JP2005208132A - Projection type display device and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、LCDやDMD等のライトバルブにて形成された画像をスクリーン上に拡大投写する投写型表示装置およびその製造方法に関する。 The present invention relates to a projection display device that enlarges and projects an image formed by a light valve such as an LCD or DMD onto a screen, and a method for manufacturing the same.
特許文献1には、光源からの光を液晶ライトバルブで空間的に変調し、該変調によって得られる画像をスクリーン上に投射する表示装置が記載されている。この表示装置は、液晶ライトバルブを照明する光学系が、凸面が光源側に向けられた負のメニスカスレンズと両凸レンズを含み、これらのレンズの間隔を調整することで、ライトバルブの有効領域に対し、照明領域が十分で無い場合に、その領域を広げたり、縮めたりすることができる。
最近では、ライトバルブのサイズの多様化が進み、それに伴い、表示装置をそれぞれのライトバルブのサイズに合わせて設計・開発する必要が生じてきた。例えば、液晶プロジェクタにおいては、対角長で、約0.1インチ刻みで、複数のサイズの液晶ライトバルブが製品化されている。このため、液晶ライトバルブのサイズ別に、光学ユニットやこれに搭載される光学部品(フライアイ、偏光変換素子、集光レンズなど)を設計・開発するといった状況になっており、開発の工数・費用の増大、部品単価の高価格化、部品の受給管理の煩雑さ、などの問題を生じていた。 Recently, the diversification of the size of the light valve has progressed, and accordingly, it has become necessary to design and develop the display device in accordance with the size of each light valve. For example, in liquid crystal projectors, liquid crystal light valves having a plurality of sizes with a diagonal length of about 0.1 inch are commercialized. For this reason, depending on the size of the liquid crystal light valve, it is in the situation of designing and developing the optical unit and the optical components (fly eye, polarization conversion element, condenser lens, etc.) mounted on it. There are problems such as an increase in the number of parts, an increase in the cost of parts, and the complexity of receiving and managing parts.
ライトバルブのサイズに合わせて照明領域を拡大または縮小することのできる照明光学系を用いることで、上記の問題を回避することが可能である。照明領域が可変のものとして、上述した特許文献1に記載のものがある。しかし、特許文献1に記載のものは、設計上の照明領域の不足を補うことを目的とするものであり、その調整範囲には限界があるため、複数のサイズに対応することは困難である。また、これまでに、フライアイレンズのサイズおよび位置を変更することで照明領域を調整する方法などが提案されているが、どの場合も、やはり調整範囲に限界があるために、複数のサイズに対応することはできない。このように、ライトバルブのサイズに合わせて照明領域を拡大または縮小することのできる照明光学系は、これまで提案されていない。
By using an illumination optical system that can enlarge or reduce the illumination area in accordance with the size of the light valve, the above problem can be avoided. There exists a thing of
本発明の目的は、上記問題を解決し、最小限の光学部品の変更あるいは配置変更で、サイズの異なる複数種類のライトバルブに対応した設計・開発を可能とする投写型表示装置およびその製造方法を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and to enable a design and development corresponding to a plurality of types of light valves having different sizes with a minimum change or change in the arrangement of optical components, and a method for manufacturing the same Is to provide.
本発明の特徴は、ライトバルブと、該ライトバルブの有効照明領域に照明光を照射するための照明光学系とを搭載する光学ユニットを備える投写型表示装置において、前記ライトバルブとして、前記有効照明領域の異なる少なくとも2種類のサイズのライトバルブが選択的に使用可能とされ、使用されるライトバルブのサイズに応じて、前記照明光学系を構成する集光レンズの少なくとも配置が変更可能とされたことにある。 A feature of the present invention is that in a projection display device including an optical unit including a light valve and an illumination optical system for irradiating illumination light to an effective illumination area of the light valve, the effective illumination is used as the light valve. Light bulbs of at least two sizes with different areas can be selectively used, and at least the arrangement of the condenser lenses constituting the illumination optical system can be changed according to the size of the light bulb used. There is.
上記の構成によれば、光学ユニットは、複数のサイズのライトバルブに対応するようになっているので、従来のようにライトバルブのサイズ毎に光学ユニットを設計する必要はない。 According to the above configuration, the optical unit is adapted to a plurality of size light valves. Therefore, it is not necessary to design an optical unit for each light valve size as in the prior art.
また、上記の構成によれば、集光レンズの配置を変更するだけで、異なるサイズのライトバルブに対応することができ、フライアイや偏光変換素子などの他の光学部品を変更する必要はない。このように、従来、ライトバルブのサイズ毎に設計が必要とされていた光学部品の一部を共通に利用することが可能である。 Moreover, according to said structure, it can respond to the light valve of a different size only by changing arrangement | positioning of a condensing lens, and it is not necessary to change other optical components, such as a fly eye and a polarization conversion element. . As described above, it is possible to commonly use some of the optical components that have been conventionally required for each light valve size.
上記のとおりの本発明によれば、光学ユニットおよびこれに搭載される光学部品の一部を複数のサイズのライトバルブで共通に利用することができるようにしたので、従来に比べて開発の工数・費用や部品単価を大幅に削減することができ、また、部品の受給管理も容易になる、という効果を奏する。 According to the present invention as described above, since the optical unit and a part of the optical components mounted on the optical unit can be commonly used in a plurality of size light valves, the number of man-hours for development compared to the conventional technology is increased. -It is possible to greatly reduce the cost and the unit price of parts, and it is easy to receive and manage parts.
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。 Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(実施形態1)
本実施形態の投写型表示装置は、サイズの異なる2種類のライトバルブを搭載可能なものであって、各サイズに応じて集光レンズの形状および配置の変更が可能な構成になっている。本発明の第1の実施形態である投写型表示装置の第1の製造形態を図1(a)に、第2の製造形態を図1(b)にそれぞれ示す。これら図1(a)および図1(b)に示す構成は、集光レンズの配置および形状が異なる以外は、同じものである。
(Embodiment 1)
The projection display device of this embodiment can be equipped with two types of light valves of different sizes, and has a configuration in which the shape and arrangement of the condenser lens can be changed according to each size. FIG. 1A shows a first manufacturing mode of the projection display apparatus according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 1B shows a second manufacturing mode. The configurations shown in FIGS. 1A and 1B are the same except that the arrangement and shape of the condenser lenses are different.
まず、図1(a)を参照して、本実施形態の投写型表示装置の基本的な構成を説明する。本実施形態の投写型表示装置は、光源部100、色分離照明部200、画像表示部300および色合成結像部400を搭載する光学ユニット601を有する。光学ユニット601は、色分離照明部200および色合成結像部400の全体または一部が交換可能に構成されている。以下に、各構成部の詳細な構成について説明する。
First, a basic configuration of the projection display apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIG. The projection display apparatus according to the present embodiment includes an
<光源部100>
光源部100は、光源101と、この光源101からの光を効率良く集めるための反射鏡102と、この反射鏡102からの光を効率良く色分離照明部200に伝えるカバー硝子103とを有する。
<
The
<色分離照明部200>
色分離照明部200は、光源部100からの光で画像表示部300を構成する各ライトバルブ311、321、331を均一に照明するための1対のフライアイ201、202を有する。各フライアイ201、202を通過した光の進行方向には、光源部100から放射されるランダムな偏光光を直線偏光に揃えるための偏光変換素子203と、各ライトバルブに光を効率良く照明するための集光レンズ221と、光源部100から放射される白色光を赤(R)、緑(G)、青(B)の光に分離するための2枚のダイクロイックミラー204、205とを有する。
<Color
The color
1枚目のダイクロイックミラー204は、集光レンズ220を通過した光(白色)が入射角45度で入射するように配置されており、入射した光(白色)のうち、G光及びR光が直進し、B光が90度方向に反射する。2枚目のダイクロイックミラー205は、ダイクロイックミラー204を直進したG光及びR光が入射角45度で入射するように配置されており、G光が90度方向に反射し、R光が直進する。
The first
ダイクロイックミラー204にて反射されたB光の進行方向に、コンデンサレンズ208が配置され、ダイクロイックミラー205にて反射されたG光の進行方向に、コンデンサレンズ209が配置されている。ダイクロイックミラー204を直進したR光の進行方向に、リレーレンズ206、反射ミラー212が順次配置され、この反射ミラー212にて反射されたR光の進行方向に、リレーレンズ207、反射ミラー213が順次配置され、この反射ミラー213にて反射されたR光の進行方向にコンデンサレンズ210が配置されている。赤色光の光路は他の光路よりも長いため、これを補正するために、2枚のリレーレンズ206、206が設けられている。1枚目のリレーレンズ206の近傍に、他の光路上のライトバルブ311、321近傍と同等の照明分布が形成され、2枚目のリレーレンズ207のパワーにより、ライトバルブ331上に転写照明を行う。コンデンサレンズ208、209、210は、投写レンズ401の射出瞳の位置に効率良く光を入射させるためのものである。
A
<画像表示部300>
画像表示部300は、電気信号により動作する光変調を行うためのライトバルブ310、320、330と、それぞれのライトバルブに入射する光の偏光成分を揃えるための偏光板301、302、303と、それぞれのライトバルブで変調した光の階調表示を行うための偏光板304、305、306とを有する。ライトバルブ310、320、330としては、例えば液晶ライトバルブを適用することができる。
<
The
<色合成結像部400>
色合成結像部400は、各ライトバルブ310、320、330を通過した光の交差する位置に設けられたクロスダイクロイックプリズム410と、このクロスダイクロイックプリズム410の出射面側に配置された投写レンズ401とを有する。投写レンズ401は、各ライトバルブ310、320、330にて形成される画像を投写スクリーン501上に拡大投写するものであって、同一投写距離において投写画面サイズを変えることのできるズーム型投写レンズまたは投写画面サイズを変えることのできない固定焦点型投写レンズのいずれかで構成される。
<Color
The color
次に、本実施形態の投写型表示装置における表示動作について簡単に説明する。 Next, a display operation in the projection display apparatus of this embodiment will be briefly described.
