JP2005106947A - Image display device - Google Patents

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JP2005106947A JP2003337563A JP2003337563A JP2005106947A JP 2005106947 A JP2005106947 A JP 2005106947A JP 2003337563 A JP2003337563 A JP 2003337563A JP 2003337563 A JP2003337563 A JP 2003337563A JP 2005106947 A JP2005106947 A JP 2005106947A
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Saburo Sugawara
三郎 菅原
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To miniaturize a projection image display device for use in a liquid crystal projector or the like. <P>SOLUTION: The image display device has a plurality of image modulation elements having an approximately rectangular image display surfaces and a projection optical system which includes a color compositing system for compositing a plurality of color light beams emitted from the plurality of image modulation elements and projects the composited color light beams onto a projection surface. A direction in which the plurality of color light beams emitted from the plurality of image modulation elements are composited is practically parallel with the direction of a short side of the image display surface. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、液晶プロジェクターなどに使用される投写型画像表示装置に関するものである。   The present invention relates to a projection type image display apparatus used for a liquid crystal projector or the like.

従来、液晶プロジェクターにおいては、特許文献1に示すように、互いに波長域が異なる光を反射する2つのダイクロイックミラー層をX字状にプリズム内部に配置したクロスダイクロプリズムが色合成に用いられてきた。クロスダイクロプリズムは、2つのダイクロイックミラー層をX字状にプリズム内部に配置しているので、色合成プリズムを小型にできる利点がある。また、投射レンズと液晶パネルの間がプリズムで埋められるため、空気換算したバックフォーカスを短くできる利点があり、投射レンズの小型化に有利である。   Conventionally, in a liquid crystal projector, as shown in Patent Document 1, a cross dichroic prism in which two dichroic mirror layers that reflect light having different wavelength ranges are arranged in an X shape inside a prism has been used for color synthesis. . Since the cross dichroic prism has two dichroic mirror layers arranged in an X shape inside the prism, there is an advantage that the color combining prism can be made small. Further, since the space between the projection lens and the liquid crystal panel is filled with a prism, there is an advantage that the back focus converted to air can be shortened, which is advantageous for miniaturization of the projection lens.

また、クロスダイクロプリズム以外のプリズムを用いて色合成を行ったものとして特許文献2等がある。
特開平09−318907号公報 特開2001−290010号公報
Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-228707 discloses color synthesis using a prism other than a cross dichroic prism.
JP 09-318907 A JP 2001-290010 A

しかしながら、従来のように横長(水平方向の長さが鉛直方向の長さに比べて長い)の画像を投射する画像表示装置において、赤用の液晶パネル、青用の液晶パネル、緑用の液晶パネルから出射したそれぞれの色光を、水平面内において色合成しようとするためには、それぞれのパネルで形成された画像が横長の画像であるために、色合成プリズムが大型化してしまうという問題があった。   However, in an image display device that projects a horizontally long image (the length in the horizontal direction is longer than the length in the vertical direction) as in the prior art, the liquid crystal panel for red, the liquid crystal panel for blue, and the liquid crystal for green In order to color-combine each color light emitted from the panel in a horizontal plane, the image formed by each panel is a horizontally long image, so that there is a problem that the color synthesis prism is enlarged. It was.

さらに、クロスダイクロプリズムは、4つの三角柱から構成されており、製造上、個々のプリズムの角度精度や接合精度を高めないと、ダイクロイックミラー層の段差や角度ずれが発生しやすく、スクリーン上に線状パターンを投影したときの像割れや、スクリーンに一様な明るさの像を投影したときにスクリーン中心付近に薄明るい縦スジ薄暗い縦スジが発生しやすいという欠点を有していた。   Furthermore, the cross dichroic prism is composed of four triangular prisms. If the angle accuracy and bonding accuracy of individual prisms are not increased in manufacturing, steps and angular deviations of the dichroic mirror layer are likely to occur, and lines on the screen. Image defects when projecting a pattern, and light and dark vertical lines are likely to occur near the center of the screen when an image with uniform brightness is projected on the screen.

以上の課題を解決するために、本発明の画像表示装置は、略長方形形状の画像表示面を有する複数の画像変調素子と、前記複数の画像変調素子から出射した複数の色光を色合成する色合成系を含み、該色合成された複数の色光を被投影面に投影する投影光学系とを有する画像表示装置であって、前記複数の画像変調素子から出射した複数の色光を色合成する際の色合成方向が、前記画像表示面の短辺方向とが実質的に平行であることを特徴としている。   In order to solve the above-described problems, an image display device according to the present invention includes a plurality of image modulation elements having a substantially rectangular image display surface, and a color for color combining a plurality of color lights emitted from the plurality of image modulation elements. A projection optical system that includes a synthesis system and projects a plurality of color lights that have undergone color synthesis onto a projection surface, and performs color synthesis of the plurality of color lights emitted from the plurality of image modulation elements The color composition direction is substantially parallel to the short side direction of the image display surface.

ここで、前記色合成系が、2つのダイクロイック層を含み、前記複数の画像変調素子から出射した複数の色光を合成する色合成プリズムを有しており、前記2つのダイクロイック層は互いに交差しないことが好ましい。   Here, the color composition system includes two dichroic layers, has a color composition prism that synthesizes a plurality of color lights emitted from the plurality of image modulation elements, and the two dichroic layers do not cross each other. Is preferred.

また、前記色合成系が前記複数の画像変調素子から出射した複数の色光それぞれが入射する複数の入射面を有し、前記複数の色光を色合成する色合成プリズムを有しており、前記複数の画像表示面のうちの第1画像表示面の中心を通り、該第1画像表示面に対して垂直な直線が、該第1画像表示面から出射した光が入射する前記複数の入射面のうちの第1入射面の中心を通り、該第1入射面に対して垂直な直線に対して、シフトしていることが好ましい。   In addition, the color synthesis system includes a plurality of incident surfaces on which a plurality of color lights emitted from the plurality of image modulation elements are incident, and includes a color synthesis prism that color-synthesizes the plurality of color lights. A straight line that passes through the center of the first image display surface of the image display surfaces and is perpendicular to the first image display surface has a plurality of incident surfaces on which light emitted from the first image display surface is incident. It is preferable to shift with respect to a straight line that passes through the center of the first incident surface and is perpendicular to the first incident surface.

また、前記色合成系が前記複数の画像変調素子から出射した複数の色光それぞれが入射する複数の入射面を有し、前記複数の色光を色合成する色合成プリズムを有しており、前記複数の入射面はそれぞれ互いに異なるプリズム上に配置されており、前記複数の入射面のうち、前記複数の画像表示面のうちの第1画像表示面から出射した光が入射する面を第1入射面、前記第1入射面を有するプリズムと隣接したプリズムが有する面のうち第2画像表示面から光が入射する面を第2入射面としたとき、前記第1画像表示面の中心を通り該第1画像表示面に垂直な直線は、前記第1入射面の中心を通り該第1入射面に対して垂直な直線に関して、前記第2入射面と反対側にシフトしていることが好ましい。   In addition, the color synthesis system includes a plurality of incident surfaces on which a plurality of color lights emitted from the plurality of image modulation elements are incident, and includes a color synthesis prism that color-synthesizes the plurality of color lights. Of the plurality of incident surfaces, the surface on which light emitted from the first image display surface of the plurality of image display surfaces is incident is the first incident surface. When the surface on which light enters from the second image display surface among the surfaces of the prism having the first incident surface and the prism adjacent thereto is defined as the second incident surface, the second image display surface passes through the center of the first image display surface. It is preferable that a straight line perpendicular to one image display surface is shifted to the opposite side to the second incident surface with respect to a straight line passing through the center of the first incident surface and perpendicular to the first incident surface.

