lens 11
2 is adjusted so that the image transmitted through the transmission screen 300 is not distorted.

【0030】以上説明した第一の実施の形態によれば、
次の作用効果が得られる。 (1)投射型表示装置部100を構成する各部材のう
ち、光源101および折り曲げミラー102以外の部材
(フライアイインテグレータ103,104、色分解光
学系105,108、偏光分離ならびに検光用の各色光
ごとの偏光ビームスプリッタ109B,109G,10
9R、各色光ごとの反射型ライトバルブ110B,11
0G,110R、色合成光学系111)を仮想基準面A
上に垂直に配設するようにしたので、部材を複数の異な
る基準面上に分けて配設する場合に比べて、光軸などの
調整を行いやすい。 (2)光源101からの光を折り曲げミラー102で基
準面A上に導くようにしたので、基準面Aの向きによら
ず、光源101のランプ101aの放電の向きを重力の
向きに合致させる(Z軸に平行)ことができる。この結
果、ランプ101aに垂直点灯方式のランプを使い、ラ
ンプ寿命を長くすることができる。 (3)折り曲げミラー102は、Z軸方向に進む光源光
束の光軸を上記基準面A上をX軸方向に進行するように
直角に折り曲げる。投射レンズ112は、内部にミラー
112mを有し、X軸に平行な入射光軸を直角に折り曲
げ、入射光軸に垂直で、かつ基準面Aに垂直な光軸で折
り曲げミラー200に向けて射出する。この結果、投射
型表示装置部100のZ軸方向の高さを抑えることがで
きるので、装置を小型化することができる。 (4)上記基準面Aは、重力の向きに垂直なXY平面と
の間でα=15度の角度を有するように傾けられる。折
り曲げミラー200と透過スクリーン300に平行なX
Z平面との間の角度θは、上式(1)の関係によりθ=
37.5度にする。これにより、α=0度(θ=45
度)の場合に比べて、折り曲げミラー200のY軸上へ
の投影長を短くすることができるから、装置を小型化す
ることができる。 (5)フライアイインテグレータを構成する第1レンズ
板103および第2レンズ板104については、行列状
に配列される第1レンズ板103を構成する複数のレン
ズ103aが、それぞれライトバルブ110R、110
G、110Bによる有効画素領域を比例縮小した長方形
形状を有する。これら第1レンズ板103および第2レ
ンズ板104を基準面A上に垂直に配置するようにした
ので、ライトバルブ110R、110G、および110
Bを効率よく照明することができる。 (6)投射レンズ112で光軸を折り曲げるようにした
ので、基準面A上に配設される各部材の長方形形状は、
基準面Aに水平な辺が画像の縦の辺に、基準面Aに垂直
な辺が画像の横の辺に対応する。一般に、投射画像は横
長サイズなので、基準面A上において各部材の実装面積
を小さくできる。この結果、ダイクロイックプリズムな
どを小型化して装置の小型化およびコスト低減をはかる
ことができる。
According to the first embodiment described above,
The following effects can be obtained. (1) Of the members constituting the projection type display device unit 100, members other than the light source 101 and the folding mirror 102 (fly eye integrators 103 and 104, color separation optical systems 105 and 108, polarization separation and light analysis colors). Polarizing beam splitters 109B, 109G, 10 for each light
9R, reflective light valves 110B and 11 for each color light
0G, 110R, color combining optical system 111) as virtual reference plane A
Since the members are arranged vertically above, it is easier to adjust the optical axis and the like as compared with the case where the members are separately arranged on a plurality of different reference planes. (2) Since the light from the light source 101 is guided onto the reference plane A by the bending mirror 102, the discharge direction of the lamp 101a of the light source 101 is matched with the direction of gravity regardless of the direction of the reference plane A ( Parallel to the Z-axis). As a result, a vertical lighting type lamp can be used as the lamp 101a, and the lamp life can be extended. (3) The bending mirror 102 bends the optical axis of the light flux of the light source traveling in the Z-axis direction at a right angle so as to travel on the reference plane A in the X-axis direction. The projection lens 112 has a mirror 112m inside, bends an incident optical axis parallel to the X axis at a right angle, and emits the light toward a bending mirror 200 at an optical axis perpendicular to the incident optical axis and perpendicular to the reference plane A. To do. As a result, the height of the projection display apparatus unit 100 in the Z-axis direction can be suppressed, so that the apparatus can be downsized. (4) The reference plane A is inclined so as to form an angle of α = 15 degrees with the XY plane perpendicular to the direction of gravity. X parallel to the folding mirror 200 and the transmission screen 300
The angle θ with the Z plane is θ =
Set to 37.5 degrees. As a result, α = 0 degree (θ = 45
The projection length of the bending mirror 200 on the Y axis can be shortened as compared with the case of (degree), so that the device can be downsized. (5) Regarding the first lens plate 103 and the second lens plate 104 that form the fly-eye integrator, the plurality of lenses 103a that form the first lens plate 103 arranged in a matrix form the light valves 110R and 110R, respectively.
It has a rectangular shape in which the effective pixel area by G and 110B is proportionally reduced. Since the first lens plate 103 and the second lens plate 104 are arranged vertically on the reference plane A, the light valves 110R, 110G, and 110 are arranged.
B can be efficiently illuminated. (6) Since the optical axis is bent by the projection lens 112, the rectangular shape of each member arranged on the reference plane A is
A side horizontal to the reference plane A corresponds to a vertical side of the image, and a side vertical to the reference plane A corresponds to a horizontal side of the image. In general, since the projected image is horizontally long, the mounting area of each member on the reference plane A can be reduced. As a result, the dichroic prism and the like can be downsized, and the device can be downsized and the cost can be reduced.