光源101から放射されたランダムな偏光光(白色光)が直接または反射鏡102にて反射されてカバー硝子103を通過する。反射鏡102が放物面鏡の場合は、カバー硝子103は両面平面構造とされ、反射鏡102が楕円面鏡の場合には、カバー硝子103は負のパワーを持つレンズ構造とされる。いずれの構造の場合も、カバー硝子103を通過した光は略平行光となり、効率良く色分離照明部200に入射する。
Random polarized light (white light) emitted from the
色分離照明部20では、光源部100からの光がフライアイ201、202、偏光変換素子203を順次通過する。このとき、フライアイ202近傍では、光源像がフライアイ201の各セル光軸上近傍に投影される。偏光変換素子203は、こうして投影された光源像の間隔を利用して、各セルからの光束の偏光光をそれぞれ直線偏光に揃えるようになっている。
In the color
偏光変換素子203から出射した直線偏光は、集光レンズ220を通過してダイクロイックミラー204に入射する。ダイクロイックミラー204では、入射した光のうちのB光がとR・G光に分離される。B光は、反射ミラー211にて反射され、この反射光はコンデンサレンズ208、偏光板301を順次通過してライトバルブ311の有効照明領域を照射する。一方、R・G光は、ダイクロイックミラー204にてR光とG光に分離される。G光は、コンデンサレンズ209、偏光板302を順次通過してライトバルブ321の有効照明領域を照射する。R光は、リレーレンズ206を通過した後、反射ミラー212にて反射され、さらにリレーレンズ207を通過した後、反射ミラー213にて反射される。この反射ミラー213からの反射光は、コンデンサレンズ210、偏光板303を順次通過してライトバルブ331の有効照明領域を照射する。
The linearly polarized light emitted from the
ライトバルブ310、320、330のそれぞれには、外部から供給される映像信号に基づいて生成された対応する色に関する信号が供給されており、その入力信号に応じて光変調が行われる。各ライトバルブ310、320、330に入射する光は、それぞれ偏光板301、302、303にて、すでに直線偏光光にそろえられた入射光のうち十分に直線偏光に変換されていない成分がカットされる。これにより、映像のコントラストを高めることができる。各ライトバルブ310、320、330からの変調光は、それぞれ偏光板304、305、306を通過して色合成結像部400のクロスダイクロイックプリズム410に入射する。各偏光板304、305、306では、階調表示が行われるとともに映像のコントラストが高められる。
Each of the light valves 310, 320, and 330 is supplied with a signal related to a corresponding color generated based on a video signal supplied from the outside, and performs light modulation in accordance with the input signal. Light incident on the light valves 310, 320, and 330 is cut by the
色合成結像部400では、各ライトバルブ310、320、330にて変調された光情報がクロスダイクロイックプリズム410により合成され、投写レンズ401により投写スクリーン501上に拡大投写される。こうして、カラー表示画像を得る。
In the color
以上説明した光源部100、色分離照明部200、画像表示部300および色合成結像部400の各構成は、よく知られた投写型表示装置における構成と基本的には同じである。本実施形態の投写型表示装置の特徴は、画像表示部300において、R光路、G光路、B光路のそれぞれに配置された3つのライトバルブとして、2種類のサイズのライトバルブを搭載可能であり、かつ、ライトバルブのサイズに応じて、色分離照明部200の集光レンズの形状および配置を変更することができるように、光学ユニット601を構成したことにある。
Each configuration of the
具体的に説明すると、光学ユニット601は、偏光変換素子203と1枚目のダイクロイックミラー204との間に、集光レンズを保持するための例えば溝よりなる2つの保持部221a、222aを有する。保持部221aは、偏光変換素子203側に位置し、保持部222aは、ダイクロイックミラー204側に位置する。有効表示領域の大きな第1のライトバルブ(サイズの大きなライトバルブ)であるライトバルブ311、321、331を使用した場合は、図1(a)に示すように、光学ユニット601の保持部221aに、正のパワーを持つ集光レンズ221を取り付ける。一方、有効表示領域の小さな第2のライトバルブ(サイズの小さなライトバルブ)であるライトバルブ312、322、332を使用した場合は、図1(b)に示すように、光学ユニット601の保持部222aに、集光レンズ221より大きな正のパワーを持つ集光レンズ222を取り付ける。
More specifically, the
保持部221aの位置および集光レンズ221の形状(レンズのパワーに対応する)は、第1のライトバルブの有効照明領域を効率良く照明することができるような条件に予め設定されている。同様に、保持部222aの位置および集光レンズ222の形状も、第2のライトバルブの有効照明領域を効率良く照明することができるような条件に、予め設定されている。これらの条件は、光学シミュレーションソフトを用いて計算することが可能である。
The position of the holding
分岐光路としてB光路を含む場合の光学シミュレーション結果の一例として、図2(a)に、対角長が0.7インチの第1のライトバルブを用いた場合の光学部品配置の条件を示し、図2(b)に、対角長が0.55インチの第2のライトバルブを用いた場合の光学部品配置の条件を示す。これら図2(a)および図2(b)において、「Surf」欄は面数を示し、「OBJ」は物体面、「IMA」は像面、「STO」は規制している開口面をそれぞれ示す。ここでは、光学シミュレーションソフト上で、「OBJ」を無限遠、「IMA」をライトバルブの結像面、「STO」を偏光変換素子の出射面から等距離離れた位置に設定している平面として各条件を計算している。「Radius」欄には、配置している硝子の球のR形状(曲率半径)がmm値で示されている。この「Radius」欄中の「Infinity」は平面を示す。「Thickness」欄には、硝子部品の厚み又は間隔がmm値で示されている。この「Thickness」欄中の「Infinity」は無限遠を示す。「Glass」欄には、硝子部品の硝材名が示されている。この「Glass」欄中、空欄としたところは空間を示す。「Diameter」欄には、有効直径がmm値で示されている。図2(a)および図2(b)の例は、いずれもSTO面の有効径がφ42、最大画角が5.65で、偏光変換素子の出射面から2mmの位置をSTO面としている。 As an example of the optical simulation result when the B optical path is included as the branching optical path, FIG. 2A shows the conditions of the optical component arrangement when the first light valve having a diagonal length of 0.7 inches is used. FIG. 2B shows the conditions for arranging optical components when a second light valve having a diagonal length of 0.55 inches is used. 2 (a) and 2 (b), the “Surf” column indicates the number of surfaces, “OBJ” indicates the object surface, “IMA” indicates the image surface, and “STO” indicates the restricted aperture surface. Show. Here, on the optical simulation software, “OBJ” is set to infinity, “IMA” is set to the image plane of the light valve, and “STO” is set to a position equidistant from the exit surface of the polarization conversion element. Each condition is calculated. In the “Radius” column, the R shape (curvature radius) of the glass sphere arranged is indicated in mm. “Infinity” in the “Radius” column indicates a plane. In the “Thickness” column, the thickness or interval of the glass parts is indicated in mm. “Infinity” in the “Thickness” column indicates infinity. In the “Glass” column, the glass material name of the glass part is shown. In this “Glass” column, a blank column indicates a space. In the “Diameter” column, the effective diameter is indicated in mm. In both the examples of FIGS. 2A and 2B, the effective diameter of the STO surface is φ42, the maximum angle of view is 5.65, and the STO surface is 2 mm from the exit surface of the polarization conversion element.
図2(a)に示す第1のライトバルブ(0.7インチ)の場合の光学部品配置では、集光レンズ221は、入射面の球Rが73.93mm、出射面の球Rが−1082.86mm、厚さが8mmの硝材「E−F2」で構成される。コンデンサレンズ208は、入射面の球Rが37.12mm、出射面が平面、厚さが4mmの硝材「BK7」で構成される。集光レンズ221とコンデンサレンズ208の間隔は、直線距離換算で94mmである。偏光変換素子の出射面から集光レンズ221の入射面までの距離は2mm(=2mm+0mm)である。
In the arrangement of the optical components in the case of the first light valve (0.7 inches) shown in FIG. 2A, the
一方、図2(b)に示す第2のライトバルブ(0.55インチ)の場合の光学部品配置では、集光レンズ222は、入射面の球Rが60.91mm、出射面の球Rが−819.34mm、厚さが4mmの硝材「E−F2」で構成される。コンデンサレンズ208は、入射面の球Rが31.16mm、出射面が平面、厚さが4mmの硝材「BK7」で構成される。集光レンズ222とコンデンサレンズの間隔は、直線距離換算で73.3mmである。偏光変換素子の出射面から集光レンズ222の入射面までの距離は22.7mm(=2mm+20.7mm)である。
On the other hand, in the optical component arrangement in the case of the second light valve (0.55 inch) shown in FIG. 2B, the
分岐光路としてG光路を含む場合の光学シミュレーション結果も、図2(a)および図2(b)の光学部品配置と全く同じものとなる。なお、R光路は、他のG光路およびB光路と比較して光路長が長くなっており、その光路中に一対のリレーレンズ206、207を備えていることから、分岐光路としてR光路を含む場合の光学シミュレーション結果は、厳密には、図2(a)および図2(b)の光学部品配置とはならない。しかし、1枚目のリレーレンズ206の近傍に、他の光路上のライトバルブ近傍と同等の照明分布が形成され、2枚目のリレーレンズ207のパワーにより、ライトバルブ331上に転写照明を行うような構成であることから、集光レンズの形状を考える場合は、これらリレーレンズ206、207を除く簡易な構成での設計が可能であり、その場合の光学シミュレーション結果は、図2(a)および図2(b)の光学部品配置と基本的には同じものとなる。
The optical simulation result when the G optical path is included as the branch optical path is also exactly the same as the arrangement of the optical components in FIGS. 2 (a) and 2 (b). The R optical path has a longer optical path length than the other G optical paths and B optical paths, and includes a pair of
上記図2(a)および図2(b)のいずれの場合も、ライトバルブに対し、ほぼ同等の余裕を確保した照明領域を確保することができる。また、各フライアイレンズ及び偏光変換素子の位置およびサイズを変える必要も無い。さらに、1枚目のフライアイは、セルのサイズに関わらず、2枚目のフライアイからの出射光の最大角(対角位置にて)が5.6度となるように設計すれば良い。 In both cases of FIGS. 2A and 2B, it is possible to secure an illumination area with a substantially equivalent margin with respect to the light valve. Further, it is not necessary to change the position and size of each fly-eye lens and polarization conversion element. Furthermore, the first fly eye may be designed so that the maximum angle (at the diagonal position) of the light emitted from the second fly eye is 5.6 degrees regardless of the cell size. .
なお、上記の例では、0.7インチのライトバルブを使用する場合(図2(a))と、0.55インチのライトバルブを使用する場合(図2(b))とでコンデンサレンズの球Rを異ならせてコンデンサレンズの焦点距離を変えているが、コンデンサレンズの球Rは両配置例ともに同じになるようにしても良い。 In the above example, the condenser lens is used when a 0.7-inch light valve is used (FIG. 2A) and when a 0.55-inch light valve is used (FIG. 2B). Although the focal length of the condenser lens is changed by changing the sphere R, the sphere R of the condenser lens may be the same in both arrangement examples.