また、前記複数の画像変調素子のうち、前記第1の画像変調素子から出射した光が入射する第1入射面を有する第1プリズムと、前記複数の画像変調素子のうち、前記第2の画像変調素子から出射した光が入射する第2入射面を有する第2プリズムと、前記複数の画像変調素子のうち、前記第3の画像変調素子から出射した光が入射する第3入射面を有する第3プリズムと、前記第1の画像変調素子から出射した色光を透過し、前記第1の画像変調素子から出射した光を反射する第1ダイクロイック層と、前記第1の画像変調素子及び前記第2の画像変調素子から出射した色光を透過し、前記第3の画像変調素子から出射した光を反射する第2ダイクロイック層とを備えており、前記画像表示面の中心を通り前記画像表示面に垂直な直線は、前記第1入射面の中心を通り該第1入射面に垂直な直線に関して、前記第2入射面と反対側にシフトしていることが好ましい。   Further, among the plurality of image modulation elements, a first prism having a first incident surface on which light emitted from the first image modulation element is incident, and among the plurality of image modulation elements, the second image A second prism having a second incident surface on which light emitted from the modulation element is incident; and a third prism having a third incident surface on which light emitted from the third image modulation element is incident among the plurality of image modulation elements. Three prisms, a first dichroic layer that transmits color light emitted from the first image modulation element and reflects light emitted from the first image modulation element, the first image modulation element, and the second And a second dichroic layer that transmits color light emitted from the image modulation element and reflects light emitted from the third image modulation element, and passes through the center of the image display surface and is perpendicular to the image display surface. Straight line Respect serial straight line perpendicular to the center of the street first entrance surface of the first entrance surface, it is preferable that the shift to the opposite side to the second incident surface.

また、前記複数の画像変調素子のうち、前記第1の画像変調素子から出射した光が入射する第1入射面を有する第1プリズムと、前記複数の画像変調素子のうち、前記第2の画像変調素子から出射した光が入射する第2入射面を有する第2プリズムと、前記複数の画像変調素子のうち、前記第3の画像変調素子から出射した光が入射する第3入射面を有する第3プリズムと、前記第1の画像変調素子から出射した色光を透過し、前記第1の画像変調素子から出射した光を反射する第1ダイクロイック層と、前記第1の画像変調素子及び前記第2の画像変調素子から出射した色光を透過し、前記第3の画像変調素子から出射した光を反射する第2ダイクロイック層とを備えており、前記画像表示面の中心を通り前記画像表示面に垂直な直線は、前記第1入射面の中心を通り該第1入射面に垂直な直線に関して、前記第3入射面と同じ方向にシフトしていることが好ましい。   Further, among the plurality of image modulation elements, a first prism having a first incident surface on which light emitted from the first image modulation element is incident, and among the plurality of image modulation elements, the second image A second prism having a second incident surface on which light emitted from the modulation element is incident; and a third prism having a third incident surface on which light emitted from the third image modulation element is incident among the plurality of image modulation elements. Three prisms, a first dichroic layer that transmits color light emitted from the first image modulation element and reflects light emitted from the first image modulation element, the first image modulation element, and the second image modulation element. And a second dichroic layer that transmits color light emitted from the image modulation element and reflects light emitted from the third image modulation element, and passes through the center of the image display surface and is perpendicular to the image display surface. Straight line Respect serial straight line perpendicular to the center of the street first entrance surface of the first entrance surface, it is preferable that the shift in the same direction as the third incident surface.

ここで、前記色合成系が、前記全反射面と透過面を兼ねる面を最も射出側に有し、互いに波長域が異なる光を反射する2つのダイクロイックミラー層をプリズム内部に有し、該2つのダイクロイックミラー層はプリズム内部で交差しない少なくとも3つ以上のプリズムより構成される色合成プリズムを備えることが好ましい。   Here, the color synthesizing system has two dichroic mirror layers in the prism that have the surface that doubles as the total reflection surface and the transmission surface on the most exit side, and reflects light having different wavelength ranges. Each of the dichroic mirror layers preferably includes a color synthesis prism composed of at least three or more prisms that do not intersect inside the prism.

前記複数の画像変調素子のうち少なくとも1つの画像変調素子に関して、前記少なくとも1つの画像変調素子から出射した光が入射する入射面の中心を通り該入射面に垂直な直線と、前記入射面に光を入射させる画像変調素子の画像表示面の短辺方向の中心を通り該画像表示面に対して垂直な直線とが、色合成平面内において互いにシフトしていることが好ましい。   With respect to at least one image modulation element among the plurality of image modulation elements, a straight line passing through the center of the incident surface on which light emitted from the at least one image modulation element is incident, and light incident on the incident surface It is preferable that a straight line that passes through the center of the image display surface of the image modulation element on which the light is incident and is perpendicular to the image display surface are shifted from each other in the color synthesis plane.

また、前記画像表示装置の画像表示面の短辺方向の照明光学系のFナンバーが、他の方向より大きいことが好ましい。   Moreover, it is preferable that the F number of the illumination optical system in the short side direction of the image display surface of the image display device is larger than other directions.

光源からの光を略平行光に変換する放物面鏡と、前記放物面鏡から出射する光の少なくとも一部を前記放物面鏡に向かって反射する反射部材とを有することが好ましい。   It is preferable to have a parabolic mirror that converts light from the light source into substantially parallel light, and a reflecting member that reflects at least part of the light emitted from the parabolic mirror toward the parabolic mirror.

また、本発明の画像表示装置は、画像変調素子と、光源から発せられる光を略平行光に変換するため放物面鏡と、該放物面鏡からの出射光で前記画像変調素子を照明する照明光学系と、該放物面鏡から出射される該略平行光の少なくとも一部を前記放物面鏡を介して前記光源の発光点近傍に戻す反射板とを備えることを特徴としている。   The image display device of the present invention illuminates the image modulation element with an image modulation element, a parabolic mirror for converting light emitted from the light source into substantially parallel light, and light emitted from the parabolic mirror. And a reflector that returns at least a part of the substantially parallel light emitted from the parabolic mirror to the vicinity of the light emitting point of the light source via the parabolic mirror. .

また、本発明の画像表示装置は、略長方形状の画像表示面を含む画像変調素子と、光源から発せられる光を略平行光に変換するため放物面鏡と、該放物面鏡からの出射光で前記画像変調素子を照明する照明光学系と、該放物面鏡から出射される該略平行光の少なくとも一部を前記放物面鏡に戻す反射板とを備える画像表示装置であって、前記照明光学系が、前記画像表示面の短辺方向に関して、該放物面鏡から出射される光束径を圧縮することを特徴としている。   An image display device of the present invention includes an image modulation element including a substantially rectangular image display surface, a parabolic mirror for converting light emitted from a light source into substantially parallel light, and a parabolic mirror from the parabolic mirror. An image display device comprising: an illumination optical system that illuminates the image modulation element with emitted light; and a reflector that returns at least part of the substantially parallel light emitted from the parabolic mirror to the parabolic mirror. The illumination optical system compresses the diameter of the light beam emitted from the parabolic mirror in the short side direction of the image display surface.

また、本発明の画像表示装置は、略長方形状の画像表示面を含む画像変調素子と、光源から発せられる光を略平行光に変換するため放物面鏡と、該放物面鏡からの出射光で前記画像変調素子を照明する照明光学系と、該放物面鏡から出射される該略平行光の少なくとも一部を前記放物面鏡に戻す反射板とを備える画像表示装置であって、前記画像表示面の短辺方向の照明光学系のFナンバーを他の方向より暗したことを特徴としている。   An image display device of the present invention includes an image modulation element including a substantially rectangular image display surface, a parabolic mirror for converting light emitted from a light source into substantially parallel light, and a parabolic mirror from the parabolic mirror. An image display device comprising: an illumination optical system that illuminates the image modulation element with emitted light; and a reflector that returns at least part of the substantially parallel light emitted from the parabolic mirror to the parabolic mirror. The F number of the illumination optical system in the short side direction of the image display surface is darker than the other directions.

ここで、前記照明光学系が、前記画像表示面の短辺方向に関して、該放物面鏡から出射される光束径を圧縮することが好ましい。また、前記反射板は、コーナーキューブ形状の反射板であることが好ましい。   Here, it is preferable that the illumination optical system compresses the diameter of the light beam emitted from the parabolic mirror in the short side direction of the image display surface. The reflector is preferably a corner cube reflector.

