JPH08313860A - Projection type display device - Google Patents

Projection type display device

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Publication number
JPH08313860A
JPH08313860A JP7121748A JP12174895A JPH08313860A JP H08313860 A JPH08313860 A JP H08313860A JP 7121748 A JP7121748 A JP 7121748A JP 12174895 A JP12174895 A JP 12174895A JP H08313860 A JPH08313860 A JP H08313860A
Authority
JP
Japan
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light
lens
projection
image
diaphragm
Prior art date
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Pending
Application number
JP7121748A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Kondo
弘 近藤
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Denso Corp
Original Assignee
NipponDenso Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by NipponDenso Co Ltd filed Critical NipponDenso Co Ltd
Priority to JP7121748A priority Critical patent/JPH08313860A/en
Publication of JPH08313860A publication Critical patent/JPH08313860A/en
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  • Projection Apparatus (AREA)

Abstract

PURPOSE: To obtain a projection picture having a high picture quality with a high light utilizing efficiency while suppressing the increasing of cost. CONSTITUTION: A light source 1 makes the illuminating light L1 having about an ellipse-shaped image generate by the arc discharge between paired electrodes. The illuminating light L1 is made incident on the reflection type liquid crystal panel 5 consisting of, for example, PDLC picture elements through a condenser lens 2, a reflection mirror 3 and an objective lens 4. The light reflected on the reflection type liquid crystal panel 5 becomes a projection light L2 to be projected on a screen through the objective lens 4, the aperture 6a of a diaphragm 6 and a projection lens 7. At this time, the illuminating light L1 and the projection light L2 are separated in the direction orthogonal to the longitudinal direction of the image by the light source 1 (in the up-and-down direction of the figure). Images of the illuminating light L1 and the projection light L2 in the reflection mirror 3 and the diaphragm 6 each have longitudinal direction parallel with each other and both images are designed so that they exist within the effective diameter of the lens. Moreover, the aperture 6a of the diaphragm 6 is formed to a slot shape extending in the longitudinal direction of the image by the light source (in the direction orthogonal to the plane of the figure).

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、反射型画像素子を用
いた投射型表示装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a projection type display device using a reflection type image element.

【0002】[0002]

【従来の技術】図11は、反射型液晶パネルを用いた投
射型液晶表示装置の一般的な構成を示す。図11におい
て、光源41は一対の電極41a,41bを有し、その
電極41aa,41bの間が発光部となっている。光源
41から発せられた照明光はコンデンサレンズ42、反
射ミラー43、対物レンズ44を経て例えばPDLC
(高分子分散型液晶)画像素子からなる液晶パネル45
に入射される。そして、液晶パネル45から反射された
投射光が対物レンズ44、絞り46の開口部46a、投
射レンズ47を経て図示しないスクリーンに投射され
る。
2. Description of the Related Art FIG. 11 shows a general structure of a projection type liquid crystal display device using a reflection type liquid crystal panel. In FIG. 11, the light source 41 has a pair of electrodes 41a and 41b, and a space between the electrodes 41aa and 41b is a light emitting portion. Illumination light emitted from the light source 41 passes through a condenser lens 42, a reflection mirror 43, and an objective lens 44, for example, PDLC.
(Polymer dispersed liquid crystal) Liquid crystal panel 45 including image element
Is incident on. Then, the projection light reflected from the liquid crystal panel 45 is projected onto a screen (not shown) via the objective lens 44, the aperture 46a of the diaphragm 46, and the projection lens 47.