(実施形態2)
本発明の第2の実施形態である投写型表示装置も、サイズの異なる2種類のライトバルブを搭載可能なものであるが、各サイズに応じて集光レンズの数および配置の変更が可能な構成になっている点で、上述した第1の実施形態のものと異なる。本実施形態の投写型表示装置の第1の製造形態を図3(a)に、第2の製造形態を図3(b)にそれぞれ示す。これら図3(a)および図3(b)に示す構成は、集光レンズの数および配置が異なる以外は同じものである。また、図3(a)および図3(b)中、図1(a)および図1(b)に示したものと同じものには同じ符号を付し、ここでは、その同一部分についての詳細な説明は省略することとする。
(Embodiment 2)
The projection display device according to the second embodiment of the present invention can also be mounted with two types of light valves of different sizes, but the number and arrangement of the condenser lenses can be changed according to each size. It differs from that of the first embodiment described above in that it has a configuration. FIG. 3A shows a first manufacturing form of the projection display device of this embodiment, and FIG. 3B shows a second manufacturing form. The configurations shown in FIGS. 3A and 3B are the same except that the number and arrangement of the condenser lenses are different. Also, in FIG. 3 (a) and FIG. 3 (b), the same components as those shown in FIG. 1 (a) and FIG. Detailed explanation will be omitted.
本実施形態の投写型表示装置の特徴は、画像表示部300において、R光路、G光路、B光路のそれぞれに配置された3つのライトバルブとして、2種類のサイズのライトバルブを搭載可能であり、かつ、ライトバルブのサイズに応じて、色分離照明部200の集光レンズの数および配置を変更することができるように、光学ユニット601を構成したことにある。
The projection display device according to the present embodiment is characterized in that in the
具体的に説明すると、光学ユニット601は、偏光変換素子203とダイクロイックミラー204との間に、集光レンズ221を保持するための2つの保持部221a、221bを有し、ダイクロイックミラー204と反射ミラー211との間に集光レンズ231を保持するための保持部231aを有し、ダイクロイックミラー204と反射ミラー211との間に集光レンズ232を保持するための保持部232aを有する。保持部221aは、偏光変換素子203側に位置し、保持部221bは、ダイクロイックミラー204側に位置する。
Specifically, the
有効表示領域の大きな第1のライトバルブ(サイズの大きなライトバルブ)であるライトバルブ311、321、331を使用した場合は、図3(a)に示すように、光学ユニット601の保持部221aに、正のパワーを持つ集光レンズ221を取り付ける。他方、ライトバルブ311、321、331に代えて有効表示領域の小さな第2のライトバルブ(サイズの小さなライトバルブ)であるライトバルブ312、322、332を使用した場合は、図3(b)に示すように、集光レンズ221を保持部221bに取り付けるとともに、集光レンズ231を保持部231aに、集光レンズ232を保持部232aにそれぞれ取り付ける。集光レンズ231、232は、ともに正のパワーを持つ同一形状のレンズである。
When the
保持部221aの位置および集光レンズ221の形状は、第1のライトバルブの有効照明領域を効率良く照明することができるような条件に予め設定されている。同様に、各保持部222a、231a、232aの位置および各集光レンズ231、232の形状も、集光レンズ221を含む状態で、第2のライトバルブの有効照明領域を効率良く照明することができるような条件に予め設定されている。これらの条件も、光学シミュレーションソフトを用いて計算することが可能である。
The position of the holding
分岐光路としてB光路を含む場合の光学シミュレーション結果の一例として、図4(a)に、対角長が0.7インチの第1のライトバルブを用いた場合の光学部品配置の条件を示し、図4(b)に、対角長が0.55インチの第2のライトバルブを用いた場合の光学部品配置の条件を示す。図4(a)および図4(b)の例は、いずれもSTO面の有効径がφ42、最大画角が5.6で、偏光変換素子の出射面から2mmの位置をSTO面としている。なお、これら図4(a)および図4(b)における各欄の項目は、図2(a)および図2(b)に示したものと同じであるので、ここではその説明は省略する。
As an example of the optical simulation result when the B optical path is included as a branching optical path, FIG. 4A shows the conditions of the optical component arrangement when the first light valve having a diagonal length of 0.7 inches is used FIG. 4B shows the conditions for the arrangement of optical components when a second light valve having a diagonal length of 0.55 inches is used. In both the examples of FIGS. 4A and 4B, the effective diameter of the STO surface is φ42, the maximum angle of view is 5.6, and the
図4(a)に示す第1のライトバルブ(0.7インチ)の場合の光学部品配置では、集光レンズ221は、入射面の球Rが75.33mm、出射面の球Rが−844.94mm、厚さが8mmの硝材「E−F2」で構成される。コンデンサレンズ208は、入射面の球Rが37.14mm、出射面が平面、厚さが4mmの硝材「BK7」で構成される。集光レンズ221とコンデンサレンズ208の間隔は、直線距離換算で94.1mmである。偏光変換素子の出射面から集光レンズ221の入射面までの距離は2mm(=2mm+0mm)である。
In the arrangement of the optical components in the case of the first light valve (0.7 inch) shown in FIG. 4A, the
一方、図4(b)に示す第2のライトバルブ(0.55インチ)の場合の光学部品配置では、集光レンズ221は上記と同じで、集光レンズ231は、入出射面の球Rが117.37mm、出射面が平面、厚さが2mmの硝材「E−F2」で構成される。コンデンサレンズ208は、入射面の球Rが46.52mm、出射面が平面、厚さが4mmの硝材「BK7」で構成される。集光レンズ221、231の間隔は、直線距離換算で48.9mmで、集光レンズ231とコンデンサレンズ208の間隔は、直線距離換算で31.2mmである。偏光変換素子出射面から集光レンズの入射面までの距離は13.9mm(=2mm+11.9mm)である。
On the other hand, in the arrangement of the optical components in the case of the second light valve (0.55 inch) shown in FIG. 4B, the condensing
分岐光路としてG光路やR光路を含む場合の光学シミュレーション結果も、図4(a)および図4(b)に示した結果と同様な結果となる。ただし、R光路の場合は、前述したようにリレーレンズに関する部分を省いた配置での結果である。 The optical simulation result in the case where the G optical path and the R optical path are included as the branching optical path is the same as the result shown in FIGS. 4A and 4B. However, in the case of the R optical path, as described above, the result is an arrangement in which the portion relating to the relay lens is omitted.
上記図4(a)および図4(b)のいずれの場合も、第1の実施形態のものと同様、ライトバルブに対し、ほぼ同等の余裕を確保した照明領域を確保することができ、また、各フライアイレンズ及び偏光変換素子の位置およびサイズを変える必要も無い。なお、偏光変換素子出射面からコンデンサレンズの入射面までの距離は、図4(a)の例で102.1mm、図4(b)の例で102mmとなっており、両者の間では0.1mmの丸め誤差が生じているが、この程度の丸め誤差はライトバルブの有効照明領域を照明する上ではあまり問題とならないため、無視することができる。よって、図4(a)における偏光変換素子の位置と図4(b)における偏光変換素子の位置とを同じにしても、問題となることはない。 In both cases of FIG. 4A and FIG. 4B, as in the first embodiment, it is possible to secure an illumination area with substantially the same margin as the light valve. There is no need to change the position and size of each fly-eye lens and polarization conversion element. Note that the distance from the polarization conversion element exit surface to the entrance surface of the condenser lens is 102.1 mm in the example of FIG. 4A and 102 mm in the example of FIG. Although a rounding error of 1 mm occurs, this rounding error is not a problem in illuminating the effective illumination area of the light valve, and can be ignored. Therefore, even if the position of the polarization conversion element in FIG. 4A and the position of the polarization conversion element in FIG. 4B are the same, there is no problem.
また、0.7インチのライトバルブを使用する場合と、0.55インチのライトバルブを使用する場合とで、コンデンサレンズの球Rが同じになるようにしても良い。 Further, the sphere R of the condenser lens may be the same when a 0.7 inch light valve is used and when a 0.55 inch light valve is used.