ここで、略長方形状の画像表示面を含む画像変調素子と、光源から発せられる光を略平行光に変換するため放物面鏡と、前記画像表示面と実質的に相似な形状のレンズアレイを複数個マトリックス状に形成した第1レンズアレイ板と、前記画像表示面の短辺方向に正の屈折力を有する第1シリンドリカルレンズと、前記画像表示面の短辺方向に負の屈折力を有する第2シリンドリカルレンズと、前記画像表示面と実質的に相似な形状のレンズアレイを複数個マトリックス状に形成した第2レンズアレイ板とを有することが好ましい。   Here, an image modulation element including a substantially rectangular image display surface, a parabolic mirror for converting light emitted from the light source into substantially parallel light, and a lens array having a shape substantially similar to the image display surface A first lens array plate formed in a matrix, a first cylindrical lens having a positive refractive power in the short side direction of the image display surface, and a negative refractive power in the short side direction of the image display surface. It is preferable to include a second cylindrical lens having a second lens array plate in which a plurality of lens arrays having a shape substantially similar to the image display surface are formed in a matrix.

ここで、前記光源側から順に、前記第1レンズアレイ板、前記第1シリンドリカルレンズ、第2シリンドリカルレンズ、第2レンズアレイ板が配置されていることが好ましい。   Here, it is preferable that the first lens array plate, the first cylindrical lens, the second cylindrical lens, and the second lens array plate are disposed in order from the light source side.

また、前記第1レンズアレイ板と前記第1シリンドリカルレンズ、第2シリンドリカルレンズと第2レンズアレイ板がそれぞれ一体的に設けられていることが好ましい。   Preferably, the first lens array plate and the first cylindrical lens, and the second cylindrical lens and the second lens array plate are integrally provided.

また、該第2レンズアレイ板から出射される光束径を小さくして、画像表示素子の画像表示面の短辺方向の照明光学系のFナンバーを他の方向より暗したことが好ましい。   In addition, it is preferable that the diameter of the light beam emitted from the second lens array plate is made smaller so that the F number of the illumination optical system in the short side direction of the image display surface of the image display element is darker than the other directions.

また、本発明の画像表示装置は、略長方形形状の画像表示面を有する複数の画像変調素子と、光源からの光を複数の色光に分解する色分解系を含み、それぞれの色光で前記複数の画像表示素子を照明する照明光学系とを有する画像表示装置であって、前記光源からの光を複数の色光に分解する色分解方向と、前記画像表示面の短辺方向とが実質的に平行であることを特徴としている。   In addition, the image display device of the present invention includes a plurality of image modulation elements having a substantially rectangular image display surface and a color separation system that separates light from a light source into a plurality of color lights, and each of the plurality of color lights uses the plurality of color lights. An image display device having an illumination optical system for illuminating an image display element, wherein a color separation direction for separating light from the light source into a plurality of color lights and a short side direction of the image display surface are substantially parallel to each other. It is characterized by being.

本発明によれば、画像変調素子の画像表示面の短辺方向と平行なベクトル平面内で色合成を行なうように画像変調素子を配置することにより、小型な画像表示装置を実現することができる。   According to the present invention, a small image display device can be realized by arranging an image modulation element so as to perform color synthesis in a vector plane parallel to the short side direction of the image display surface of the image modulation element. .

以下、図面を用いて、実施例について詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the drawings.

図1は本発明第1実施例の投写型画像表示装置の鉛直方向断面における断面図を示す。   FIG. 1 shows a sectional view in a vertical section of a projection type image display apparatus according to a first embodiment of the present invention.

光源1から発せられた、白色光は、放物面鏡2により、略平行光に変換され、長方形のレンズ駒が複数個マトリックス状に形成された第1フライアイレンズ4により、第1フライアイレンズ4のマトリックスに対応する光源像を第2フライアイレンズ5上に形成し、第2フライアイレンズ5は、第1フライアイレンズ4のレンズ駒の像を液晶パネル側に投影するよう配置されている。   The white light emitted from the light source 1 is converted into substantially parallel light by the parabolic mirror 2, and the first fly-eye lens 4 in which a plurality of rectangular lens pieces are formed in a matrix is used. A light source image corresponding to the matrix of the lenses 4 is formed on the second fly-eye lens 5, and the second fly-eye lens 5 is arranged to project an image of the lens piece of the first fly-eye lens 4 on the liquid crystal panel side. Yes.

図3は、図1に記載した投写型画像表示装置を紙面下側からみた下面図(画像表示装置を鉛直方向から見たから見た図)を示し、偏光変換素子6の偏光分離膜6Aにより、P偏光は透過、S偏光は反射され、透過したS偏光は、1/2波長板6BによりP偏光光に変換される。よって偏光変換素子6を通過した光は、図1においては、紙面に対して垂直方向のS偏光光となる。遮光板6Cは、偏光変換されない不要光が、偏光変換素子6に入射しないようにするためのものである。   FIG. 3 shows a bottom view of the projection type image display device shown in FIG. 1 as viewed from the lower side of the drawing (view of the image display device as viewed from the vertical direction). By the polarization separation film 6A of the polarization conversion element 6, FIG. The P-polarized light is transmitted, the S-polarized light is reflected, and the transmitted S-polarized light is converted into P-polarized light by the half-wave plate 6B. Therefore, the light that has passed through the polarization conversion element 6 becomes S-polarized light in a direction perpendicular to the paper surface in FIG. The light shielding plate 6 </ b> C is for preventing unnecessary light that is not polarized and converted from being incident on the polarization conversion element 6.

図1にもどり、偏光変換素子6から出射された光は、凸レンズ7により集光され、第1ダイクロイックミラー8により、青色光は透過され、緑色光、赤色光は反射される。   Returning to FIG. 1, the light emitted from the polarization conversion element 6 is collected by the convex lens 7, the blue light is transmitted by the first dichroic mirror 8, and the green light and the red light are reflected.

第1ダイクロミラー8を透過した青色光は、反射ミラー9により反射され、凸レンズ10により略平行光に変換され、偏光板11を介して、画像変調素子12の画像表示面12A上に照明される。ここで、画像変調素子12の画像表示面12Aの短辺方向は、前記第1ダイクロイックミラー8による色分解平面(入射光と透過光、反射光の光路を含む平面)と実質的に平行である。後述の第2ダイクロイックミラーや色合成プリズムのダイクロイックミラー層DM1、DM2に関しても同様に色分解平面、色合成平面と定義することができるものとする。   The blue light transmitted through the first dichroic mirror 8 is reflected by the reflecting mirror 9, converted into substantially parallel light by the convex lens 10, and illuminated on the image display surface 12 A of the image modulation element 12 through the polarizing plate 11. . Here, the short side direction of the image display surface 12A of the image modulation element 12 is substantially parallel to a color separation plane (a plane including optical paths of incident light, transmitted light, and reflected light) by the first dichroic mirror 8. . Similarly, the second dichroic mirror and the dichroic mirror layers DM1 and DM2 of the color synthesis prism, which will be described later, can be defined as a color separation plane and a color synthesis plane.

第1ダイクロミラー1で反射された、緑色光、赤色光は、第2ダイクロイックミラーで、緑色光が反射され、赤色光が透過される。第2ダイクロイックミラーで反射された緑色光は、凸レンズ15により略平行光に変換され、偏光板16を介して、画像変調素子17の画像表示面17A上に照明される。ここで、画像表示面17Aの短辺方向は、第2ダイクロイックミラー14の色分解平面と実質的に平行である。   The green light and red light reflected by the first dichroic mirror 1 are reflected by the second dichroic mirror, and the red light is transmitted. The green light reflected by the second dichroic mirror is converted into substantially parallel light by the convex lens 15 and is illuminated on the image display surface 17A of the image modulation element 17 via the polarizing plate 16. Here, the short-side direction of the image display surface 17A is substantially parallel to the color separation plane of the second dichroic mirror 14.