【0031】上述した説明では、基準面Aと重力の向き
に垂直なXY平面との間の角度α=15度の例を説明し
た。角度αの値は、0<α<45度の範囲であれば、折
り曲げミラー200の傾きθとの兼ね合いで適宜決定し
てよい。
In the above description, an example in which the angle α = 15 degrees between the reference plane A and the XY plane perpendicular to the direction of gravity has been described. The value of the angle α may be appropriately determined in consideration of the inclination θ of the folding mirror 200 within the range of 0 <α <45 degrees.

【0032】また、以上の説明では、均一照明を行うた
めに第1レンズ板103および第2レンズ板104によ
るフライアイインテグレータを使用したが、他の方法と
してロッドインテグレータを使用するようにしてもよ
い。ロッドインテグレータは、その断面形状をライトバ
ルブの有効画素領域である長方形形状と比例形状にする
ガラスロッドを使用するものである。この場合にも、ロ
ッドインテグレータを上記基準面A上に配設するとき、
ロッドインテグレータの断面の長方形形状の各辺のうち
長辺を基準面Aに垂直にし、短辺を基準面Aに水平にす
るように配設する。
Further, in the above description, the fly-eye integrator using the first lens plate 103 and the second lens plate 104 is used for performing uniform illumination, but a rod integrator may be used as another method. . The rod integrator uses a glass rod whose cross-sectional shape is proportional to the rectangular shape which is the effective pixel area of the light valve. Also in this case, when the rod integrator is arranged on the reference plane A,
Of the rectangular sides of the cross section of the rod integrator, the long sides are arranged perpendicular to the reference plane A and the short sides are arranged horizontally on the reference plane A.

【0033】以上の説明で用いた基準面Aは、わかりや
すく説明するために設けた仮想面であるので、実際の装
置内に必ずしも設けなくてもよい。
Since the reference plane A used in the above description is a virtual plane provided for the sake of easy understanding, it does not necessarily have to be provided in an actual device.