(実施形態3)
本発明の第3の実施形態である投写型表示装置も、サイズの異なる2種類のライトバルブを搭載可能なもので、各サイズに応じて集光レンズの数および配置の変更が可能な構成になっているが、集光レンズ231、232として負のパワー持つ集光レンズを使用する点で、上述した第2の実施形態のものと異なる。本実施形態の投写型表示装置の第1の製造形態を図5(a)に、第2の製造形態を図5(b)にそれぞれ示す。これら図5(a)および図5(b)に示す構成は、集光レンズの数および配置が異なる以外は同じものである。また、図5(a)および図5(b)中、図3(a)および図3(b)に示したものと同じものには同じ符号を付し、ここでは、その同一部分についての詳細な説明は省略することとする。
(Embodiment 3)
The projection display device according to the third embodiment of the present invention can also be equipped with two types of light valves of different sizes, and can be configured to change the number and arrangement of condenser lenses according to each size. However, the second embodiment is different from the second embodiment in that a condensing lens having negative power is used as the condensing
有効表示領域の大きな第1のライトバルブ(サイズの大きなライトバルブ)であるライトバルブ311、321、331を使用した場合は、図5(a)に示すように、光学ユニット601の保持部221aに、正のパワーを持つ集光レンズ221を取り付けるとともに、集光レンズ231を保持部231aに、集光レンズ232を保持部232aにそれぞれ取り付ける。集光レンズ231、232は、ともに負のパワーを持つ同一形状のレンズである。他方、ライトバルブ311、321、331に代えて有効表示領域の小さな第2のライトバルブ(サイズの小さなライトバルブ)であるライトバルブ312、322、332を使用した場合は、図5(b)に示すように、集光レンズ221を保持部221bに取り付ける。このとき、集光レンズ231、232は取り付けない。
When the
各保持部221a、221bの位置および集光レンズ221の形状(レンズのパワー)ならびに各保持部222a、231a、232aの位置および各集光レンズ231、232の形状(レンズのパワー)は、第1および第2のライトバルブの有効照明領域を効率良く照明することができるような条件に予め設定されている。これらの条件も、光学シミュレーションソフトを用いて計算することが可能である。
The positions of the holding
分岐光路としてB光路を含む場合の光学シミュレーション結果の一例として、図6(a)に、対角長が0.7インチの第1のライトバルブを用いた場合の光学部品配置の条件を示し、図6(b)に、対角長が0.62インチの第2のライトバルブを用いた場合の光学部品配置の条件を示す。図6(a)および図6(b)の例は、いずれもSTO面の有効径がφ42、最大画角が5.6で、偏光変換素子の出射面から2mmの位置をSTO面としている。なお、これら図6(a)および図6(b)における各欄の項目は、図2(a)および図2(b)に示したものと同じであるので、ここではその説明は省略する。
As an example of the optical simulation result when the B optical path is included as the branching optical path, FIG. 6A shows the conditions of the arrangement of optical components when the first light valve having a diagonal length of 0.7 inches is used. FIG. 6B shows the optical component arrangement conditions when a second light valve having a diagonal length of 0.62 inches is used. In both the examples of FIGS. 6A and 6B, the effective diameter of the STO surface is φ42, the maximum field angle is 5.6, and the
図6(a)に示す第1のライトバルブ(0.7インチ)の場合の光学部品配置では、集光レンズ221は、入射面の球Rが62.54mm、出射面の球Rが−2756.04mm、厚さが8mmの硝材「E−F2」で構成される。集光レンズ231は、入出射面の球Rが−31.23mm、出射面の球Rが−35.37mm、厚さが2mmの硝材「E−F2」で構成される。コンデンサレンズ208は、入射面の球Rが35.15mm、出射面が平面、厚さが4mmの硝材「BK7」で構成される。集光レンズ221、231の間隔は、直線距離換算で45mmである。集光レンズ231とコンデンサレンズ208の間隔は、直線距離換算で43mmである。偏光変換素子の出射面から集光レンズ221の入射面までの距離は2mm(=2mm+0mm)である。
In the arrangement of the optical components in the case of the first light valve (0.7 inch) shown in FIG. 6A, the condensing
一方、図6(b)に示す第2のライトバルブ(0.62インチ)の場合の光学部品配置では、集光レンズ221は上記と同じで、コンデンサレンズ208は、入射面の球Rが36.32mm、出射面が平面、厚さが4mmの硝材「BK7」で構成される。集光レンズ221とコンデンサレンズ208の間隔は、直線距離換算で80.4mmである。偏光変換素子の出射面から集光レンズ221の入射面までの距離は11.6mm(=2mm+9.6mm)である。
On the other hand, in the arrangement of the optical components in the case of the second light valve (0.62 inch) shown in FIG. 6B, the
分岐光路としてG光路やR光路を含む場合の光学シミュレーション結果も、図6(a)および図6(b)に示した結果と同様となる。ただし、R光路の場合は、前述したようにリレーレンズに関する部分を省いた配置での結果である。 The optical simulation result when the G optical path and the R optical path are included as the branched optical paths is also the same as the results shown in FIGS. 6A and 6B. However, in the case of the R optical path, as described above, the result is an arrangement in which the portion relating to the relay lens is omitted.
上記図6(a)および図6(b)のいずれの場合も、第1の実施形態のものと同様、ライトバルブに対し、ほぼ同等の余裕を確保した照明領域を確保することができ、また、各フライアイレンズ及び偏光変換素子の位置およびサイズを変える必要も無い。また、0.7インチのライトバルブを使用する場合と、0.55インチのライトバルブを使用する場合とで、コンデンサレンズの球Rが同じになるようにしても良い。 In both cases of FIG. 6 (a) and FIG. 6 (b), as in the first embodiment, it is possible to secure an illumination area with a substantially equivalent margin for the light valve, There is no need to change the position and size of each fly-eye lens and polarization conversion element. Further, the sphere R of the condenser lens may be the same when a 0.7 inch light valve is used and when a 0.55 inch light valve is used.
(実施形態4)
本発明の第4の実施形態である投写型表示装置も、サイズの異なる2種類のライトバルブを搭載可能なものであるが、各サイズに応じて2枚の集光レンズの配置の変更が可能な構成になっている点で、上述した第1の実施形態のものと異なる。本実施形態の投写型表示装置の第1の製造形態を図7(a)に、第2の製造形態を図7(b)にそれぞれ示す。これら図7(a)および図7(b)に示す構成は、集光レンズの配置が異なる以外は同じものである。また、図7(a)および図7(b)中、図1(a)および図1(b)に示したものと同じものには同じ符号を付し、ここでは、その同一部分についての詳細な説明は省略することとする。
(Embodiment 4)
The projection display device according to the fourth embodiment of the present invention can also be equipped with two types of light valves of different sizes, but the arrangement of the two condenser lenses can be changed according to each size. This is different from that of the first embodiment described above in that it has a simple configuration. FIG. 7A shows a first manufacturing form of the projection display device of the present embodiment, and FIG. 7B shows a second manufacturing form. The configurations shown in FIGS. 7A and 7B are the same except that the arrangement of the condenser lenses is different. 7 (a) and 7 (b), the same components as those shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b) are denoted by the same reference numerals, and here, the details of the same parts are shown. Detailed explanation will be omitted.
光学ユニット601は、偏光変換素子203とダイクロイックミラー204との間に2枚の集光レンズ221、231を保持するための例えば溝より構成される保持手段を有する。この保持手段は、図示はしていないが、偏光変換素子203側に位置し、集光レンズ221を保持するための第1の保持部と、ダイクロイックミラー204側に位置し、集光レンズ231を保持するための第2の保持部と、これら第1および第2の保持部の間に位置し、集光レンズ221、231をともに保持する第3の保持部とからなる。集光レンズ221は負のパワーを持ち、集光レンズ231は正のパワーを持つ。
The
有効表示領域の大きな第1のライトバルブ(サイズの大きなライトバルブ)であるライトバルブ311、321、331を使用した場合は、図7(a)に示すように、集光レンズ221、231を第3の保持部に取り付ける。他方、有効表示領域の小さな第2のライトバルブ(サイズの小さなライトバルブ)であるライトバルブ312、322、332を使用した場合は、図7(b)に示すように、集光レンズ221を第1の保持部に取り付け、集光レンズ231を第2の保持部に取り付ける。
When the
第1乃至第3の保持部の位置および各集光レンズ221、231の形状(レンズのパワー)は、第1および第2のライトバルブの有効照明領域を効率良く照明することができるような条件に予め設定されている。これらの条件も、光学シミュレーションソフトを用いて計算することが可能である。
The positions of the first to third holding portions and the shapes (lens powers) of the
分岐光路としてB光路を含む場合の光学シミュレーション結果の一例として、図8(a)に、対角長が0.7インチの第1のライトバルブを用いた場合の光学部品配置の条件を示し、図8(b)に、対角長が0.55インチの第2のライトバルブを用いた場合の光学部品配置の条件を示す。図8(a)および図8(b)の例は、いずれもSTO面の有効径がφ42、最大画角が6.0で、偏光変換素子の出射面から2mmの位置をSTO面としている。なお、これら図8(a)および図8(b)における各欄の項目は、図2(a)および図2(b)に示したものと同じであるので、ここではその説明は省略する。
As an example of the optical simulation result when the B optical path is included as the branching optical path, FIG. 8A shows the conditions of the optical component arrangement when the first light valve having a diagonal length of 0.7 inches is used. FIG. 8B shows the optical component arrangement conditions when a second light valve having a diagonal length of 0.55 inches is used. In both the examples of FIGS. 8A and 8B, the effective diameter of the STO surface is φ42, the maximum angle of view is 6.0, and the
図8(a)に示す第1のライトバルブ(0.7インチ)の場合の光学部品配置では、集光レンズ221は、入射面の球Rが105.52mm、出射面の球Rが62.62mm、厚さが8mmの硝材「E−F2」で構成される。集光レンズ231は、入出射面の球Rが87.86mm、出射面の球Rが−230.69mm、厚さが12mmの硝材「FD1」で構成される。コンデンサレンズ208は、入射面の球Rが30mm、出射面が平面、厚さが6mmの硝材「BK7」で構成される。集光レンズ221、231の間隔は、直線距離換算で0.5mmである。集光レンズ231とコンデンサレンズ208の間隔は、直線距離換算で108.3mmである。偏光変換素子の出射面から集光レンズ221の入射面までの距離は25.7mm(=2mm+23.7mm)である。
In the arrangement of the optical components in the case of the first light valve (0.7 inch) shown in FIG. 8A, the
一方、図8(b)に示す第2のライトバルブ(0.62インチ)の場合の光学部品配置では、集光レンズ221、231およびコンデンサレンズ208の形状および材質は上記と同じで配置のみが異なる。集光レンズ221、231の間隔は、直線距離換算で37mmである。集光レンズ231とコンデンサレンズ208の間隔は、直線距離換算で94.9mmである。偏光変換素子の出射面から集光レンズ221の入射面までの距離は2.5mm(=2mm+0.5mm)である。
On the other hand, in the arrangement of the optical components in the case of the second light valve (0.62 inch) shown in FIG. 8B, the shapes and materials of the
分岐光路としてG光路やR光路を含む場合の光学シミュレーション結果も、図8(a)および図8(b)に示した結果と同様となる。ただし、R光路の場合は、前述したようにリレーレンズに関する部分を省いた配置での結果である。 The optical simulation result when the G optical path and the R optical path are included as the branched optical paths is also the same as the results shown in FIGS. 8A and 8B. However, in the case of the R optical path, as described above, the result is an arrangement in which the portion relating to the relay lens is omitted.
上記図8(a)および図8(b)のいずれの場合も、第1の実施形態のものと同様、ライトバルブに対し、ほぼ同等の余裕を確保した照明領域を確保することができ、また、各フライアイレンズ及び偏光変換素子の位置およびサイズを変える必要も無い。なお、この例の場合も、図4(a)および図4(b)に示した例で説明した丸め誤差がわずかながら生じるが、これが問題となることはない。 8A and 8B, as in the first embodiment, an illumination area with substantially the same margin as the light valve can be secured, and There is no need to change the position and size of each fly-eye lens and polarization conversion element. In this example, the rounding error described in the example shown in FIGS. 4A and 4B is slightly generated, but this does not cause a problem.
(実施形態5)
本発明の第5の実施形態である投写型表示装置も、サイズの異なる2種類のライトバルブを搭載可能なものであるが、各サイズに応じて3枚の集光レンズの配置の変更が可能な構成になっている点で、上述した第1の実施形態のものと異なる。本実施形態の投写型表示装置の第1の製造形態を図9(a)に、第2の製造形態を図9(b)にそれぞれ示す。これら図9(a)および図9(b)に示す構成は、集光レンズの配置が異なる以外は同じものである。また、図9(a)および図9(b)中、図1(a)および図1(b)に示したものと同じものには同じ符号を付し、ここでは、その同一部分についての詳細な説明は省略することとする。
(Embodiment 5)
The projection display device according to the fifth embodiment of the present invention can also be equipped with two types of light valves of different sizes, but the arrangement of the three condenser lenses can be changed according to each size. This is different from that of the first embodiment described above in that it has a simple configuration. FIG. 9A shows a first manufacturing form of the projection display device of this embodiment, and FIG. 9B shows a second manufacturing form. The configurations shown in FIGS. 9A and 9B are the same except that the arrangement of the condenser lenses is different. Also, in FIG. 9 (a) and FIG. 9 (b), the same components as those shown in FIG. 1 (a) and FIG. Detailed explanation will be omitted.