第2ダイクロイックミラーを透過した赤色光は、凸レンズ19、反射ミラー20、凸レンズ21、反射ミラー22、正レンズ23を介して、略平行光に変換され、偏光板24を介して、画像変調素子25の画像表示面25A上に照明される。凸レンズ19,20,21により、凸レンズ19付近に結像される長方形の赤色光像を、画像表示素子面上25Aに、ほぼ等倍結像している。画像変調素子12,17,25でそれぞれ変調された青色光、緑色光、赤色光は、2つの異なる波長域の光を反射するダイクロイックミラー層DM1,DM2をプリズム内部に有する、三角柱プリズム27,28,29により構成される色合成プリズムにより、3色合成され、投射レンズ30を介して、不図示のスクリーンに投影される。   The red light that has passed through the second dichroic mirror is converted into substantially parallel light through the convex lens 19, the reflective mirror 20, the convex lens 21, the reflective mirror 22, and the positive lens 23, and then through the polarizing plate 24 to the image modulation element 25. The image display surface 25A is illuminated. By the convex lenses 19, 20, and 21, a rectangular red light image formed near the convex lens 19 is formed on the image display element surface 25A at approximately the same magnification. Triangular prisms 27 and 28 having dichroic mirror layers DM1 and DM2 that reflect light in two different wavelength ranges for the blue light, green light, and red light modulated by the image modulation elements 12, 17, and 25, respectively. , 29, the three colors are combined and projected onto a screen (not shown) via the projection lens 30.

詳しく説明すると、画像変調素子12で変調された青色光は、三角柱プリズム28に入射され、青色光を反射し、緑色光を透過するダイクロイックミラー層DM2により反射され、投射レンズ30に入射される。画像変調素子17で変調された緑色光は、三角柱プリズム29に入射され、青色光を反射し、緑色光を透過するダイクロイックミラー層DM2を透過し、赤色光を反射し、青色光および緑色光を透過するダイクロイックミラー層DM1を透過し、投射レンズ30に入射される。画像変調素子25で変調された赤色光は、三角柱プリズム27に入射され、面27Aで全反射され、赤色光を反射し、青色光および緑色光を透過するダイクロイックミラー層DM1により反射され、投射レンズ30に入射される。   More specifically, the blue light modulated by the image modulation element 12 is incident on the triangular prism 28, reflected by the dichroic mirror layer DM2 that reflects the blue light and transmits the green light, and enters the projection lens 30. The green light modulated by the image modulation element 17 enters the triangular prism 29, reflects blue light, passes through the dichroic mirror layer DM2 that transmits green light, reflects red light, and reflects blue light and green light. The light passes through the transmitting dichroic mirror layer DM1 and enters the projection lens 30. The red light modulated by the image modulation element 25 is incident on the triangular prism 27, is totally reflected by the surface 27A, reflects the red light, and is reflected by the dichroic mirror layer DM1 that transmits the blue light and the green light. 30 is incident.

ここで、ダイクロイックミラー層DM1,DM2の色合成平面は、実質的に同一平面であり、その色合成平面は、画像変調表示面12Aの短辺方向及び画像表示面17Aの短辺方向及び画像表示面25Aの短辺方向と実質的に平行であり、このように構成することによって、色合成面内の光束幅を狭めることができ、装置全体の色合成面内に関する小型化を図り、その結果、装置全体の小型化を図っている。   Here, the color synthesis planes of the dichroic mirror layers DM1 and DM2 are substantially the same plane, and the color synthesis plane includes the short side direction of the image modulation display surface 12A, the short side direction of the image display surface 17A, and the image display. The surface 25A is substantially parallel to the short side direction, and by configuring in this way, the light flux width in the color synthesis surface can be narrowed, and the size of the entire device in the color synthesis surface can be reduced. The whole device is downsized.

図7に図1の色合成投射光学系の断面図の詳細を示す。   FIG. 7 shows details of a cross-sectional view of the color synthesis projection optical system of FIG.

三角柱プリズム29の入射面の紙面内(紙面内に含まれる方向)の中心線PCL(三角柱プリズム29の入射面の中心を通り、三角柱プリズム29の入射面に対して垂直な線)に対して、画像変調素子17の画像表示面の中心線CL(画像表示面の中心を通り、画像表示面に対して垂直な線)は、紙面上側(三角柱プリズム27の入射面側)にずれた位置になるように、画像変調素子17が配置されている。   With respect to the center line PCL (the line passing through the center of the incident surface of the triangular prism 29 and perpendicular to the incident surface of the triangular prism 29) in the plane of the plane of incidence of the triangular prism 29 (direction included in the sheet). The center line CL (the line passing through the center of the image display surface and perpendicular to the image display surface) of the image modulation element 17 is shifted to the upper side of the paper (the incident surface side of the triangular prism 27). As described above, the image modulation element 17 is arranged.

三角柱プリズム29の入射面の紙面上端(三角柱プリズム29の入射面の最も三角柱プリズム27の入射面に近い端)から画像変調素子17の画像表示部17Aの短辺方向の中心までの距離L1と、三角柱プリズム29の紙面下端から画像変調素子17の画像表示部17Aの短辺方向の中心までの距離L2を比較すると、L2のほうがL1より大きくなるよう画像変調素子が配置されている。このような配置とすることで、画像変調素子17の画像表示面から紙面左上側に出射される光線ULと紙面左下側に出射される光線DLの色合成プリズムによるケラレを発生させることなく、色合成プリズムを小型化できる。画像変調素子17の画像表示面から紙面左上側に出射される光線ULと紙面左下側に出射される光線DLは、プリズム端面における、光線ULと光線DLと交差する点が、光線DLのほうが、画像変調素子17の画像表示部17Aからの距離が遠いため、画像表示部17Aの紙面方向の中心線CLを、三角柱プリズム29の入射面29Aの紙面方向の中心線より、上側に配置することが、色合成プリズムを小型化する上で好ましい。   A distance L1 from the upper end of the incident surface of the triangular prism 29 (the end of the incident surface of the triangular prism 29 closest to the incident surface of the triangular prism 27) to the center in the short side direction of the image display unit 17A of the image modulation element 17; When comparing the distance L2 from the lower end of the triangular prism prism 29 to the center of the image display unit 17A in the short side direction of the image modulation element 17, the image modulation element is arranged such that L2 is larger than L1. With such an arrangement, the color UL of the light beam UL emitted from the image display surface of the image modulation element 17 to the upper left side of the paper and the light beam DL emitted to the lower left side of the paper can be generated without causing vignetting. The composite prism can be downsized. The light beam UL emitted from the image display surface of the image modulation element 17 to the upper left side of the paper surface and the light beam DL emitted to the lower left side of the paper surface are such that the light beam DL intersects the light beam UL and the light beam DL at the prism end surface. Since the image modulation element 17 is far from the image display portion 17A, the center line CL in the paper surface direction of the image display portion 17A may be arranged above the center line in the paper surface direction of the incident surface 29A of the triangular prism 29. It is preferable for reducing the size of the color synthesis prism.

ここで、画像変調素子12の位置或いは三角柱プリズム29の向き(姿勢、三角柱プリズム29の中心線PCLに関する方位角)が変われば、画像表示面の中心線CLの三角柱プリズム29の入射面の中心線PCLに対するシフト方向は変化する。すなわち、画像表示面17Aの中心線CLは、その画像表示面17Aから出射する光が入射する三角柱プリズム29の入射面の中心線PCLに対して、三角柱プリズム29の1面と接触する面を有する三角柱プリズム28に出射光が入射する画像表示面12Aを備える画像変調素子12が配置されている方向と反対側にシフトするように配置されていることが好ましい。ここでは、画像表示面17Aの中心線CLは、三角柱プリズム29の入射面の中心線PCLに対して、画像変調素子12の配置位置と反対側に配置されている。   Here, if the position of the image modulation element 12 or the orientation of the triangular prism 29 (posture, azimuth angle with respect to the central line PCL of the triangular prism 29) changes, the center line of the incident surface of the triangular prism 29 on the center line CL of the image display surface. The shift direction with respect to PCL changes. That is, the center line CL of the image display surface 17A has a surface in contact with one surface of the triangular prism 29 with respect to the center line PCL of the incident surface of the triangular prism 29 on which light emitted from the image display surface 17A is incident. It is preferable that the triangular prism 28 is disposed so as to shift to the opposite side to the direction in which the image modulation element 12 including the image display surface 12A on which the emitted light enters the triangular prism 28. Here, the center line CL of the image display surface 17 </ b> A is arranged on the opposite side to the arrangement position of the image modulation element 12 with respect to the center line PCL of the incident surface of the triangular prism 29.