【0003】この場合、対物レンズ44の中心軸(光
軸)に対して対称になるように照明光と投射光とが微小
角度にて分離され、一般には、照明光及び投射光の像は
共にレンズ有効径の中に入るように設計されている。な
お、レンズ有効径とは、良好なる画質を保つことのでき
る対物レンズ44の射出瞳の径、又は投射レンズ47の
入射瞳の径に相当し、このレンズ有効径の中に照明光及
び投射光の像を結ぶことにより、高画質な投射画像が得
られる。
In this case, the illumination light and the projection light are separated at a minute angle so as to be symmetrical with respect to the central axis (optical axis) of the objective lens 44, and in general, the illumination light and the projection light both have an image. It is designed to fit within the effective lens diameter. The lens effective diameter corresponds to the diameter of the exit pupil of the objective lens 44 or the diameter of the entrance pupil of the projection lens 47 capable of maintaining good image quality, and the illumination light and the projection light are included in this lens effective diameter. A high-quality projected image can be obtained by connecting the images.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
投射型液晶表示装置では、以下に示す問題を生ずる。即
ち、光源41は一対の電極41a,41b間にアークを
発生させるため、その光像は電極41a,41bを結ぶ
方向に延びた略楕円状となる。この場合、図12(図1
1の対物レンズ44側から反射ミラー43及び絞り46
を見た図)に示すように、反射ミラー43及び絞り46
の開口部6aは例えば円形をなし、光像をレンズ有効径
(二点鎖線で示す径)の中に入れるには、光像(図にI
で示す)の大きさが制限されることになる。その結果、
明るい画像を得ることが困難になるという問題を生じ
る。
However, the above-mentioned conventional projection type liquid crystal display device has the following problems. That is, since the light source 41 generates an arc between the pair of electrodes 41a and 41b, the light image thereof has a substantially elliptical shape extending in the direction connecting the electrodes 41a and 41b. In this case, as shown in FIG.
1 from the side of the objective lens 44, the reflection mirror 43 and the diaphragm 46.
(As viewed), the reflection mirror 43 and the diaphragm 46
The opening 6a of the optical disk has, for example, a circular shape, and in order to put the light image in the lens effective diameter (diameter indicated by a chain double-dashed line), the light image (I
The size of () will be limited. as a result,
This causes a problem that it is difficult to obtain a bright image.

【0005】また、図11において、投射レンズ47を
図の上方へ移動させればよいように考えられるが、対物
レンズ44及び投射レンズ47の光軸がずれるほど、結
像特性が確保しにくくなり、高画質な投射画像を得るこ
とが困難になるという問題を生じる。
Further, in FIG. 11, it may be considered that the projection lens 47 may be moved to the upper part of the figure, but as the optical axes of the objective lens 44 and the projection lens 47 are displaced, it becomes difficult to secure the image forming characteristics. However, there arises a problem that it is difficult to obtain a high quality projected image.

【0006】また、投射画像を明るくするという要望に
応えて例えばコンデンサレンズ42の焦点距離を短くし
て光像を大きくした場合には、反射ミラー43や絞り4
6での像(照明光の像,投射光の像)が大きくなり、有
効径の大きい(つまり、一般的に言う「明るい」,「低
F No.の」投射レンズ47(又は対物レンズ44)が必
要になる。その結果、光学系のコストアップを招くとい
う問題が生じる。
In response to the demand for brightening the projected image, for example, when the focal length of the condenser lens 42 is shortened to increase the optical image, the reflection mirror 43 and the diaphragm 4 are used.
The image (image of illumination light, image of projection light) at 6 becomes large, and the effective diameter is large (that is, generally called “bright”, “low F No.” projection lens 47 (or objective lens 44). As a result, there arises a problem that the cost of the optical system increases.

【0007】この発明は、上記問題に解消するためにな
されたものであり、その目的とするところは、コストア
ップを抑制しつつ、光利用効率が高く且つ高画質な投射
画像を得ることができる投射型表示装置を提供すること
にある。
The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to obtain a projected image with high light utilization efficiency and high image quality while suppressing cost increase. It is to provide a projection display device.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1に記載の発明は、発光部の形状に異方性を
有する光源と、該光源からの照明光を集光する第1のレ
ンズと、該第1のレンズにて集光された照明光を反射さ
せる反射ミラーと、該反射ミラーからの照明光を投射光
として反射させる反射型画像素子と、該反射型画像素子
の入射光及び反射光を通過させる第2のレンズと、前記
反射ミラーに隣接して配置された絞りとを備えた投射型
表示装置において、前記照明光と前記投射光とを前記光
源による像の長手方向に直交する方向に分離し、且つ、
前記絞りの開口部を前記光源による像の長手方向に延び
る長孔状に形成することを要旨としている。3請求項2
に記載の発明では、請求項1に記載の発明において、前
記絞りの開口部の形状を、前記光源による像に略一致さ
せている。
In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention is directed to a light source having a light emitting portion having anisotropy in shape, and for converging illumination light from the light source. 1 lens, a reflection mirror that reflects the illumination light condensed by the first lens, a reflection type image element that reflects the illumination light from the reflection mirror as projection light, and a reflection type image element In a projection-type display device including a second lens that allows incident light and reflected light to pass therethrough, and a diaphragm that is disposed adjacent to the reflection mirror, the illumination light and the projection light are lengthened by the light source. Separated in a direction orthogonal to the direction, and
The gist is that the aperture of the diaphragm is formed in a long hole shape extending in the longitudinal direction of the image formed by the light source. 3 Claim 2
In the invention described in Item 1, in the invention described in Item 1, the shape of the aperture of the diaphragm is substantially matched with the image by the light source.