光学ユニット601は、偏光変換素子203とダイクロイックミラー204との間に3枚の集光レンズ221、231、241を保持するための例えば溝より構成される保持手段を有する。集光レンズ221は負のパワーを持ち、集光レンズ231は正のパワーを持ち、集光レンズ241は正のパワーを持つ。
The
保持手段は、図示はしていないが、ライトバルブのサイズに応じて、各集光レンズ221、231、241の配置を変えられるように構成されている。例えば、有効表示領域の大きな第1のライトバルブ(サイズの大きなライトバルブ)であるライトバルブ311、321、331を使用した場合は、図9(a)に示すように、集光レンズ221、231を偏光変換素子203側に配置し、集光レンズ241をダイクロイックミラー204側に配置することができる。また、有効表示領域の小さな第2のライトバルブ(サイズの小さなライトバルブ)であるライトバルブ312、322、332を使用した場合は、図9(b)に示すように、集光レンズ221を偏光変換素子203側に配置し、集光レンズ231、241をダイクロイックミラー204側に配置することができる。
Although not shown, the holding means is configured so that the arrangement of the
集光レンズ221、231、241の位置および形状(レンズのパワー)は、第1および第2のライトバルブの有効照明領域を効率良く照明することができるような条件に予め設定されている。これらの条件も、光学シミュレーションソフトを用いて計算することが可能である。
The positions and shapes (lens powers) of the
分岐光路としてB光路を含む場合の光学シミュレーション結果の一例として、図10(a)に、対角長が0.7インチの第1のライトバルブを用いた場合の光学部品配置の条件を示し、図10(b)に、対角長が0.55インチの第2のライトバルブを用いた場合の光学部品配置の条件を示す。図10(a)および図10(b)の例は、いずれもSTO面の有効径がφ42、最大画角が6.0で、偏光変換素子の出射面から2mmの位置をSTO面としている。なお、これら図10(a)および図10(b)における各欄の項目は、図2(a)および図2(b)に示したものと同じであるので、ここではその説明は省略する。
As an example of the optical simulation result when the B optical path is included as the branching optical path, FIG. 10A shows the conditions for the arrangement of optical components when the first light valve having a diagonal length of 0.7 inches is used. FIG. 10B shows the optical component arrangement conditions when the second light valve having a diagonal length of 0.55 inches is used. In both the examples of FIGS. 10A and 10B, the effective diameter of the STO surface is φ42, the maximum angle of view is 6.0, and the
図10(a)に示す第1のライトバルブ(0.7インチ)の場合の光学部品配置では、集光レンズ221は、入射面の球Rが−47.47mm、出射面の球Rが−66.26mm、厚さが2mmの硝材「E−F2」で構成される。集光レンズ231は、入出射面の球Rが585.24mm、出射面の球Rが−97.01mm、厚さが10mmの硝材「E−F2」で構成される。集光レンズ241は、入出射面の球Rが84.74mm、出射面の球Rが1368.90mm、厚さが10mmの硝材「E−F2」で構成される。コンデンサレンズ208は、入射面の球Rが61mm、出射面が平面、厚さが3mmの硝材「BK7」で構成される。集光レンズ221、231の間隔は、直線距離換算で1mmである。集光レンズ231、241の間隔は、直線距離換算で33.3mmである。集光レンズ241とコンデンサレンズ208の間隔は、直線距離換算で70mmである。偏光変換素子の出射面から集光レンズ221の入射面までの距離は2mm(=2mm+0mm)である。
In the arrangement of the optical components in the case of the first light valve (0.7 inch) shown in FIG. 10A, the
一方、図10(b)に示す第2のライトバルブ(0.62インチ)の場合の光学部品配置では、集光レンズ221、231、241およびコンデンサレンズ208の形状および材質は上記と同じで配置のみが異なる。集光レンズ221、231の間隔は、直線距離換算で32mmである。集光レンズ231、241の間隔は、直線距離換算で1mmである。集光レンズ241とコンデンサレンズ208の間隔は、直線距離換算で71.1mmである。偏光変換素子の出射面から集光レンズ221の入射面までの距離は2mm(=2mm+0mm)である。
On the other hand, in the arrangement of the optical components in the case of the second light valve (0.62 inch) shown in FIG. 10B, the shape and material of the
分岐光路としてG光路やR光路を含む場合の光学シミュレーション結果も、図10(a)および図10(b)に示した結果と同様となる。ただし、R光路の場合は、前述したようにリレーレンズに関する部分を省いた配置での結果である。 The optical simulation result when the G optical path and the R optical path are included as the branch optical path is also the same as the result shown in FIG. 10A and FIG. However, in the case of the R optical path, as described above, the result is an arrangement in which the portion relating to the relay lens is omitted.
上記図10(a)および図10(b)のいずれの場合も、第1の実施形態のものと同様、ライトバルブに対し、ほぼ同等の余裕を確保した照明領域を確保することができ、また、各フライアイレンズ及び偏光変換素子の位置およびサイズを変える必要も無い。 In both cases of FIG. 10A and FIG. 10B, as in the first embodiment, it is possible to secure an illumination area with a substantially equivalent margin with respect to the light valve. There is no need to change the position and size of each fly-eye lens and polarization conversion element.
なお、上述の説明では、集光レンズ221、231、241がそれぞれ負、正、正のパワー持つような組み合わせとされているが、この組み合わせを変更することも可能である。変更可能な組み合せとしては、集光レンズ221、231、241の順で記載した場合に、
(1)負、正、負のパワー持つような組み合わせ
(2)負、負、正のパワー持つような組み合わせ
(3)正、正、負のパワー持つような組み合わせ
(4)正、負、正のパワー持つような組み合わせ
(5)正、負、負のパワー持つような組み合わせ
といったものが考えられる。
In the above description, the condensing
(1) Combination with negative, positive, negative power (2) Combination with negative, negative, positive power (3) Combination with positive, positive, negative power (4) Positive, negative, positive (5) Combinations with positive, negative, and negative powers are conceivable.
また、集光レンズ231、241の両方またはいずれか一方を、ダイクロイックミラー204、205の間と、ダイクロイックミラー204と反射ミラー211の間の両方に配置しても良い。
Further, both or any one of the
(実施形態6)
本発明の第6の実施形態である投写型表示装置も、サイズの異なる2種類のライトバルブを搭載可能なものであるが、ライトバルブのサイズに応じて、形状の異なる2枚の集光レンズ221、222を使い分ける点で、上述した第2の実施形態のものと異なる。本実施形態の投写型表示装置の第1の製造形態を図11(a)に、第2の製造形態を図11(b)にそれぞれ示す。図11(a)および図11(b)中、図3(a)および図3(b)に示したものと同じものには同じ符号を付し、ここでは、その同一部分についての詳細な説明は省略する。
(Embodiment 6)
The projection display device according to the sixth embodiment of the present invention can also be mounted with two types of light valves having different sizes. However, two condensing lenses having different shapes depending on the size of the light valve. It differs from the thing of the 2nd Embodiment mentioned above by the point which uses 221 and 222 properly. FIG. 11A shows a first manufacturing form of the projection display device of the present embodiment, and FIG. 11B shows a second manufacturing form. In FIG. 11 (a) and FIG. 11 (b), the same parts as those shown in FIG. 3 (a) and FIG. 3 (b) are denoted by the same reference numerals, and here, detailed description of the same parts is given. Is omitted.
光学ユニット601は、偏光変換素子203とダイクロイックミラー204との間の、偏光変換素子203側に、集光レンズ221を保持するための保持部211aが設けられ、ダイクロイックミラー204側に、集光レンズ222を保持するための保持部222aが設けられている。また、ダイクロイックミラー204と反射ミラー211の間には、集光レンズ231を保持するための保持部231aが設けられ、ダイクロイックミラー204、205の間には、集光レンズ232を保持するための保持部231aが設けられている。集光レンズ221、222は、ともに正のパワーを持つものであるが、形状(レンズのパワー)が異なる。集光レンズ231、232は、ともに正のパワーを持つものであって、その形状(レンズのパワー)も同じである。
The
本実施形態の投写型表示装置では、ライトバルブのサイズに応じて集光レンズ221、222を使い分ける。例えば、有効表示領域の大きな第1のライトバルブ(サイズの大きなライトバルブ)であるライトバルブ311、321、331を使用した場合は、図11(a)に示すように、集光レンズ221を保持部221aに取り付けるとともに、集光レンズ231、232をそれぞれ保持部231a、232aに取り付ける。また、有効表示領域の小さな第2のライトバルブ(サイズの小さなライトバルブ)であるライトバルブ312、322、332を使用した場合は、図11(b)に示すように、集光レンズ222を保持部222aに取り付けるとともに、集光レンズ231、232をそれぞれ保持部231a、232aに取り付ける。
In the projection display device of the present embodiment, the condensing
集光レンズ221、222、231、232の位置および形状(レンズのパワー)は、第1および第2のライトバルブの有効照明領域を効率良く照明することができるような条件に予め設定されている。これらの条件も、光学シミュレーションソフトを用いて計算することが可能である。
The positions and shapes (lens power) of the
分岐光路としてB光路を含む場合の光学シミュレーション結果の一例として、図12(a)に、対角長が0.7インチの第1のライトバルブを用いた場合の光学部品配置の条件を示し、図12(b)に、対角長が0.55インチの第2のライトバルブを用いた場合の光学部品配置の条件を示す。図12(a)および図12(b)の例は、いずれもSTO面の有効径がφ40、最大画角が6.0で、偏光変換素子の出射面から2mmの位置をSTO面としている。なお、これら図12(a)および図12(b)における各欄の項目は、図2(a)および図2(b)に示したものと同じであるので、ここではその説明は省略する。
As an example of the optical simulation result when the B optical path is included as a branching optical path, FIG. 12A shows the conditions of the arrangement of optical components when the first light valve having a diagonal length of 0.7 inches is used. FIG. 12B shows the optical component arrangement conditions when a second light valve having a diagonal length of 0.55 inches is used. In both the examples of FIGS. 12A and 12B, the effective diameter of the STO surface is φ40, the maximum field angle is 6.0, and the
図12(a)に示す第1のライトバルブ(0.7インチ)の場合の光学部品配置では、集光レンズ221は、入射面の球Rが93.21mm、出射面の球Rが−1271.38mm、厚さが4.5mmの硝材「E−F2」で構成される。集光レンズ231は、入出射面の球Rが46.16mm、出射面の球Rが72.51mm、厚さが2mmの硝材「E−F2」で構成される。コンデンサレンズ208は、入射面の球Rが60mm、出射面が平面、厚さが4mmの硝材「BK7」で構成される。集光レンズ221、231の間隔は、直線距離換算で74.3mmである。集光レンズ231とコンデンサレンズ208の間隔は、直線距離換算で34.5mmである。偏光変換素子の出射面から集光レンズ221の入射面までの距離は2mm(=2mm+0mm)である。
In the arrangement of the optical components in the case of the first light valve (0.7 inches) shown in FIG. 12A, the
一方、図12(b)に示す第2のライトバルブ(0.55インチ)の場合の光学部品配置では、集光レンズ222は、入射面の球Rが84.27mm、出射面の球Rが−370.85mm、厚さが5.3mmの硝材「E−F2」で構成される。集光レンズ231およびコンデンサレンズ208の形状、材質および配置は上記と同じである。集光レンズ222、231の間隔は、直線距離換算で45mmである。偏光変換素子の出射面から集光レンズ222の入射面までの距離は30.5mm(=2mm+28.5mm)である。
On the other hand, in the arrangement of the optical components in the case of the second light valve (0.55 inch) shown in FIG. 12B, the
分岐光路としてG光路やR光路を含む場合の光学シミュレーション結果も、図12(a)および図12(b)に示した結果と同様となる。ただし、R光路の場合は、前述したようにリレーレンズに関する部分を省いた配置での結果である。 The optical simulation results when the G optical path and the R optical path are included as the branch optical paths are also the same as the results shown in FIGS. 12 (a) and 12 (b). However, in the case of the R optical path, as described above, the result is an arrangement in which the portion relating to the relay lens is omitted.