このように、色合成(及び色分解)を画像変調素子の表示面の短辺方向で行ない、かつ色合成プリズムの透過光路における入射面の中心よりも上側に画像変調素子の画像表示部の中心を最も出射側のプリズムの入射面側にずらすことにより、表示面の長辺方向で色合成(色分解)を行う場合より、色合成プリズムに向かう光束の色合成平面内における光束径を小さくすることができるため、色合成プリズムの大きさを小型化することができる。   In this way, color synthesis (and color separation) is performed in the short side direction of the display surface of the image modulation element, and the center of the image display unit of the image modulation element is located above the center of the incident surface in the transmission light path of the color synthesis prism. Is shifted to the entrance surface side of the prism on the most exit side, so that the light beam diameter in the color composition plane of the light beam toward the color composition prism is made smaller than when color composition (color separation) is performed in the long side direction of the display surface. Therefore, the size of the color synthesis prism can be reduced.

図1において、光源1から放物面反射鏡2の周辺部に出射される光は、コーナーキューブ形状の反射板3により、光源1にもどされ、再度放物面反射鏡2で反射され、第1フライアイ4に入射される。このような構成をとることにより、照明効率をほとんど損なうことなく、図1の紙面方向の光束径(色分解平面内の光束径、もしくは色合成平面内の光束径)を小さくする(圧縮する)ことが可能となる。   In FIG. 1, the light emitted from the light source 1 to the periphery of the parabolic reflector 2 is returned to the light source 1 by the corner cube-shaped reflector 3, reflected again by the parabolic reflector 2, 1 enters the fly eye 4. By adopting such a configuration, the light beam diameter in the paper direction in FIG. 1 (light beam diameter in the color separation plane or light beam diameter in the color composition plane) is reduced (compressed) without substantially impairing the illumination efficiency. It becomes possible.

反射板3をコーナーキューブ形状としているのは、平面の反射板では、照明光学系の光軸に対して、平行でない光が反射板に入射された場合、光源位置に正確に光をもどすことが難しく、照明効率があまり上がらないという問題がある。しかし、コーナーキューブ形状の反射板を用いれば、反射板に入射した角度のままで、光を放物面反射鏡2にもどすことが可能なため、反射板で反射された光を正確に光源にもどすことが可能となり、照明効率を改善することができるからである。   The reflecting plate 3 has a corner cube shape. In the case of a flat reflecting plate, when light that is not parallel to the optical axis of the illumination optical system is incident on the reflecting plate, the light can be accurately returned to the light source position. There is a problem that lighting efficiency is not so high. However, if a corner cube-shaped reflector is used, light can be returned to the parabolic reflector 2 at the angle incident on the reflector, so that the light reflected by the reflector can be accurately used as a light source. This is because the lighting efficiency can be improved.

このように構成することで、図1の紙面方向の照明光学系のFナンバーを図3紙面方向(色合成平面内の方向、色分解平面内の方向)より暗くすることができ、画像変調素子から出射される光束の拡がりもさらに小さくなるため、色合成プリズムをさらに小型化することができる。   With this configuration, the F-number of the illumination optical system in the direction of the paper in FIG. 1 can be made darker than the direction of the paper in FIG. 3 (direction in the color synthesis plane, direction in the color separation plane). Since the spread of the light beam emitted from the light source is further reduced, the color synthesis prism can be further reduced in size.

図1の紙面(色分解平面、もしくは色合成平面)内においては、画像変調素子の画像表示部の短辺方向と平行であり、短辺方向と同じ平面方向で、色分解、色合成を行うことにより、画像表示素子の表示部の長さが長辺方向より短くなる分、色分解のためのダイクロイックミラーや色合成プリズムを小型化することができる。色合成プリズムを小型化できると、投射レンズのバックフォーカスを短くでき、投射レンズの小型化にも有利となり、全体として、小型な投写型画像装置が実現できる。   In the plane of FIG. 1 (color separation plane or color synthesis plane), color separation and color synthesis are performed in the same plane direction as the short side direction, which is parallel to the short side direction of the image display unit of the image modulation element. As a result, the dichroic mirror and the color combining prism for color separation can be reduced in size by the length of the display portion of the image display element being shorter than the long side direction. If the color combining prism can be miniaturized, the back focus of the projection lens can be shortened, which is advantageous for miniaturization of the projection lens, and as a whole, a small projection type image device can be realized.

図2は、図1の正面図を示す。図2に示すように画像変調素子の画像表示部は、正面から見て、横長の長方形となっている。また、反射板3は、紙面上下方向に配置され、上下方向の反射鏡から出射される光束径を圧縮している。   FIG. 2 shows a front view of FIG. As shown in FIG. 2, the image display section of the image modulation element is a horizontally long rectangle when viewed from the front. The reflector 3 is arranged in the vertical direction of the paper, and compresses the diameter of the light beam emitted from the vertical reflecting mirror.

図4は本発明第2実施例の投写型画像表示装置の断面図を示す。尚、説明を省いた部分に関しては実施例1と同様である。   FIG. 4 is a sectional view of a projection type image display apparatus according to the second embodiment of the present invention. The parts that are not described are the same as those in the first embodiment.

光源1から発せられた、白色光は、放物面鏡2により、略平行光に変換され、第1フライアイレンズ31により、第1フライアイレンズ31のマトリックスに対応する光源像を第2フライアイレンズ32上に形成し、第2フライアイレンズ32は、第1フライアイレンズ31のレンズ駒の像を液晶パネル側に投影するよう配置されている。   White light emitted from the light source 1 is converted into substantially parallel light by the parabolic mirror 2, and a light source image corresponding to the matrix of the first fly-eye lens 31 is converted by the first fly-eye lens 31 into the second fly-eye lens 31. The second fly-eye lens 32 formed on the eye lens 32 is disposed so as to project an image of the lens piece of the first fly-eye lens 31 on the liquid crystal panel side.

ここで、第1フライアイレンズ31の画像変調素子側のレンズ面には、図4の紙面に平行な方向のみ正屈折力をもつシリンドリカルレンズ形状が形成されており、第2フライアイレンズ32の光源側のレンズ面には、図4の紙面に平行な方向のみ負屈折力をもつシリンドリカルレンズ形状が形成されており、反射鏡2から出射された光が図4の紙面と平行な方向において圧縮されるよう構成されている。   Here, a cylindrical lens shape having a positive refractive power only in the direction parallel to the paper surface of FIG. 4 is formed on the lens surface of the first fly-eye lens 31 on the image modulation element side. The lens surface on the light source side is formed with a cylindrical lens shape having a negative refractive power only in the direction parallel to the paper surface of FIG. 4, and the light emitted from the reflecting mirror 2 is compressed in the direction parallel to the paper surface of FIG. It is configured to be.

このような構成により、図4の紙面に平行な方向のFナンバーを紙面に垂直な方向(図5の紙面方向)より暗くすることにより、図4の紙面に平行な方向の光束の広がりを抑え、図4の紙面に平行な方向の照明光学系および色合成プリズムの小型化を実現している。   With such a configuration, the F number in the direction parallel to the paper surface of FIG. 4 is made darker than the direction perpendicular to the paper surface (the paper surface direction of FIG. 5), thereby suppressing the spread of the light flux in the direction parallel to the paper surface of FIG. The downsizing of the illumination optical system and the color synthesis prism in the direction parallel to the paper surface of FIG. 4 is realized.