【0009】請求項3に記載の発明では、請求項1又は
2に記載の発明において、前記第1のレンズは、少なく
とも1枚の正メニスカスレンズを含む2枚以上のレンズ
群からなるように構成している。
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the first lens is composed of two or more lens groups including at least one positive meniscus lens. are doing.

【0010】[0010]

【作用】請求項1に記載の発明によれば、光源は、発光
部の形状に異方性を有するものであって、例えば一対の
電極間のアーク放電により照明光を発生させる。照明光
は第1のレンズにて集光された後、反射ミラーにて反射
され、第2のレンズを通過して反射型画像素子に入射さ
れる。そして、反射型画像素子にて反射された光は、再
び第2のレンズを通過して投射光として取り出される。
その後、投射光は絞りの開口部を通過した後、例えばス
クリーン上に投射され、投射画像が表示される。
According to the first aspect of the invention, the light source has an anisotropic shape in the light emitting portion, and generates illumination light by arc discharge between a pair of electrodes, for example. The illumination light is condensed by the first lens, reflected by the reflection mirror, passes through the second lens, and is incident on the reflective image element. Then, the light reflected by the reflective image element passes through the second lens again and is extracted as projection light.
After that, the projection light passes through the aperture of the diaphragm and then is projected onto, for example, a screen to display a projection image.

【0011】かかる場合、照明光と投射光とは光源によ
る像の長手方向に直交する方向に分離され、反射ミラー
及び絞りの開口部における照明光及び投射光の像は、そ
の長手方向が平行になる。従って、両方の像の長手方向
に直交する方向の寸法が小さくなり、レンズの有効径の
中で照明光と投射光とを分離する際において、その光の
像を大きくすることが可能となる。その結果、光利用効
率が高く且つ高画質な投射画像が得られることになる。
In such a case, the illumination light and the projection light are separated in the direction orthogonal to the longitudinal direction of the image by the light source, and the images of the illumination light and the projection light in the openings of the reflection mirror and the diaphragm are parallel in the longitudinal direction. Become. Therefore, the size of both images in the direction orthogonal to the longitudinal direction becomes small, and when the illumination light and the projection light are separated within the effective diameter of the lens, the image of the light can be made large. As a result, a projected image with high light utilization efficiency and high image quality can be obtained.

【0012】また、絞りの開口部が光源による像の長手
方向に延びる長孔状に形成されるため、不要光(例え
ば、PDLC画像素子での散乱光)を効率的に除去で
き、投射画像のコントラストを向上させることが可能と
なる。
Further, since the aperture of the diaphragm is formed in a long hole shape extending in the longitudinal direction of the image by the light source, unnecessary light (for example, scattered light in the PDLC image element) can be efficiently removed, and the projected image It is possible to improve the contrast.