上記図12(a)および図12(b)のいずれの場合も、第1の実施形態のものと同様、ライトバルブに対し、ほぼ同等の余裕を確保した照明領域を確保することができ、また、各フライアイレンズ及び偏光変換素子の位置およびサイズを変える必要も無い。 In both cases of FIG. 12 (a) and FIG. 12 (b), as in the first embodiment, it is possible to secure an illumination area with a substantially equivalent margin for the light valve, There is no need to change the position and size of each fly-eye lens and polarization conversion element.
なお、上述した本実施形態の構成では、集光レンズ221、222と集光レンズ231、232はいずれも正のパワーを持つようになっているが、集光レンズ221、222または集光レンズ231、232が負のパワーを持つようにしても良い。
In the configuration of the present embodiment described above, the condensing
また、有効表示領域の小さいライトバルブ使用時(図11(b)の形態)において、集光レンズ222に代えて、集光レンズ221を保持部221に取り付け、集光レンズ231、232として、有効表示領域の大きなライトバルブ使用時(図11(a)の形態)において用いたものと異なるレンズパワーを持つものを使用するようにしてもよい。
In addition, when using a light valve with a small effective display area (the configuration shown in FIG. 11B), the
(実施形態7)
本発明の第7の実施形態である投写型表示装置も、サイズの異なる2種類のライトバルブを搭載可能なものであるが、ダイクロイックミラー204と反射ミラー211の間およびダイクロイックミラー204、205の間のそれぞれに配置される集光レンズと、各ライトバルブの入射側に配置されるコンデンサレンズとを、ライトバルブのサイズに応じて、形状の異なるレンズに交換可能にした点で、上述した第2の実施形態のものと異なる。本実施形態の投写型表示装置の第1の製造形態を図13(a)に、第2の製造形態を図13(b)にそれぞれ示す。図13(a)および図13(b)中、図3(a)および図3(b)に示したものと同じものには同じ符号を付し、ここでは、その同一部分についての詳細な説明は省略する。
(Embodiment 7)
The projection display device according to the seventh embodiment of the present invention can also be mounted with two types of light valves of different sizes, but between the
光学ユニット601は、偏光変換素子203とダイクロイックミラー204との間の、偏光変換素子203側に保持部221aが、ダイクロイックミラー204側に保持部221bが設けられている。保持部221a、221bは、集光レンズ221を保持するためのものである。また、ダイクロイックミラー204と反射ミラー211の間には、レンズパワーの異なる集光レンズ231、233のいずれかを保持するための保持部231aが設けられている。さらに、ダイクロイックミラー204、205の間には、レンズパワーの異なる集光レンズ232、234のいずれかを保持するための保持部232aが設けられている。各ライトバルブの入射側に配置されるコンデンサレンズを保持する保持部は、形状の異なるレンズへの交換可能が可能なようになっている。集光レンズ221、231〜234は、いずれも正のパワーを持つ。
The
本実施形態の投写型表示装置では、例えば、有効表示領域の大きな第1のライトバルブ(サイズの大きなライトバルブ)であるライトバルブ311、321、331を使用した場合は、図13(a)に示すように、集光レンズ221を保持部221aに取り付けるとともに、集光レンズ231、232をそれぞれ保持部231a、232aに取り付ける。この場合は、コンデンサレンズ208〜210として、第1のレンズパワーを持つレンズを使用する。また、有効表示領域の小さな第2のライトバルブ(サイズの小さなライトバルブ)であるライトバルブ312、322、332を使用した場合は、図13(b)に示すように、集光レンズ221を保持部221bに取り付けるとともに、集光レンズ233、234をそれぞれ保持部231a、232aに取り付ける。この場合は、コンデンサレンズ208〜210として、第2のレンズパワーを持つレンズを使用する。
In the projection display device according to the present embodiment, for example, when the
集光レンズ221、231〜234の位置および形状(レンズのパワー)ならびにコンデンサレンズ208〜210の形状は、第1および第2のライトバルブの有効照明領域を効率良く照明することができるような条件に予め設定されている。これらの条件も、光学シミュレーションソフトを用いて計算することが可能である。
The position and shape (lens power) of the condensing
分岐光路としてB光路を含む場合の光学シミュレーション結果の一例として、図14(a)に、対角長が0.7インチの第1のライトバルブを用いた場合の光学部品配置の条件を示し、図14(b)に、対角長が0.55インチの第2のライトバルブを用いた場合の光学部品配置の条件を示す。図14(a)および図14(b)の例は、いずれもSTO面の有効径がφ40、最大画角が6.0で、偏光変換素子の出射面から2mmの位置をSTO面としている。なお、これら図14(a)および図14(b)における各欄の項目は、図2(a)および図2(b)に示したものと同じであるので、ここではその説明は省略する。
As an example of the optical simulation result when the B optical path is included as the branching optical path, FIG. 14A shows the optical component arrangement conditions when the first light valve having a diagonal length of 0.7 inches is used. FIG. 14B shows the optical component arrangement conditions when a second light valve having a diagonal length of 0.55 inches is used. In both examples of FIGS. 14A and 14B, the effective diameter of the STO surface is φ40, the maximum angle of view is 6.0, and the
図14(a)に示す第1のライトバルブ(0.7インチ)の場合の光学部品配置では、集光レンズ221は、入射面の球Rが84.26mm、出射面の球Rが391.61mm、厚さが6mmの硝材「FD60」で構成される。集光レンズ231は、入出射面の球Rが64.08mm、出射面の球Rが131.45mm、厚さが4.1mmの硝材「E−F2」で構成される。コンデンサレンズ208として用いられる第1のレンズパワーを有するレンズは、入射面の球Rが48.31mm、出射面が平面、厚さが4mmの硝材「BK7」で構成される。集光レンズ221、231の間隔は、直線距離換算で69.9mmである。集光レンズ231とコンデンサレンズ208の間隔は、直線距離換算で30mmである。偏光変換素子の出射面から集光レンズ221の入射面までの距離は2mm(=2mm+0mm)である。
In the arrangement of the optical components in the case of the first light valve (0.7 inch) shown in FIG. 14A, the
一方、図14(b)に示す第2のライトバルブ(0.55インチ)の場合の光学部品配置では、集光レンズ221の形状、材質および配置は上記と同じとされる。集光レンズ233は、入射面の球Rが51.227mm、出射面の球Rが114mm、厚さが4.9mmの硝材「FD60」で構成される。コンデンサレンズ208として用いられる第2のレンズパワーを有するレンズは、入射面の球Rが64.59mm、出射面が平面、厚さが4mmの硝材「BK7」で構成される。集光レンズ221、233の間隔は、直線距離換算で53.4mmである。集光レンズ233とコンデンサレンズ208の間隔は、直線距離換算で30mmである。偏光変換素子の出射面から集光レンズ221の入射面までの距離は17.7mm(=2mm+15.7mm)である。
On the other hand, in the arrangement of the optical components in the case of the second light valve (0.55 inch) shown in FIG. 14B, the shape, material and arrangement of the
分岐光路としてG光路やR光路を含む場合の光学シミュレーション結果も、図14(a)および図14(b)に示した結果と同様となる。ただし、R光路の場合は、前述したようにリレーレンズに関する部分を省いた配置での結果とする。 The optical simulation results when the G optical path and the R optical path are included as the branch optical paths are also the same as the results shown in FIGS. 14 (a) and 14 (b). However, in the case of the R optical path, the result is an arrangement in which the portion relating to the relay lens is omitted as described above.
上記図14(a)および図14(b)のいずれの場合も、第1の実施形態のものと同様、ライトバルブに対し、ほぼ同等の余裕を確保した照明領域を確保することができ、また、各フライアイレンズ及び偏光変換素子の位置およびサイズを変える必要も無い。また、0.7インチのライトバルブを使用する場合と、0.55インチのライトバルブを使用する場合とで、コンデンサレンズの球Rが同じになるようにしても良い。 In both cases of FIG. 14A and FIG. 14B, as in the first embodiment, it is possible to secure an illumination area that secures substantially the same margin as the light valve. There is no need to change the position and size of each fly-eye lens and polarization conversion element. Further, the sphere R of the condenser lens may be the same when a 0.7 inch light valve is used and when a 0.55 inch light valve is used.