図6は、図1を紙面下側からみた下面図を示し、偏光変換素子6の偏光分離膜6Aにより、P偏光は透過、S偏光は反射され、透過したS偏光は、1/2波長板6BによりP偏光光に変換される。よって偏光変換素子6を通過した光は、図1においては、紙面垂直方向のS偏光光となる。遮光板6Cは、偏光変換されない不要光が、偏光変換素子6に入射しないようにするためのものである。   FIG. 6 is a bottom view of FIG. 1 as viewed from the lower side of the drawing. The polarization separation film 6A of the polarization conversion element 6 transmits P-polarized light and reflects S-polarized light. It is converted into P-polarized light by 6B. Therefore, the light that has passed through the polarization conversion element 6 becomes S-polarized light in the direction perpendicular to the paper surface in FIG. The light shielding plate 6 </ b> C is for preventing unnecessary light that is not polarized and converted from being incident on the polarization conversion element 6.

図4にもどり、偏光変換素子6から出射された光は、凸レンズ7により集光され、第1ダイクロイックミラー8により、青色光は透過され、緑色光、赤色光は反射される。第1ダイクロミラー8を透過した青色光は、反射ミラー9により反射され、凸レンズ10により略平行光に変換され、偏光板11を介して、画像変調素子12の画像表示面12A上に照明される。   Returning to FIG. 4, the light emitted from the polarization conversion element 6 is collected by the convex lens 7, the blue light is transmitted by the first dichroic mirror 8, and the green light and the red light are reflected. The blue light transmitted through the first dichroic mirror 8 is reflected by the reflecting mirror 9, converted into substantially parallel light by the convex lens 10, and illuminated on the image display surface 12 A of the image modulation element 12 through the polarizing plate 11. .

第1ダイクロミラー1で反射された、緑色光、赤色光は、第2ダイクロイックミラーで、緑色光が反射され、赤色光が透過される。第2ダイクロイックミラーで反射された緑色光は、凸レンズ15により略平行光に変換され、偏光板16を介して、画像変調素子17の画像表示面17A上に照明される。   The green light and red light reflected by the first dichroic mirror 1 are reflected by the second dichroic mirror, and the red light is transmitted. The green light reflected by the second dichroic mirror is converted into substantially parallel light by the convex lens 15 and is illuminated on the image display surface 17A of the image modulation element 17 via the polarizing plate 16.

第2ダイクロイックミラーを透過した赤色光は、凸レンズ19、反射ミラー20、凸レンズ21、反射ミラー22、正レンズ23を介して、略平行光に変換され、偏光板24を介して、画像変調素子25の画像表示面25A上に照明される。凸レンズ19,20,21により、凸レンズ19付近に結像される長方形の赤色光像を、画像表示素子面上25Aに、ほぼ等倍結像している。画像変調素子12,17,25で変調された青色光、緑色光、赤色光は、2つの異なる波長域の光を反射するダイクロイックミラー層DM1,DM2をプリズム内部に有する、4つの三角柱プリズム33,34,35,36により構成される色合成プリズムにより、3色合成され、投射レンズ30を介して、不図示のスクリーンに投影される。図1の色合成プリズムに対して、プリズムを4つのプリズムで構成しているのは、色合成プリズムをさらに小型化するためである。ダイクロイックミラー層DM1,DM2の間に配置されるプリズムを2つに分割することで、画像変調素子17の画像表示部17Aから出射される光線UL,DLのプリズムによるケラレを発生させることなく、小型化を実現している。   The red light that has passed through the second dichroic mirror is converted into substantially parallel light through the convex lens 19, the reflective mirror 20, the convex lens 21, the reflective mirror 22, and the positive lens 23, and then through the polarizing plate 24 to the image modulation element 25. The image display surface 25A is illuminated. By the convex lenses 19, 20, and 21, a rectangular red light image formed near the convex lens 19 is formed on the image display element surface 25A at approximately the same magnification. The blue light, the green light, and the red light modulated by the image modulation elements 12, 17, and 25 have dichroic mirror layers DM1 and DM2 that reflect light in two different wavelength ranges, and four triangular prisms 33, Three colors are synthesized by a color synthesizing prism constituted by 34, 35, and 36, and projected onto a screen (not shown) via the projection lens 30. The reason why the prism is composed of four prisms with respect to the color synthesizing prism in FIG. 1 is to further reduce the size of the color synthesizing prism. By dividing the prism disposed between the dichroic mirror layers DM1 and DM2 into two, it is possible to reduce the size without generating vignetting by the prisms of the light rays UL and DL emitted from the image display unit 17A of the image modulation element 17. Has been realized.

ダイクロイックミラー層DM1,DM2の間に配置されるプリズムを2つに分割することで、画像変調素子17の画像表示部17Aから紙面左上側に出射される光線UL,紙面左下側に出射される光線DLと、プリズム端面の接する位置を、画像変調素子17の画像表示部17Aから上下ともに等しくできるので、三角柱プリズム35のプリズムの入射面の大きさを図1の三角柱プリズム29の入射面より小さくできた。   By dividing the prism disposed between the dichroic mirror layers DM1 and DM2, the light beam UL emitted from the image display unit 17A of the image modulation element 17 to the upper left side of the paper surface and the light beam emitted to the lower left side of the paper surface. Since the position where DL and the end face of the prism are in contact with each other can be made equal from the upper and lower sides from the image display unit 17A of the image modulation element 17, the size of the incident surface of the prism of the triangular prism 35 can be made smaller than the incident surface of the triangular prism 29 of FIG. It was.

図4の紙面方向は、画像変調素子の画像表示部の短辺方向と平行であり、短辺方向で、色分解、色合成を行うことにより、画像表示素子の表示部の長さが長辺方向より短くなる分、色分解のためのダイクロイックミラーや色合成プリズムを小型化できる。色合成プリズムを小型化できると、投射レンズのバックフォーカスを短くでき、投射レンズの小型化にも有利となり、全体として、小型な投写型画像装置が実現できる。   The paper surface direction in FIG. 4 is parallel to the short side direction of the image display unit of the image modulation element, and the length of the display unit of the image display element is long by performing color separation and color synthesis in the short side direction. The dichroic mirror and color composition prism for color separation can be reduced in size by being shorter than the direction. If the color combining prism can be miniaturized, the back focus of the projection lens can be shortened, which is advantageous for miniaturization of the projection lens, and as a whole, a small projection type image device can be realized.

図5は、図4の正面図を示す。図5に示すように画像変調素子の画像表示部は、正面から見て、横長の長方形となっている。   FIG. 5 shows a front view of FIG. As shown in FIG. 5, the image display section of the image modulation element is a horizontally long rectangle when viewed from the front.

さらに、本実施例において用いた色合成プリズムは、3つの三角柱プリズムにより構成していたが、四角柱プリズムや五角柱プリズム等であっても構わないし、三角柱プリズムに面取り等を施したものでも構わない。また、クロスダイクロイックプリズムを用いても良い。   Further, the color combining prism used in the present embodiment is composed of three triangular prisms, but may be a quadrangular prism, a pentagonal prism, or the like, or a triangular prism that is chamfered. Absent. Further, a cross dichroic prism may be used.

本発明第1実施例の投写型画像表示装置の断面図(画像変調素子の短辺方向)Sectional drawing of the projection type image display apparatus of 1st Example of this invention (the short side direction of an image modulation element) 本発明第1実施例の投写型画像表示装置の正面図The front view of the projection type image display apparatus of 1st Example of this invention 本発明第1実施例の投写型画像表示装置の下面図The bottom view of the projection type image display apparatus of 1st Example of this invention 本発明第2実施例の投写型画像表示装置の断面図(画像変調素子の短辺方向)Sectional drawing of the projection type image display apparatus of 2nd Example of this invention (short side direction of an image modulation element) 本発明第2実施例の投写型画像表示装置の正面図The front view of the projection type image display apparatus of 2nd Example of this invention 本発明第2実施例の投写型画像表示装置の下面図The bottom view of the projection type image display apparatus of 2nd Example of this invention 本発明第1実施例の投写型画像表示装置の投写系部分の断面図(画像変調素子の短辺方向)Sectional drawing of the projection system part of the projection type image display apparatus of 1st Example of this invention (short side direction of an image modulation element)