【0034】−第二の実施の形態− 第一の実施の形態では、透過スクリーン300の中央を
通る軸の入射角がスクリーン300に垂直としたが、入
射角がスクリーン300に対して垂直でなくてもよい。
図4は、第二の実施の形態による背面投射型表示装置の
側面図である。第一の実施の形態による図2の側面図と
同一の構成部材は、同じ符号を記して説明を省略する。
図4において、透過スクリーン300の中央を通る軸
は、入射角度βにて入射される。すなわち、折り曲げミ
ラー200と透過スクリーン300に平行なXZ平面と
の間の角度θ2は、第一の実施の形態による角度θと比
較して大きい値をとる。この場合には、基準面AとXY
平面に平行な水平面Hとの間の角度α2、角度θ2、お
よび入射角度β間には次式(2)が成立する。
Second Embodiment In the first embodiment, the incident angle of the axis passing through the center of the transmissive screen 300 is perpendicular to the screen 300, but the incident angle is not perpendicular to the screen 300. May be.
FIG. 4 is a side view of the rear projection display device according to the second embodiment. The same members as those in the side view of FIG. 2 according to the first embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
In FIG. 4, the axis passing through the center of the transmissive screen 300 is incident at an incident angle β. That is, the angle θ2 between the folding mirror 200 and the XZ plane parallel to the transmission screen 300 has a larger value than the angle θ according to the first embodiment. In this case, the reference plane A and XY
The following expression (2) is established between the angle α2, the angle θ2, and the incident angle β with the horizontal plane H parallel to the plane.

【数2】 α2=90−2・θ2±β (2) なお、±βの符号は、図4のようにスクリーン400へ
の入射光軸が水平方向より下向きに入射した場合は、法
線との入射角β(βは0または正の値)を+βとする。
また、±βの符号は、スクリーン400への入射光軸が
水平方向より上向きに入射した場合は、法線との入射角
β(βは0または正の値)を−βとする。
## EQU00002 ## .alpha.2 = 90-2.theta.2. ± ..beta. (2) The sign of. ± ..beta. Is the normal line when the incident optical axis to the screen 400 is downward from the horizontal direction as shown in FIG. The incident angle β of β (β is 0 or a positive value) is + β.
Further, the sign of ± β indicates that the incident angle β with the normal line (β is 0 or a positive value) is −β when the incident optical axis on the screen 400 is incident above the horizontal direction.

【0035】以上説明した第二の実施の形態によれば、
第一の実施の形態と同様の作用効果の他に、背面投射型
表示装置の奥行き(図のY軸方向)を小さくすることが
できる。
According to the second embodiment described above,
In addition to the same effect as the first embodiment, the depth of the rear projection display device (Y-axis direction in the drawing) can be reduced.

【0036】−第三の実施の形態− 第三の実施の形態では、反射型ライトバルブの代わりに
透過型ライトバルブが用いられる。図5は、透過型ライ
トバルブを用いた背面投射型表示装置の光学系を示す斜
視構成図である。図5において、第一の実施の形態によ
る図1の斜視構成図と同一の構成部材は、同じ符号を記
して説明を省略する。
-Third Embodiment- In the third embodiment, a transmissive light valve is used instead of the reflective light valve. FIG. 5 is a perspective configuration diagram showing an optical system of a rear projection display device using a transmissive light valve. 5, the same components as those in the perspective configuration diagram of FIG. 1 according to the first embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

【0037】背面投射型表示装置は、投射型表示装置部
100Bと、反射ミラー200と、透過スクリーン30
0とを有し、不図示の筐体に収容される。投射型表示装
置部100Bは、光源101と、折り曲げミラー102
と、第1レンズ板103と、第2レンズ板104と、ク
ロスダイクロイックミラー115と、折り曲げミラー1
16ないし119と、透過型ライトバルブ120B、1
20Rおよび120Gと、クロスダイクロイックプリズ
ム121と、投射レンズ112とを有する。投射型表示
装置部100Bを構成する各部材のうち、光源101お
よび折り曲げミラー102以外の各部材は、仮想基準面
A上に垂直に配設される。
The rear projection type display device includes a projection type display device section 100B, a reflection mirror 200, and a transmission screen 30.
0, and is housed in a casing (not shown). The projection display unit 100B includes a light source 101 and a folding mirror 102.
, First lens plate 103, second lens plate 104, cross dichroic mirror 115, and bending mirror 1
16 to 119 and a transmissive light valve 120B, 1
It has 20R and 120G, a cross dichroic prism 121, and a projection lens 112. Among the members constituting the projection display apparatus 100B, the members other than the light source 101 and the bending mirror 102 are arranged vertically on the virtual reference plane A.