【0013】請求項2に記載したように、絞りの開口部
の形状を光源による像に一致させた場合、絞りの開口部
において光源による像に一致しない部分が少なくなり、
明るさの低下なしに不要光の除去がより確実に行われ
る。なお、絞りを通過した投射光を入射させる投射レン
ズを構成要件とする場合にも、光源による像の形状が絞
りの開口部の形状に一致することになり、上記と同様に
不要光の除去がより確実に行われる。
When the shape of the aperture of the diaphragm is matched with the image of the light source as described in claim 2, the portion of the aperture of the diaphragm which does not match the image of the light source is reduced,
The unnecessary light is more reliably removed without lowering the brightness. Even when the projection lens that makes the projection light that has passed through the diaphragm incident is a constituent element, the shape of the image by the light source matches the shape of the aperture of the diaphragm, and unnecessary light can be removed in the same manner as above. More surely done.

【0014】請求項3に記載したように、少なくとも1
枚の正メニスカスレンズを含む2枚以上のレンズ群にて
第1のレンズを構成すれば、第1のレンズの焦点距離を
短くでき、より明るい投射画像が得られる。つまり、単
レンズの短焦点化による集光効率の向上は、収差やレン
ズ表面の反射損失により限界があるが、上記構成により
その問題が解消される。
As described in claim 3, at least 1
If the first lens is composed of two or more lens groups including one positive meniscus lens, the focal length of the first lens can be shortened and a brighter projected image can be obtained. In other words, the improvement of the light-collecting efficiency by shortening the focal length of the single lens is limited due to the aberration and the reflection loss of the lens surface, but the problem is solved by the above configuration.

【0015】[0015]

【実施例】【Example】

(第1実施例)以下、この発明を具体化した第1実施例
を図面に従って説明する。本実施例は、1枚の反射型液
晶パネルを用い、単板式の投射型液晶表示装置を構成す
るものであり、反射型液晶パネルはPDLC画像素子に
より構成されている。なお、このPDLC画像素子は、
TN液晶で不可欠であった偏光板を不要にすることがで
きるため、偏光板の光吸収による損失がなく、明るさを
2倍以上にできることが一般的に知られている。
(First Embodiment) A first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In this embodiment, a single reflection type liquid crystal panel is used to form a single-plate projection type liquid crystal display device, and the reflection type liquid crystal panel is composed of PDLC image elements. In addition, this PDLC image element
It is generally known that the polarizing plate, which was indispensable for the TN liquid crystal, can be eliminated, so that there is no loss due to light absorption of the polarizing plate and the brightness can be doubled or more.

【0016】図1は、本実施例における投射型液晶表示
装置の構成を示す。図1の光学系において、光源1は例
えばメタルハライドランプにて構成されており、一般に
その光の輪郭(以下、光源像という)は縦横比=1:
1.5〜1:5の略楕円状となる。光源1の構造を図3
を用いて説明する。図3(a)は、光源1を図1のA方
向から見た正面図であり、図3(b)は光源1における
発光部の拡大図である。
FIG. 1 shows the configuration of a projection type liquid crystal display device in this embodiment. In the optical system of FIG. 1, the light source 1 is composed of, for example, a metal halide lamp, and the outline of the light (hereinafter, referred to as a light source image) is generally an aspect ratio = 1: 1.
It becomes a substantially elliptical shape of 1.5 to 1: 5. The structure of the light source 1 is shown in FIG.
Will be explained. FIG. 3A is a front view of the light source 1 viewed from the direction A in FIG. 1, and FIG. 3B is an enlarged view of a light emitting unit in the light source 1.

【0017】図3(a)において、ガラス管11は左右
の保持部12a,12bにて保持されており、同ガラス
管11内には、両保持部12a,12bから中央に延び
る電極13a,13bが配設されている。そして、両電
極13a,13bの間が発光部14となっており、発光
部14で発生するアークは、図3(b)に示すアーク長
(電極13a,13b間の距離)及びアーク径(アーク
長手方向に直交する方向のアークの直径)を有する。本
実施例における具体的数値を示すと、アーク長≒2.5
mm、アーク径≒0.75mmであり、光源1は縦横比
≒1:3の光源像を発生させる。即ち、発光部14は異
方性を有している。
In FIG. 3A, the glass tube 11 is held by left and right holding portions 12a and 12b, and inside the glass tube 11, electrodes 13a and 13b extending from the both holding portions 12a and 12b to the center are provided. Is provided. The light emitting portion 14 is between the two electrodes 13a and 13b, and the arc generated in the light emitting portion 14 has an arc length (distance between the electrodes 13a and 13b) and an arc diameter (arc) shown in FIG. 3B. Arc diameter in the direction orthogonal to the longitudinal direction). The concrete numerical values in this embodiment are as follows: arc length≈2.5
mm, arc diameter ≈ 0.75 mm, and the light source 1 produces a light source image with an aspect ratio ≈ 1: 3. That is, the light emitting unit 14 has anisotropy.