符号の説明Explanation of symbols

1 光源
2 放物面鏡
3 反射板
4、31 第1フライアイ
5、32 第2フライアイ
6 偏光変換素子
7、10、15、19、21、23 凸レンズ
8 第1ダイクロイックミラー
9 反射ミラー
11、13、16、18、24、26 偏光板
12、17、25 画像変調素子
14 第2ダイクロイックミラー
27、28、29、33、34、35、36 三角柱プリズム
30 投射レンズ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light source 2 Parabolic mirror 3 Reflector 4, 31 1st fly eye 5, 32 2nd fly eye 6 Polarization conversion element 7, 10, 15, 19, 21, 23 Convex lens 8 1st dichroic mirror 9 Reflection mirror 11, 13, 16, 18, 24, 26 Polarizing plate 12, 17, 25 Image modulation element 14 Second dichroic mirror 27, 28, 29, 33, 34, 35, 36 Triangular prism 30 Projection lens

Claims (19)

略長方形形状の画像表示面を有する複数の画像変調素子と、前記複数の画像変調素子から出射した複数の色光を色合成する色合成系を含み、該色合成された複数の色光を被投影面に投影する投影光学系とを有する画像表示装置であって、
前記複数の画像変調素子から出射した複数の色光を色合成する際の色合成方向が、前記画像表示面の短辺方向とが実質的に平行であることを特徴とする画像表示装置。
A plurality of image modulation elements having a substantially rectangular image display surface; and a color composition system for color-combining a plurality of color lights emitted from the plurality of image modulation elements. An image display device having a projection optical system for projecting onto
An image display device, wherein a color composition direction when color-combining a plurality of color lights emitted from the plurality of image modulation elements is substantially parallel to a short side direction of the image display surface.
前記色合成系が、2つのダイクロイック層を含み、前記複数の画像変調素子から出射した複数の色光を合成する色合成プリズムを有しており、
前記2つのダイクロイック層は互いに交差しないことを特徴とする請求項1記載の画像表示装置。
The color synthesis system includes two dichroic layers, and has a color synthesis prism that synthesizes a plurality of color lights emitted from the plurality of image modulation elements,
The image display apparatus according to claim 1, wherein the two dichroic layers do not intersect each other.
前記色合成系が前記複数の画像変調素子から出射した複数の色光それぞれが入射する複数の入射面を有し、前記複数の色光を色合成する色合成プリズムを有しており、
前記複数の画像表示面のうちの第1画像表示面の中心を通り、該第1画像表示面に対して垂直な直線が、該第1画像表示面から出射した光が入射する前記複数の入射面のうちの第1入射面の中心を通り、該第1入射面に対して垂直な直線に対して、シフトしていることを特徴とする請求項1又は2記載の画像表示装置。
The color composition system has a plurality of incident surfaces on which a plurality of color lights emitted from the plurality of image modulation elements are incident, and has a color composition prism that color-synthesizes the plurality of color lights.
The plurality of incident light beams that pass through the center of the first image display surface of the plurality of image display surfaces and that are perpendicular to the first image display surface are incident on the light emitted from the first image display surface. The image display device according to claim 1, wherein the image display device is shifted with respect to a straight line that passes through the center of the first incident surface of the surfaces and is perpendicular to the first incident surface.
前記色合成系が前記複数の画像変調素子から出射した複数の色光それぞれが入射する複数の入射面を有し、前記複数の色光を色合成する色合成プリズムを有しており、
前記複数の入射面はそれぞれ互いに異なるプリズム上に配置されており、
前記複数の入射面のうち、前記複数の画像表示面のうちの第1画像表示面から出射した光が入射する面を第1入射面、
前記第1入射面を有するプリズムと隣接したプリズムが有する面のうち第2画像表示面から光が入射する面を第2入射面としたとき、
前記第1画像表示面の中心を通り該第1画像表示面に垂直な直線は、前記第1入射面の中心を通り該第1入射面に対して垂直な直線に関して、前記第2入射面と反対側にシフトしていることを特徴とする請求項1乃至3いずれかに記載の画像表示装置。
The color composition system has a plurality of incident surfaces on which a plurality of color lights emitted from the plurality of image modulation elements are incident, and has a color composition prism that color-synthesizes the plurality of color lights.
The plurality of incident surfaces are arranged on different prisms, respectively.
Of the plurality of incident surfaces, a surface on which light emitted from the first image display surface of the plurality of image display surfaces is incident is a first incident surface,
When the surface on which light enters from the second image display surface among the surfaces of the prism adjacent to the prism having the first incident surface is the second incident surface,
A straight line passing through the center of the first image display surface and perpendicular to the first image display surface is a straight line passing through the center of the first incident surface and perpendicular to the first incident surface. 4. The image display device according to claim 1, wherein the image display device is shifted to the opposite side.
前記複数の画像変調素子のうち、前記第1の画像変調素子から出射した光が入射する第1入射面を有する第1プリズムと、
前記複数の画像変調素子のうち、前記第2の画像変調素子から出射した光が入射する第2入射面を有する第2プリズムと、
前記複数の画像変調素子のうち、前記第3の画像変調素子から出射した光が入射する第3入射面を有する第3プリズムと、
前記第1の画像変調素子から出射した色光を透過し、前記第1の画像変調素子から出射した光を反射する第1ダイクロイック層と、
前記第1の画像変調素子及び前記第2の画像変調素子から出射した色光を透過し、前記第3の画像変調素子から出射した光を反射する第2ダイクロイック層とを備えており、
前記画像表示面の中心を通り前記画像表示面に垂直な直線は、前記第1入射面の中心を通り該第1入射面に垂直な直線に関して、前記第2入射面と反対側にシフトしていることを特徴とする請求項1乃至4いずれかに記載の画像表示装置。
A first prism having a first incident surface on which light emitted from the first image modulation element is incident among the plurality of image modulation elements;
A second prism having a second incident surface on which light emitted from the second image modulation element is incident among the plurality of image modulation elements;
A third prism having a third incident surface on which light emitted from the third image modulation element is incident among the plurality of image modulation elements;
A first dichroic layer that transmits the color light emitted from the first image modulation element and reflects the light emitted from the first image modulation element;
A second dichroic layer that transmits the color light emitted from the first image modulation element and the second image modulation element and reflects the light emitted from the third image modulation element;
A straight line passing through the center of the image display surface and perpendicular to the image display surface is shifted to the opposite side of the second entrance surface with respect to a straight line passing through the center of the first entrance surface and perpendicular to the first entrance surface. The image display device according to claim 1, wherein the image display device is an image display device.
前記複数の画像変調素子のうち、前記第1の画像変調素子から出射した光が入射する第1入射面を有する第1プリズムと、
前記複数の画像変調素子のうち、前記第2の画像変調素子から出射した光が入射する第2入射面を有する第2プリズムと、
前記複数の画像変調素子のうち、前記第3の画像変調素子から出射した光が入射する第3入射面を有する第3プリズムと、
前記第1の画像変調素子から出射した色光を透過し、前記第1の画像変調素子から出射した光を反射する第1ダイクロイック層と、
前記第1の画像変調素子及び前記第2の画像変調素子から出射した色光を透過し、前記第3の画像変調素子から出射した光を反射する第2ダイクロイック層とを備えており、
前記画像表示面の中心を通り前記画像表示面に垂直な直線は、前記第1入射面の中心を通り該第1入射面に垂直な直線に関して、前記第3入射面と同じ方向にシフトしていることを特徴とする請求項1乃至5いずれかに記載の画像表示装置。
A first prism having a first incident surface on which light emitted from the first image modulation element is incident among the plurality of image modulation elements;
A second prism having a second incident surface on which light emitted from the second image modulation element is incident among the plurality of image modulation elements;
A third prism having a third incident surface on which light emitted from the third image modulation element is incident among the plurality of image modulation elements;
A first dichroic layer that transmits the color light emitted from the first image modulation element and reflects the light emitted from the first image modulation element;
A second dichroic layer that transmits the color light emitted from the first image modulation element and the second image modulation element and reflects the light emitted from the third image modulation element;
A straight line passing through the center of the image display surface and perpendicular to the image display surface is shifted in the same direction as the third entrance surface with respect to a straight line passing through the center of the first entrance surface and perpendicular to the first entrance surface. The image display device according to claim 1, wherein the image display device is an image display device.