【0038】なお、基準面Aと重力の向きに垂直なXY
平面との間の角度α、および折り曲げミラー200と透
過スクリーン300に平行なXZ平面との間の角度θに
ついては、第一の実施の形態と同様である。
XY perpendicular to the reference plane A and the direction of gravity
The angle α between the plane and the angle θ between the folding mirror 200 and the XZ plane parallel to the transmission screen 300 are the same as those in the first embodiment.

【0039】折り曲げミラー102に入射される光源光
束は、その光軸がX軸方向に進行するように直角に折り
曲げられる。折り曲げミラー102によって折り曲げら
れた光源光束は、第1レンズ板103および第2レンズ
板104に入射される。第1レンズ板103および第2
レンズ板104は、後述するライトバルブ120B、1
20R、120Gのそれぞれを均一に照明する。
The light source luminous flux incident on the bending mirror 102 is bent at a right angle so that its optical axis advances in the X-axis direction. The light source luminous flux bent by the folding mirror 102 is incident on the first lens plate 103 and the second lens plate 104. First lens plate 103 and second
The lens plate 104 includes light valves 120B and 1 to be described later.
Each of 20R and 120G is uniformly illuminated.

【0040】第2レンズ板104から射出される光源光
は、クロスダイクロイックミラー115に入射される。
クロスダイクロイックミラー105は、互いに直交する
ダイクロイックミラー115Bと、ダイクロイックミラ
ー115Rとで構成される。ダイクロイックミラー11
5Bおよび115Rは、基準面A上に垂直に配置されて
いる。ダイクロイックミラー115Bは、B(青)光反
射特性を有する。一方、ダイクロイックミラー105R
は、R(赤)光反射特性を有する。クロスダイクロイッ
クミラー115は、入射される光源光を、入射光軸に垂
直で互いに反対方向に進行するB光およびR光と、クロ
スダイクロイックミラー115を透過するG光とに色分
解する。このように、クロスダイクロイックミラー11
5は、光源光をB光、R光、およびG光からなる光の3
原色に色分解する色分解光学系を構成する。
The light source light emitted from the second lens plate 104 is incident on the cross dichroic mirror 115.
The cross dichroic mirror 105 includes a dichroic mirror 115B and a dichroic mirror 115R which are orthogonal to each other. Dichroic mirror 11
5B and 115R are arranged vertically on the reference plane A. The dichroic mirror 115B has a B (blue) light reflection characteristic. On the other hand, dichroic mirror 105R
Has an R (red) light reflection characteristic. The cross dichroic mirror 115 color-separates the incident light source light into B light and R light that travel in mutually opposite directions perpendicular to the incident optical axis and G light that passes through the cross dichroic mirror 115. In this way, the cross dichroic mirror 11
5 is a light source light, which is a light beam composed of B light, R light, and G light.
A color separation optical system that separates the primary colors is constructed.

【0041】折り曲げミラー116ないし119は、そ
れぞれ基準面A上に垂直に配置されている。色分解され
たB光は、折り曲げミラー116および118にて反射
され、透過型ライトバルブ120Bに入射される。色分
解されたR光は、折り曲げミラー117および119に
て反射され、透過型ライトバルブ120Rに入射され
る。色分解されたG光は、透過型ライトバルブ120G
に入射される。
The folding mirrors 116 to 119 are arranged vertically on the reference plane A, respectively. The color-separated B light is reflected by the bending mirrors 116 and 118, and enters the transmissive light valve 120B. The color-separated R light is reflected by the bending mirrors 117 and 119 and is incident on the transmissive light valve 120R. Color-separated G light is transmitted through the light valve 120G.
Is incident on.