【0018】そして、図1において光源1から発せられ
た照明光L1は、第1及び第2の集光レンズ2a,2b
からなるコンデンサレンズ(第1のレンズ)2を経て反
射ミラー3上に集光される。さらに、照明光L1は反射
ミラー3にて反射され、対物レンズ(第2のレンズ)4
を経て平行光となった後に反射型液晶パネル5に入射さ
れる。
Illumination light L1 emitted from the light source 1 in FIG. 1 is divided into first and second condenser lenses 2a and 2b.
It is condensed on the reflection mirror 3 via the condenser lens (first lens) 2 made of. Further, the illumination light L1 is reflected by the reflection mirror 3, and the objective lens (second lens) 4
After being converted into parallel light, the light is incident on the reflective liquid crystal panel 5.

【0019】その後、照明光L1は反射型液晶パネル5
で反射され、投射光L2として再び対物レンズ4を通過
する。このとき、対物レンズ4の中心軸に対して対称に
なるように照明光L1と投射光L2とが微小角度にて分
離され、投射光L2は反射ミラー3の少し上の位置で集
束される。投射光L2の集束位置には、所定形状の開口
部6aを有する絞り6が配設されており、この絞り6の
開口部6aを通過した投射光L2が投射レンズ7を経て
図示しないスクリーン上に投射される。
After that, the illumination light L1 is reflected by the reflection type liquid crystal panel 5.
And is again reflected by the objective lens 4 as projection light L2. At this time, the illumination light L1 and the projection light L2 are separated at a minute angle so as to be symmetrical with respect to the central axis of the objective lens 4, and the projection light L2 is focused at a position slightly above the reflection mirror 3. A diaphragm 6 having an opening 6a of a predetermined shape is arranged at the position where the projection light L2 is focused, and the projection light L2 that has passed through the opening 6a of the diaphragm 6 passes through the projection lens 7 and is displayed on a screen (not shown). Is projected.

【0020】つまり、PDLC画像素子を用いた反射型
液晶パネル5では、非散乱光と散乱光とを発するが、絞
り6を設けることにより、非散乱光のみが投影レンズ7
に入射されるようになっている。なお、上述の如く光源
像が略楕円状をなすため、照明光L1及び投射光L2は
絞り6の近傍では紙面に直交する方向を長手方向とする
略楕円状の像を有している。
That is, the reflection type liquid crystal panel 5 using the PDLC image element emits non-scattered light and scattered light, but by providing the diaphragm 6, only the non-scattered light is projected onto the projection lens 7.
It is designed to be incident on. Since the light source image has a substantially elliptical shape as described above, the illumination light L1 and the projection light L2 have a substantially elliptical image in the vicinity of the diaphragm 6 whose longitudinal direction is the direction orthogonal to the paper surface.

【0021】図2は、反射ミラー3及び絞り6を拡大し
て示す斜視図である。反射ミラー3及び絞り6は隣接し
て設けられており、絞り6の開口部6aの形状は横長の
矩形状をなしている。また、反射ミラー3を対物レンズ
4側から見た形状も横長の矩形状をなしている。反射ミ
ラー3の長手方向と絞り6の開口部6aの長手方向とは
平行になっており、これらの長手方向は前記照明光L1
及び投射光L2の像の長手方向に一致している。
FIG. 2 is an enlarged perspective view showing the reflection mirror 3 and the diaphragm 6. The reflection mirror 3 and the diaphragm 6 are provided adjacent to each other, and the shape of the opening 6a of the diaphragm 6 is a horizontally long rectangular shape. The shape of the reflection mirror 3 viewed from the objective lens 4 side is also a horizontally long rectangular shape. The longitudinal direction of the reflecting mirror 3 and the longitudinal direction of the opening 6a of the diaphragm 6 are parallel to each other, and these longitudinal directions are the illumination light L1.
And the longitudinal direction of the image of the projection light L2.