前記色合成系が、前記全反射面と透過面を兼ねる面を最も射出側に有し、互いに波長域が異なる光を反射する2つのダイクロイックミラー層をプリズム内部に有し、該2つのダイクロイックミラー層はプリズム内部で交差しない少なくとも3つ以上のプリズムより構成される色合成プリズムを備えることを特徴とする請求項1乃至6いずれかに記載の画像表示装置。   The color synthesizing system has two dichroic mirror layers in the prism, the two dichroic mirror layers having the surface which serves as the total reflection surface and the transmission surface on the most exit side and reflecting light having different wavelength ranges from each other. The image display device according to claim 1, wherein the layer includes a color synthesis prism including at least three prisms that do not intersect inside the prism. 前記複数の画像変調素子のうち少なくとも1つの画像変調素子に関して、
前記少なくとも1つの画像変調素子から出射した光が入射する入射面の中心を通り該入射面に垂直な直線と、前記入射面に光を入射させる画像変調素子の画像表示面の短辺方向の中心を通り該画像表示面に対して垂直な直線とが、色合成平面内において互いにシフトしていることを特徴とする請求項1乃至7いずれかに記載の画像表示装置。
Regarding at least one of the plurality of image modulation elements,
A straight line that passes through the center of the incident surface on which light emitted from the at least one image modulation element is incident and is perpendicular to the incident surface, and the center in the short side direction of the image display surface of the image modulation element that causes light to enter the incident surface The image display device according to claim 1, wherein a straight line that passes through the image display surface and is perpendicular to the image display surface is shifted in the color synthesis plane.
前記画像表示装置の画像表示面の短辺方向の照明光学系のFナンバーが、他の方向より大きいことを特徴とする請求項1乃至8いずれかに記載の画像表示装置。   9. The image display device according to claim 1, wherein an F number of an illumination optical system in a short side direction of the image display surface of the image display device is larger than other directions. 光源からの光を略平行光に変換する放物面鏡と、前記放物面鏡から出射する光の少なくとも一部を前記放物面鏡に向かって反射する反射部材とを有することを特徴とする請求項1乃至9いずれかに記載の画像表示装置。   A parabolic mirror that converts light from the light source into substantially parallel light; and a reflecting member that reflects at least a part of the light emitted from the parabolic mirror toward the parabolic mirror. The image display device according to claim 1. 画像変調素子と、光源から発せられる光を略平行光に変換するため放物面鏡と、該放物面鏡からの出射光で前記画像変調素子を照明する照明光学系と、該放物面鏡から出射される該略平行光の少なくとも一部を前記放物面鏡を介して前記光源の発光点近傍に戻す反射板とを備えることを特徴とする画像表示装置。   An image modulation element, a parabolic mirror for converting light emitted from the light source into substantially parallel light, an illumination optical system that illuminates the image modulation element with light emitted from the parabolic mirror, and the paraboloid An image display device comprising: a reflecting plate that returns at least a part of the substantially parallel light emitted from a mirror to the vicinity of a light emitting point of the light source through the parabolic mirror. 略長方形状の画像表示面を含む画像変調素子と、光源から発せられる光を略平行光に変換するため放物面鏡と、該放物面鏡からの出射光で前記画像変調素子を照明する照明光学系と、該放物面鏡から出射される該略平行光の少なくとも一部を前記放物面鏡に戻す反射板とを備える画像表示装置であって、
前記照明光学系が、前記画像表示面の短辺方向に関して、該放物面鏡から出射される光束径を圧縮することを特徴とする画像表示装置。
An image modulation element including a substantially rectangular image display surface, a parabolic mirror for converting light emitted from a light source into substantially parallel light, and illuminating the image modulation element with light emitted from the parabolic mirror An image display device comprising: an illumination optical system; and a reflector that returns at least a part of the substantially parallel light emitted from the parabolic mirror to the parabolic mirror,
The image display device, wherein the illumination optical system compresses a diameter of a light beam emitted from the parabolic mirror in a short side direction of the image display surface.
略長方形状の画像表示面を含む画像変調素子と、光源から発せられる光を略平行光に変換するため放物面鏡と、該放物面鏡からの出射光で前記画像変調素子を照明する照明光学系と、該放物面鏡から出射される該略平行光の少なくとも一部を前記放物面鏡に戻す反射板とを備える画像表示装置であって、
前記画像表示面の短辺方向の照明光学系のFナンバーを他の方向より暗したことを特徴とする画像表示装置。
An image modulation element including a substantially rectangular image display surface, a parabolic mirror for converting light emitted from a light source into substantially parallel light, and illuminating the image modulation element with light emitted from the parabolic mirror An image display device comprising: an illumination optical system; and a reflector that returns at least a part of the substantially parallel light emitted from the parabolic mirror to the parabolic mirror,
An image display device characterized in that the F-number of the illumination optical system in the short side direction of the image display surface is darker than other directions.
前記照明光学系が、前記画像表示面の短辺方向に関して、該放物面鏡から出射される光束径を圧縮することを特徴とする請求項13記載の画像表示装置。   The image display apparatus according to claim 13, wherein the illumination optical system compresses a diameter of a light beam emitted from the parabolic mirror in a short side direction of the image display surface. 前記反射板は、コーナーキューブ形状の反射板であることを特徴とする請求項10乃至14いずれかに記載の画像表示装置。   15. The image display device according to claim 10, wherein the reflecting plate is a corner cube-shaped reflecting plate. 略長方形状の画像表示面を含む画像変調素子と、光源から発せられる光を略平行光に変換するため放物面鏡と、前記画像表示面と実質的に相似な形状のレンズアレイを複数個マトリックス状に形成した第1レンズアレイ板と、前記画像表示面の短辺方向に正の屈折力を有する第1シリンドリカルレンズと、前記画像表示面の短辺方向に負の屈折力を有する第2シリンドリカルレンズと、前記画像表示面と実質的に相似な形状のレンズアレイを複数個マトリックス状に形成した第2レンズアレイ板とを有することを特徴とする請求項1乃至15いずれかに記載の画像表示装置。   An image modulation element including a substantially rectangular image display surface, a parabolic mirror for converting light emitted from a light source into substantially parallel light, and a plurality of lens arrays having a shape substantially similar to the image display surface A first lens array plate formed in a matrix, a first cylindrical lens having a positive refractive power in the short side direction of the image display surface, and a second having a negative refractive power in the short side direction of the image display surface. 16. The image according to claim 1, further comprising: a cylindrical lens; and a second lens array plate in which a plurality of lens arrays having a shape substantially similar to the image display surface are formed in a matrix. Display device. 前記光源側から順に、前記第1レンズアレイ板、前記第1シリンドリカルレンズ、第2シリンドリカルレンズ、第2レンズアレイ板が配置されていることを特徴とする請求項16記載の画像表示装置。   The image display apparatus according to claim 16, wherein the first lens array plate, the first cylindrical lens, the second cylindrical lens, and the second lens array plate are disposed in order from the light source side. 前記第1レンズアレイ板と前記第1シリンドリカルレンズ、第2シリンドリカルレンズと第2レンズアレイ板がそれぞれ一体的に設けられていることを特徴とする請求項16又は17記載の画像表示装置。   18. The image display device according to claim 16, wherein the first lens array plate and the first cylindrical lens, and the second cylindrical lens and the second lens array plate are integrally provided. 略長方形形状の画像表示面を有する複数の画像変調素子と、光源からの光を複数の色光に分解する色分解系を含み、それぞれの色光で前記複数の画像表示素子を照明する照明光学系とを有する画像表示装置であって、
前記光源からの光を複数の色光に分解する色分解方向と、前記画像表示面の短辺方向とが実質的に平行であることを特徴とする画像表示装置。
A plurality of image modulation elements having a substantially rectangular image display surface; and an illumination optical system that illuminates the plurality of image display elements with each color light, including a color separation system that separates light from a light source into a plurality of color lights. An image display device comprising:
An image display device, wherein a color separation direction for separating light from the light source into a plurality of color lights and a short side direction of the image display surface are substantially parallel.
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