【0042】ライトバルブ120B、120R、120
Gは、それぞれ基準面A上に垂直に配置されている。各
ライトバルブの有効画素領域は長方形形状を有する。そ
の長辺方向は基準面Aに垂直に配置され、その短辺方向
は基準面Aに平行に配置される。ライトバルブ120
B、120R、120Gのそれぞれで変調された各色の
光は、クロスダイクロイックプリズム121で色合成さ
れ、投射レンズ112により折り曲げミラー200に投
射される。折り曲げミラー200が投射光を反射するこ
とにより、透過スクリーン300にフルカラー像が形成
される。
Light valves 120B, 120R, 120
Each G is arranged vertically on the reference plane A. The effective pixel area of each light valve has a rectangular shape. The long side direction is arranged perpendicular to the reference plane A, and the short side direction is arranged parallel to the reference plane A. Light valve 120
The light of each color modulated by each of B, 120R, and 120G is color-synthesized by the cross dichroic prism 121, and projected onto the folding mirror 200 by the projection lens 112. The folding mirror 200 reflects the projection light to form a full-color image on the transmissive screen 300.

【0043】以上説明した第三の実施の形態による透過
型ライトバルブを使用した投射表示装置でも、上述した
第一の実施の形態と同様に、光源の長寿命化と装置の小
型化を達成することが可能になる。
In the projection display device using the transmissive light valve according to the third embodiment described above, the life of the light source is extended and the device is downsized, as in the first embodiment. It will be possible.

【0044】第三の実施の形態に対して、第二の実施形
態と同様に、透過スクリーン300に対して入射角が直
角でない方式を採用してもよい。この場合には、奥行き
(Y軸方向)の小さい背面投射型表示装置を提供するこ
とができる。
As with the second embodiment, a method in which the incident angle is not right with respect to the transmissive screen 300 may be adopted for the third embodiment. In this case, a rear projection display device having a small depth (Y-axis direction) can be provided.

【0045】以上説明した第一の実施の形態ないし第三
の実施の形態では、ライトバルブを複数有する場合を例
に説明したが、単板式の投射型表示装置に本発明を適用
することもできる。
In the first to third embodiments described above, the case where a plurality of light valves are provided has been described as an example, but the present invention can also be applied to a single plate type projection display device. .

【0046】特許請求の範囲における各構成要素と、発
明の実施の形態における各構成要素との対応について説
明する。Z軸方向が、重力方向に対応する。折り曲げミ
ラー102,第1レンズ板103および第2レンズ板1
04が、照明光学系に対応する。反射型ライトバルブ1
10R,110Gおよび110B(透過型ライトバルブ
120R,120Gおよび120B)が、ライトバルブ
に対応する。投射レンズ112が、投射光学系に対応す
る。折り曲げミラー200が、反射光学系に対応する。
水平面Hが、重力方向と直交する面に対応する。角度α
が、基準面の傾きに対応する。クロスダイクロイックミ
ラー105およびダイクロイックミラー108(クロス
ダイクロイックミラー115)が、色分解光学系に対応
する。クロスダイクロイックプリズム111(121)
が、色合成光学系に対応する。
Correspondence between each component in the claims and each component in the embodiment of the invention will be described. The Z-axis direction corresponds to the gravity direction. Bending mirror 102, first lens plate 103, and second lens plate 1
Reference numeral 04 corresponds to the illumination optical system. Reflective light valve 1
10R, 110G and 110B (transmissive light valves 120R, 120G and 120B) correspond to the light valves. The projection lens 112 corresponds to the projection optical system. The folding mirror 200 corresponds to the reflection optical system.
The horizontal plane H corresponds to the plane orthogonal to the direction of gravity. Angle α
Corresponds to the inclination of the reference plane. The cross dichroic mirror 105 and the dichroic mirror 108 (cross dichroic mirror 115) correspond to the color separation optical system. Cross dichroic prism 111 (121)
Corresponds to the color combining optical system.