【0022】図4は、図1の対物レンズ4側から反射ミ
ラー3及び絞り6を見た図であり、同図には便宜上、反
射ミラー3及び絞り6の正面図と、光源像の断面図とを
図4(a),(b)に分けて示す。図4(a)に示すよ
うに、反射ミラー3及び絞り6の開口部6aは共に、レ
ンズ有効径(二点鎖線で示す)に入るように配置されて
いる。また、図4(b)に示すように、反射ミラー3上
での照明光L1(図のI1)及び絞り6を通過する投射
光L2(図のI2)も共に、レンズ有効径の中で入るよ
うに設計されている。なお、レンズ有効径は、良好な画
質を確保することができる投射レンズ7の入射瞳の径に
相当し、これはレンズ単体の性能により決定される。
FIG. 4 is a view of the reflecting mirror 3 and the diaphragm 6 viewed from the side of the objective lens 4 in FIG. 1. For the sake of convenience, FIG. 4 is a front view of the reflecting mirror 3 and the diaphragm 6 and a sectional view of a light source image. And are shown separately in FIGS. 4 (a) and 4 (b). As shown in FIG. 4A, both the reflection mirror 3 and the aperture 6a of the diaphragm 6 are arranged so as to enter the lens effective diameter (indicated by a chain double-dashed line). Further, as shown in FIG. 4B, the illumination light L1 (I1 in the drawing) on the reflection mirror 3 and the projection light L2 (I2 in the drawing) passing through the diaphragm 6 both enter within the effective diameter of the lens. Is designed to be. The lens effective diameter corresponds to the diameter of the entrance pupil of the projection lens 7 that can ensure good image quality, and this is determined by the performance of the lens itself.

【0023】要するに、光源像(照明光L1の像,投射
光L2の像)形状が異方性を有することに着目し、光源
1の電極13a,13bを結ぶ方向が反射ミラー3と絞
り6との境界線に平行になるように、光源1の配置方向
を特定した。つまり、照明光L1及び投射光L2を分離
するに際しては、その像の長手方向に直交する方向に分
離するようにした。それにより、前記図4の如くより大
きな像をレンズ有効径の中で得ることができる。その結
果、本実施例では、光利用効率が高く且つ高画質な投射
画像を得ることができる。また、レンズ有効径を大きく
使うことができるため、比較的低価格な投射レンズを使
用することができ、光学系のコストアップを招くことも
ない。
In short, paying attention to the fact that the shape of the light source image (the image of the illumination light L1 and the image of the projection light L2) has anisotropy, and the direction connecting the electrodes 13a and 13b of the light source 1 is the reflection mirror 3 and the diaphragm 6. The arrangement direction of the light source 1 was specified so as to be parallel to the boundary line of. That is, when the illumination light L1 and the projection light L2 are separated, they are separated in the direction orthogonal to the longitudinal direction of the image. As a result, a larger image can be obtained within the lens effective diameter as shown in FIG. As a result, in this embodiment, it is possible to obtain a projected image with high light utilization efficiency and high image quality. Further, since the effective lens diameter can be used large, a relatively low-priced projection lens can be used, and the cost of the optical system does not increase.

【0024】また、本実施例では、絞り6の開口部6a
が光源による像の長手方向に延びる矩形状に形成される
ため、散乱光等の不要な光を効率的に排除することがで
き、画像のコントラストを向上させることができる。
Further, in this embodiment, the aperture 6a of the diaphragm 6 is provided.
Is formed into a rectangular shape extending in the longitudinal direction of the image by the light source, so that unnecessary light such as scattered light can be efficiently eliminated and the contrast of the image can be improved.