上述した本実施形態の構成において、集光レンズ221と集光レンズ231〜234とのいずれか一方を負のパワーを持つレンズで構成してもよい。
In the configuration of the present embodiment described above, any one of the
以上、実施形態1にて集光レンズの配置・形状を変更する例を、実施形態2、3にて集光レンズの数・配置を変更する例を、実施形態4、5にて集光レンズの配置のみを変更する例を、実施例6、7にて集光レンズの配置・形状を変更する例をそれぞれ説明したが、これらの以外の形態も可能である。例えば、集光レンズの数・形状を変更する形態、集光レンズの数・形状・配置を変更する形態によっても、上述した各実施形態と同様な効果を得られる。 As described above, the example in which the arrangement and shape of the condenser lens are changed in the first embodiment, the example in which the number and arrangement of the condenser lenses are changed in the second and third embodiments, and the condenser lens in the fourth and fifth embodiments. In the examples 6 and 7, the example in which the arrangement / shape of the condenser lens is changed has been described. However, other forms are possible. For example, the same effects as those of the above-described embodiments can be obtained by changing the number and shape of the condenser lenses and changing the number, shape, and arrangement of the condenser lenses.
本発明は、上述した各実施形態の構成に限定されるものではなく、その構成は発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば各第1〜第7の実施形態において、有効領域の異なるライトバルブを光学ユニット601へ搭載する場合は、画像表示部300および色合成結像部400とを一体として交換するようにしてもよい。
The present invention is not limited to the configuration of each of the embodiments described above, and the configuration can be appropriately changed without departing from the spirit of the invention. For example, in each of the first to seventh embodiments, when a light valve having a different effective area is mounted on the
また、画像表示部300およびクロスダイクロプリズム410を一体として交換してもよい。
Further, the
さらに、R、G、Bの各光路に設けられたライトバルブと、これらライトバルブの出射側にそれぞれ設けられた偏光板と、色合成結像部400とを一体として交換してもよい。
Furthermore, the light valve provided in each of the R, G, and B optical paths, the polarizing plate provided on the light emission side of each light valve, and the color
さらに、R、G、Bの各光路に設けられたライトバルブと、これらライトバルブの出射側にそれぞれ設けられた偏光板と、クロスダイクロプリズム410とを一体として交換してもよい。
Furthermore, the light valve provided in each of the R, G, and B optical paths, the polarizing plate provided on the emission side of each light valve, and the cross
また、色分離照明部200の構成は、図示した構成に限定されるものではなく、適宜、変更することができる。例えば、ダイクロイックミラーによるR光、G光、B光の分離の順序を変えてもよい。加えて、ダイクロイックミラーとして、光が入射する角度分布に合わせて左右での特性が異なるウエッジコートがなされたものを用い、ライトバルブのサイズに応じて、ウエッジコートの特性を変更してもよい。
In addition, the configuration of the color
また、交換可能なライトバルブのサイズは、3種類以上であってもよい。ただし、サイズの種類の範囲は、光学ユニット上で集光レンズの配置が可能な範囲内とされる。 Moreover, the size of the replaceable light valve may be three or more. However, the range of the size type is within a range in which the condenser lens can be arranged on the optical unit.
以上、3板式のものに関するものについて説明したが、本発明は、単板式のものにも適用することも可能である。この場合は、例えばB光路における光学部品配置に相当する配置を考えればよい。 Although the above description has been given of the three-plate type, the present invention can also be applied to a single-plate type. In this case, for example, an arrangement corresponding to the arrangement of optical components in the B optical path may be considered.
100 光源部
200 色光分離照明部
300 画像表示部
400 色合成結像部
101 光源
102、211、212、213 反射ミラー
103 カバー硝子
201、202 フライアイ
203 偏光変換素子
204、205 ダイクロイックミラー
206、207 リレーレンズ
208、209、210 コンデンサレンズ
221、222、231、232、241 集光レンズ
301、302、303、304、305、306 偏光板
311、312、321、322、331、332 ライトバルブ
401 投写レンズ
410 クロスダイクロイックプリズム
501 投写スクリーン
601 光学ユニット
DESCRIPTION OF
Claims (41)
前記ライトバルブとして、前記有効照明領域の異なる少なくとも2種類のサイズのライトバルブが選択的に使用可能とされ、使用されるライトバルブのサイズに応じて、前記照明光学系を構成する集光レンズの少なくとも配置が変更可能とされている投写形表示装置。 A projection display device comprising an optical unit including a light valve and an illumination optical system for irradiating illumination light to an effective illumination area of the light valve,
As the light valve, at least two types of light valves having different effective illumination areas can be selectively used, and the light condensing lens constituting the illumination optical system can be used according to the size of the light valve used. A projection display device whose arrangement can be changed at least.
前記照明光学系は、前記第1のライトバルブへの照明光の照射を行うための集光レンズの数、配置および形状を予め設定した第1の光学部品配置と前記第2のライトバルブへの照明光の照射を行うための集光レンズの数、配置および形状を予め設定した第2の光学部品配置との間で変更が可能である、請求項1に記載の投写形表示装置。 The replaceable light bulbs are first and second light bulbs of different sizes;
The illumination optical system includes a first optical component arrangement in which the number, arrangement, and shape of a condenser lens for irradiating illumination light to the first light valve are set in advance, and the second light valve. The projection display device according to claim 1, wherein the projection display device can be changed between a second optical component arrangement in which the number, arrangement, and shape of condenser lenses for irradiating illumination light are preset.
入射光を直線偏光に変換する偏光変換素子と、
前記偏光変換素子を通過した光の所定の波長領域を反射し、残りの波長領域を透過するダイクロイックミラーと、
前記偏光変換素子と前記ダイクロイックミラーの間に配置される第1の集光レンズとを有し、
前記第1の集光レンズの形状および配置が、前記第1の光学部品配置と前記第2の光学部品配置とで異なる、請求項2に記載の投写形表示装置。 The illumination optical system includes:
A polarization conversion element that converts incident light into linearly polarized light;
A dichroic mirror that reflects a predetermined wavelength region of light that has passed through the polarization conversion element and transmits the remaining wavelength region;
A first condenser lens disposed between the polarization conversion element and the dichroic mirror;
The projection display device according to claim 2, wherein a shape and an arrangement of the first condenser lens are different between the first optical component arrangement and the second optical component arrangement.
前記第2のライトバルブの有効照明領域が前記第1のライトバルブの有効照明領域より小さく、
前記第1の光学部品配置が、正のパワーを持つ第1の集光レンズを前記偏光変換素子と前記ダイクロイックミラーの間に配置した形態であり、
前記第2の光学部品配置が、前記第1の集光レンズを、前記第1の光学部品配置における配置位置より前記ダイクロイックミラーに近い位置に配置するとともに、前記第1の集光レンズとは異なる正のパワーを持つ第2の集光レンズを、前記ダイクロイックミラーにて分離された2つの光の光路中にそれぞれ配置した形態である、請求項2に記載の投写形表示装置。 The illumination optical system includes a polarization conversion element that converts incident light into linearly polarized light, and a dichroic mirror that reflects a predetermined wavelength region of light that has passed through the polarization conversion element and transmits the remaining wavelength region,
An effective illumination area of the second light valve is smaller than an effective illumination area of the first light valve;
The first optical component arrangement is a form in which a first condenser lens having a positive power is arranged between the polarization conversion element and the dichroic mirror,
The second optical component arrangement is different from the first condenser lens in that the first condenser lens is arranged at a position closer to the dichroic mirror than the arrangement position in the first optical component arrangement. The projection display device according to claim 2, wherein the second condensing lens having a positive power is disposed in each of two light paths separated by the dichroic mirror.
前記第2のライトバルブの有効照明領域が前記第1のライトバルブの有効照明領域に比べて小さく、
前記第1の光学部品配置が、正のパワーを持つ第1の集光レンズを前記偏光変換素子と前記ダイクロイックミラーの間に配置するとともに、負のパワーを持つ第2の集光レンズを、前記ダイクロイックミラーにて分離された2つの光の光路中にそれぞれ配置した形態であり、
前記第2の光学部品配置が、前記第1の集光レンズを前記第1の光学部品配置における配置位置より前記ダイクロイックミラーに近い位置に配置した形態である、請求項2に記載の投写形表示装置。 The illumination optical system includes a polarization conversion element that converts incident light into linearly polarized light, and a dichroic mirror that reflects a predetermined wavelength region of light that has passed through the polarization conversion element and transmits the remaining wavelength region,
The effective illumination area of the second light valve is smaller than the effective illumination area of the first light valve;
The first optical component arrangement includes a first condenser lens having a positive power arranged between the polarization conversion element and the dichroic mirror, and a second condenser lens having a negative power, It is a form arranged in the optical path of two lights separated by a dichroic mirror,
The projection display according to claim 2, wherein the second optical component arrangement is a form in which the first condenser lens is arranged closer to the dichroic mirror than an arrangement position in the first optical component arrangement. apparatus.
入射光を直線偏光に変換する偏光変換素子と、
前記偏光変換素子を通過した光の所定の波長領域を反射し、残りの波長領域を透過するダイクロイックミラーと、
前記偏光変換素子と前記ダイクロイックミラーの間に配置される第1の集光レンズと、
前記ダイクロイックミラーにて分離された2つの光の光路中にそれぞれ配置される第2の集光レンズとを有し、
前記第1の集光レンズの形状および配置が、前記第1の光学部品配置と前記第2の光学部品配置とで異なり、前記第2の集光レンズの形状および配置が前記第1および第2の光学部品配置の両形態で同じである、請求項2に記載の投写形表示装置。 The illumination optical system includes:
A polarization conversion element that converts incident light into linearly polarized light;
A dichroic mirror that reflects a predetermined wavelength region of light that has passed through the polarization conversion element and transmits the remaining wavelength region;
A first condenser lens disposed between the polarization conversion element and the dichroic mirror;
A second condenser lens respectively disposed in the optical path of the two lights separated by the dichroic mirror,
The shape and arrangement of the first condenser lens are different between the arrangement of the first optical component and the arrangement of the second optical component, and the shape and arrangement of the second condenser lens are the first and second. The projection display device according to claim 2, which is the same in both forms of the optical component arrangement.