【0047】[0047]

【発明の効果】本発明によれば、ライトバルブによって
変調される光束を折り曲げて射出し、この射出光を反射
光学系で反射して透過スクリーンに像を投影する背面投
射型表示装置において、ライトバルブに垂直な面であっ
てライトバルブの一方の辺を含む仮想基準面が重力方向
と直交する面に対して所定の角度αをなすようにライト
バルブを配設し、放電電極の先端部を結ぶ直線を略重力
方向に合致させた光源からの光束を折り曲げて上記ライ
トバルブを照明するようにした。これにより、長寿命ラ
ンプを使用しつつ、装置を小型にすることができる。
According to the present invention, in a rear projection display device in which a light beam modulated by a light valve is bent and emitted, and the emitted light is reflected by a reflection optical system to project an image on a transmission screen. The light valve is arranged so that the virtual reference plane that is perpendicular to the bulb and that includes one side of the light bulb makes a predetermined angle α with respect to the plane orthogonal to the direction of gravity, and the tip of the discharge electrode is The light beam from the light source, in which the connecting straight line is aligned with the direction of substantially gravity, is bent to illuminate the light valve. This allows the device to be miniaturized while using a long-life lamp.

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

【図1】本発明の第一の実施の形態による背面投射型表
示装置の光学系を示す斜視構成図である。
FIG. 1 is a perspective configuration diagram showing an optical system of a rear projection display device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1の斜視構成図においてX軸に平行な方向か
ら見た背面投射型表示装置の側面図である。
FIG. 2 is a side view of the rear projection display device seen from a direction parallel to the X axis in the perspective configuration diagram of FIG.

【図3】基準面上に構成される投射型表示装置部の平面
構成図である。
FIG. 3 is a plan configuration diagram of a projection type display device unit configured on a reference surface.

【図4】第二の実施の形態による背面投射型表示装置の
側面図である。
FIG. 4 is a side view of a rear projection display device according to a second embodiment.

【図5】透過型ライトバルブを用いた背面投射型表示装
置の光学系を示す斜視構成図である。
FIG. 5 is a perspective configuration diagram showing an optical system of a rear projection type display device using a transmissive light valve.

【図6】従来の背面投射型表示装置を側面から見た断面
図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view of a conventional rear projection display device viewed from the side.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101…光源、 102,200
…折り曲げミラー、103…第1レンズ板、
104…第2レンズ板、105,115…クロスダ
イクロイックミラー、106,107,116ないし11
9…折り曲げミラー、108…ダイクロイックミラー、
109R,109G,109B…偏光ビームスプリッタ、
110R,110G,110B…反射型ライトバルブ、1
11,121…クロスダイクロイックプリズム、112
…投射レンズ、120R,120G,120B…透過型ラ
イトバルブ、300…透過スクリーン、 4
00…筐体
101 ... Light source, 102,200
… Bending mirror, 103… First lens plate,
104 ... Second lens plate, 105, 115 ... Cross dichroic mirror, 106, 107, 116 to 11
9 ... Bending mirror, 108 ... Dichroic mirror,
109R, 109G, 109B ... Polarizing beam splitter,
110R, 110G, 110B ... Reflective light valve, 1
11,121 ... Cross dichroic prism, 112
... Projection lens, 120R, 120G, 120B ... Transmissive light valve, 300 ... Transmissive screen, 4
00 ... Case

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H099 AA11 BA09 BA17 CA02 CA07 CA11 5C058 BA29 EA01 EA12 EA13 EA42 EA51 5C060 GA01 GB02 GB04 HC19 HC21   ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    F-term (reference) 2H099 AA11 BA09 BA17 CA02 CA07                       CA11                 5C058 BA29 EA01 EA12 EA13 EA42                       EA51                 5C060 GA01 GB02 GB04 HC19 HC21

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】放電電極の先端部を結ぶ直線を略重力方向
に合致させて照明光を供給する光源と、 前記光源からの光束を折り曲げて射出する照明光学系
と、 矩形の形状であって、画像信号に基づいて前記照明光学
系からの照明光を変調するライトバルブと、 前記ライトバルブからの変調光束を折り曲げて射出する
投射光学系と、 前記投射光学系からの射出光束を反射する反射光学系
と、 前記反射光学系からの反射光束による像が投影される透
過スクリーンとを有し、 前記ライトバルブに垂直な面であって前記ライトバルブ
の一方の辺を含む仮想基準面が重力方向と直交する面に
対して所定の角度αをなすように前記ライトバルブが配
設されることを特徴とする背面投射型表示装置。
1. A light source for supplying illumination light by aligning a straight line connecting the tips of discharge electrodes with a substantially gravitational direction, an illumination optical system for bending and emitting a light beam from the light source, and a rectangular shape. A light valve that modulates the illumination light from the illumination optical system based on an image signal; a projection optical system that bends and outputs the modulated light flux from the light valve; and a reflection that reflects the light flux emitted from the projection optical system. An optical system and a transmissive screen onto which an image of the reflected light flux from the reflective optical system is projected, and a virtual reference plane that is a surface perpendicular to the light valve and includes one side of the light valve is the direction of gravity. A rear projection display device, wherein the light valve is arranged so as to form a predetermined angle α with respect to a surface orthogonal to the surface.
【請求項2】請求項1に記載の背面投射型表示装置にお
いて、 前記照明光学系は、前記ライトバルブを均一に照明する
インテグレータを含み、 前記インテグレータは、前記ライトバルブの傾きに応じ
て配設されることを特徴とする背面投射型表示装置。
2. The rear projection display device according to claim 1, wherein the illumination optical system includes an integrator that uniformly illuminates the light valve, and the integrator is arranged according to an inclination of the light valve. And a rear projection display device.
【請求項3】請求項1に記載の背面投射型表示装置にお
いて、 前記透過スクリーンは、重力方向に平行に配設され、 前記透過スクリーンに平行な面と前記反射光学系との間
の角度θと、前記所定の角度αと、前記反射光束の中心
を通る軸が前記透過スクリーンへ入射する入射角βとの
間にα=90−2θ±βの関係を有することを特徴とす
る背面投射型表示装置。
3. The rear projection display device according to claim 1, wherein the transmissive screen is arranged parallel to the direction of gravity, and an angle θ between a plane parallel to the transmissive screen and the reflective optical system. And a predetermined angle α and an incident angle β at which the axis passing through the center of the reflected light beam enters the transmission screen, α = 90-2θ ± β. Display device.
【請求項4】請求項1ないし3のいずれかに記載の背面
投射型表示装置において、 前記ライトバルブは、反射型ライトバルブであることを
特徴とする背面投射型表示装置。
4. The rear projection display device according to claim 1, wherein the light valve is a reflective light valve.
【請求項5】請求項1ないし3のいずれかに記載の背面
投射型表示装置において、 前記ライトバルブは、透過型ライトバルブであることを
特徴とする背面投射型表示装置。
5. The rear projection display device according to claim 1, wherein the light valve is a transmissive light valve.
【請求項6】請求項1に記載の背面投射型表示装置にお
いて、 前記ライトバルブは、第1の画像信号に基づいて第1色
光を変調する第1のライトバルブと、第2の画像信号に
基づいて第2色光を変調する第2のライトバルブとを含
み、 前記照明光を前記第1色光と前記第2色光とに色分解す
る色分解光学系と、 前記第1のライトバルブによる変調光と前記第2のライ
トバルブによる変調光とを色合成する色合成光学系とを
さらに有し、 前記第1のライトバルブ、前記第2のライトバルブ、前
記色分解光学系、および前記色合成光学系のそれぞれ
は、画像のアスペクト比に対応して長方形状の有効領域
を有し、前記有効領域の短辺を前記仮想基準面に対して
平行にするとともに、前記有効領域の長辺を前記仮想基
準面に対して垂直にするように配設されることを特徴と
する背面投射型表示装置。
6. The rear projection display device according to claim 1, wherein the light valve includes a first light valve that modulates a first color light based on a first image signal and a second image signal. A second light valve that modulates a second color light based on the first light valve, and a color separation optical system that color-separates the illumination light into the first color light and the second color light. And a color combining optical system for color combining the modulated light by the second light valve, the first light valve, the second light valve, the color separating optical system, and the color combining optical. Each of the systems has a rectangular effective area corresponding to the aspect ratio of the image, the short side of the effective area is parallel to the virtual reference plane, and the long side of the effective area is the virtual side. To be perpendicular to the reference plane A rear projection type display device characterized in that the rear projection type display device is arranged.
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