入射光を直線偏光に変換する偏光変換素子と、
前記偏光変換素子を通過した光の所定の波長領域を反射し、残りの波長領域を透過するダイクロイックミラーと、
前記偏光変換素子と前記ダイクロイックミラーの間に配置される第1の集光レンズと、
前記ダイクロイックミラーにて分離された2つの光の光路中にそれぞれ配置される第2の集光レンズとを有し、
前記第1の集光レンズの形状および前記第2の集光レンズの配置が、前記第1および第2の光学部品配置の両形態で同じであり、前記第1の集光レンズの配置および前記第2の集光レンズの形状が、前記第1の光学部品配置と前記第2の光学部品配置とで異なる、請求項2に記載の投写形表示装置。 The illumination optical system includes:
A polarization conversion element that converts incident light into linearly polarized light;
A dichroic mirror that reflects a predetermined wavelength region of light that has passed through the polarization conversion element and transmits the remaining wavelength region;
A first condenser lens disposed between the polarization conversion element and the dichroic mirror;
A second condenser lens respectively disposed in the optical path of the two lights separated by the dichroic mirror,
The shape of the first condenser lens and the arrangement of the second condenser lens are the same in both forms of the first and second optical component arrangements, and the arrangement of the first condenser lens and the The projection display device according to claim 2, wherein a shape of the second condenser lens is different between the first optical component arrangement and the second optical component arrangement.
入射光を直線偏光に変換する偏光変換素子と、
前記偏光変換素子を通過した光の所定の波長領域を反射し、残りの波長領域を透過するダイクロイックミラーと、
前記偏光変換素子と前記ダイクロイックミラーの間に配置される第1の集光レンズと、
前記ダイクロイックミラーにて分離された2つの光の光路中にそれぞれ配置される第2の集光レンズとを有し、
前記第1および第2の集光レンズの配置が、前記第1および第2の光学部品配置の両形態で同じであり、前記第1および第2の集光レンズの形状が、前記第1の光学部品配置と前記第2の光学部品配置とで異なる、請求項2に記載の投写形表示装置。 The illumination optical system includes:
A polarization conversion element that converts incident light into linearly polarized light;
A dichroic mirror that reflects a predetermined wavelength region of light that has passed through the polarization conversion element and transmits the remaining wavelength region;
A first condenser lens disposed between the polarization conversion element and the dichroic mirror;
A second condenser lens respectively disposed in the optical path of the two lights separated by the dichroic mirror,
The arrangement of the first and second condenser lenses is the same in both forms of the first and second optical component arrangements, and the shape of the first and second condenser lenses is the first The projection display device according to claim 2, wherein an optical component arrangement differs from the second optical component arrangement.
前記ライトバルブとして前記有効照明領域の異なる少なくとも2種類のサイズのライトバルブが選択的に使用可能なように前記光学ユニットを構成するとともに、それぞれのライトバルブのサイズについて前記照明光学系を構成する集光レンズの数、配置および形状を設定した複数の光学部品配置をそれぞれ形成可能なように前記光学ユニットを構成しておき、使用されるライトバルブのサイズに応じて、前記照明光学系を前記複数の光学部品配置の間で変更する、投写型表示装置の製造方法。 A method for manufacturing a projection display device comprising an optical unit including a light valve and an illumination optical system for irradiating illumination light to an effective illumination area of the light valve,
The optical unit is configured so that at least two types of light valves having different effective illumination areas can be selectively used as the light valve, and the illumination optical system is configured for each light valve size. The optical unit is configured such that a plurality of optical component arrangements each having a set number, arrangement, and shape of light lenses can be formed, and the illumination optical system is arranged in accordance with the size of the light valve used. A method of manufacturing a projection display device, which is changed between the arrangement of optical components.
使用されるライトバルブのサイズに応じて、前記第1の集光レンズの配置および形状を変更する、請求項30に記載の投写形表示装置の製造方法。 The illumination optical system includes a polarization conversion element that converts incident light into linearly polarized light, a dichroic mirror that reflects a predetermined wavelength range of light that has passed through the polarization conversion element, and transmits the remaining wavelength range, and these polarization conversions A first condenser lens disposed between the element and the dichroic mirror;
The method for manufacturing a projection display device according to claim 30, wherein the arrangement and shape of the first condenser lens are changed according to a size of a light valve to be used.
前記ライトバルブとして、第1のライトバルブを前記光学ユニット上に搭載した場合は、正のパワーを持つ第1の集光レンズを前記偏光変換素子と前記ダイクロイックミラーの間に配置し、
前記ライトバルブとして、前記第1のライトバルブに比べて前記有効照明領域の小さな第2のライトバルブを前記光学ユニット上に搭載した場合は、前記第1の集光レンズを、前記第1のライトバルブにおける配置位置より前記ダイクロイックミラーに近い位置に配置するとともに、前記第1の集光レンズとは異なる正のパワーを持つ第2の集光レンズを、前記ダイクロイックミラーにて分離された2つの光の光路中にそれぞれ配置する、請求項30に記載の投写形表示装置の製造方法。 The illumination optical system includes a polarization conversion element that converts incident light into linearly polarized light, and a dichroic mirror that reflects a predetermined wavelength region of light that has passed through the polarization conversion element and transmits the remaining wavelength region,
When the first light valve is mounted on the optical unit as the light valve, a first condenser lens having a positive power is disposed between the polarization conversion element and the dichroic mirror,
When the second light valve having a smaller effective illumination area than the first light valve is mounted on the optical unit as the light valve, the first condenser lens is connected to the first light valve. Two lights separated from the dichroic mirror by a second condenser lens that is arranged closer to the dichroic mirror than the arrangement position in the bulb and having a positive power different from that of the first condenser lens The method of manufacturing a projection display device according to claim 30, wherein the projection display device is disposed in each of the optical paths.
前記ライトバルブとして、第1のライトバルブを前記光学ユニット上に搭載した場合は、正のパワーを持つ第1の集光レンズを前記偏光変換素子と前記ダイクロイックミラーの間に配置するとともに、負のパワーを持つ第2の集光レンズを、前記ダイクロイックミラーにて分離された2つの光の光路中にそれぞれ配置し、
前記ライトバルブとして、前記第1のライトバルブに比べて前記有効照明領域の小さな第2のライトバルブを前記光学ユニット上に搭載した場合は、前記第1の集光レンズを、前記第1のライトバルブにおける配置位置より前記ダイクロイックミラーに近い位置に配置する、請求項30に記載の投写形表示装置の製造方法。 The illumination optical system includes a polarization conversion element that converts incident light into linearly polarized light, and a dichroic mirror that reflects a predetermined wavelength region of light that has passed through the polarization conversion element and transmits the remaining wavelength region,
When the first light valve is mounted on the optical unit as the light valve, a first condenser lens having a positive power is disposed between the polarization conversion element and the dichroic mirror, and a negative A second condensing lens having power is disposed in each of the optical paths of the two lights separated by the dichroic mirror;
When the second light valve having a smaller effective illumination area than the first light valve is mounted on the optical unit as the light valve, the first condenser lens is connected to the first light valve. 31. The method of manufacturing a projection display device according to claim 30, wherein the projection display device is arranged at a position closer to the dichroic mirror than an arrangement position of the bulb.
前記光学ユニット上に搭載されるライトバルブのサイズに応じて、前記第1および第2の集光レンズの配置を変更する、請求項30に記載の投写形表示装置の製造方法。 The illumination optical system includes a polarization conversion element that converts incident light into linearly polarized light, a dichroic mirror that reflects a predetermined wavelength range of light that has passed through the polarization conversion element, and transmits the remaining wavelength range, and these polarization conversions A first condenser lens and a second condenser lens disposed between the element and the dichroic mirror, one having positive power and the other having negative power;
31. The method of manufacturing a projection display device according to claim 30, wherein the arrangement of the first and second condenser lenses is changed according to a size of a light valve mounted on the optical unit.
前記光学ユニット上に搭載されるライトバルブのサイズに応じて、前記第1乃至第3の集光レンズの配置を変更する、請求項30に記載の投写形表示装置の製造方法。 The illumination optical system includes a polarization conversion element that converts incident light into linearly polarized light, a dichroic mirror that reflects a predetermined wavelength range of light that has passed through the polarization conversion element, and transmits the remaining wavelength range, and these polarization conversions Having first to third condenser lenses having different powers disposed between the element and the dichroic mirror;
The method for manufacturing a projection display device according to claim 30, wherein the arrangement of the first to third condenser lenses is changed according to the size of a light valve mounted on the optical unit.
前記光学ユニット上に搭載されるライトバルブのサイズに応じて、前記第1の集光レンズの形状および配置のみを変更する、請求項30に記載の投写形表示装置の製造方法。 The illumination optical system includes a polarization conversion element that converts incident light into linearly polarized light, a dichroic mirror that reflects a predetermined wavelength range of light that has passed through the polarization conversion element, and transmits the remaining wavelength range, and these polarization conversions A first condenser lens disposed between an element and the dichroic mirror, and a second condenser lens respectively disposed in an optical path of two lights separated by the dichroic mirror;
31. The method of manufacturing a projection display device according to claim 30, wherein only the shape and arrangement of the first condenser lens are changed according to a size of a light valve mounted on the optical unit.
前記光学ユニット上に搭載されるライトバルブのサイズに応じて、前記第1の集光レンズの配置および前記第2の集光レンズの形状を変更する、請求項30に記載の投写形表示装置の製造方法。 The illumination optical system includes a polarization conversion element that converts incident light into linearly polarized light, a dichroic mirror that reflects a predetermined wavelength range of light that has passed through the polarization conversion element, and transmits the remaining wavelength range, and these polarization conversions A first condenser lens disposed between an element and the dichroic mirror, and a second condenser lens respectively disposed in an optical path of two lights separated by the dichroic mirror;
The projection display device according to claim 30, wherein the arrangement of the first condenser lens and the shape of the second condenser lens are changed according to a size of a light valve mounted on the optical unit. Production method.
前記光学ユニット上に搭載されるライトバルブのサイズに応じて、前記第1および第2の集光レンズの形状のみを変更する、請求項30に記載の投写形表示装置の製造方法。 The illumination optical system includes a polarization conversion element that converts incident light into linearly polarized light, a dichroic mirror that reflects a predetermined wavelength range of light that has passed through the polarization conversion element, and transmits the remaining wavelength range, and these polarization conversions A first condenser lens disposed between an element and the dichroic mirror, and a second condenser lens respectively disposed in an optical path of two lights separated by the dichroic mirror;
31. The method of manufacturing a projection display device according to claim 30, wherein only the shapes of the first and second condenser lenses are changed according to the size of a light valve mounted on the optical unit.
As the dichroic mirror, a dichroic mirror provided with a wedge coat having different characteristics on the left and right according to the angular distribution of incident light is used, and the wedge is selected according to the size of the light valve mounted on the optical unit. The method for manufacturing a projection display device according to any one of claims 31 to 40, wherein the characteristics of the coat are changed.
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