【0025】さらに、本実施例では、反射ミラー3(対
物レンズ4側から見た形状)及び絞り6の開口部6aを
共に矩形状とし、それらの長手方向を互いに平行にした
ことにより、反射型液晶パネル5に入射される照明光L
1の平行度が向上し、投射画像のコントラストの向上に
寄与できる。このとき、反射ミラー4をより大きくして
も、投射画像のコントラストはやや低下するものの本実
施例の効果が失われるものではない。
Further, in this embodiment, the reflection mirror 3 (the shape viewed from the objective lens 4 side) and the aperture 6a of the diaphragm 6 are both rectangular and the longitudinal directions thereof are parallel to each other, so that the reflection type Illumination light L incident on the liquid crystal panel 5
The parallelism of 1 is improved, which can contribute to the improvement of the contrast of the projected image. At this time, even if the reflection mirror 4 is made larger, the contrast of the projected image is slightly lowered, but the effect of this embodiment is not lost.

【0026】なお、絞り6の開口部6aの形状は、矩形
状の他に例えば図5に示す如く変更してもよい。即ち、
図5(a)では開口部6aが台形状をなし、図5(b)
では開口部6aが半円状をなし、図5(c)では開口部
6aが楕円状をなす。要するに、光源1による像の長手
方向に延びる長孔状であれば、開口部6aの形状は任意
でよい。追記すれば、上記形状のうちで図5(c)の形
状は光源1による像に略一致することから、これが不要
光を最も効率的に排除することができると言える。また
同時に、反射ミラー3を対物レンズ4側から見た形状も
同様に変更してもよい。
The shape of the opening 6a of the diaphragm 6 may be changed as shown in FIG. 5 instead of being rectangular. That is,
In FIG. 5A, the opening 6a has a trapezoidal shape, and FIG.
In FIG. 5C, the opening 6a has a semicircular shape, and in FIG. 5C, the opening 6a has an elliptical shape. In short, the opening 6a may have any shape as long as it has a long hole shape extending in the longitudinal direction of the image formed by the light source 1. If it is added, the shape of FIG. 5C among the above shapes substantially matches the image by the light source 1, so it can be said that this can most effectively eliminate unnecessary light. At the same time, the shape of the reflection mirror 3 viewed from the objective lens 4 side may be changed similarly.

【0027】(第2実施例)次に、第2実施例の投射型
液晶表示装置について第1実施例との相違点のみを説明
する。図6は第2実施例における投射型液晶表示装置の
構成を示す。図6において、光源1とコンデンサレンズ
2との間には、1枚の正メニスカスレンズ21が配設さ
れている。この場合、光源1とコンデンサレンズ2との
間の距離は図1(第1実施例)の構成に比べて例えば約
2/3になる。
(Second Embodiment) Next, only the difference between the projection type liquid crystal display device of the second embodiment and the first embodiment will be described. FIG. 6 shows the configuration of the projection type liquid crystal display device in the second embodiment. In FIG. 6, one positive meniscus lens 21 is arranged between the light source 1 and the condenser lens 2. In this case, the distance between the light source 1 and the condenser lens 2 is, for example, about 2/3 as compared with the configuration of FIG. 1 (first embodiment).

【0028】要するに、単レンズの短焦点化による集光
効率の向上は、収差やレンズ表面の反射損失によって限
界があるが、正メニスカスレンズ21を用いることによ
りコンデンサレンズ2の焦点距離が短くなり、より明る
い光源像を得ることができる。実験によれば、図1の構
成に比べて明るさを約1.2倍にできることが確認され
た。
In short, the improvement of the light-collecting efficiency by shortening the focal length of the single lens is limited by the aberration and the reflection loss of the lens surface, but the use of the positive meniscus lens 21 shortens the focal length of the condenser lens 2. A brighter light source image can be obtained. According to the experiment, it was confirmed that the brightness can be increased by about 1.2 times as compared with the configuration of FIG.

【0029】(第3実施例)次に、第3実施例の投射型
液晶表示装置について第1実施例との相違点のみを説明
する。図7は第3実施例における投射型液晶表示装置の
構成を示す。図7では、図1の投射レンズ7が排除され
ている。この場合、反射ミラー3及び絞り6におけるレ
ンズ有効径は対物レンズ4の射出瞳の径に相当し、この
レンズ有効径の中に照明光L1の像と投射光L2の像を
入れることにより、上記実施例と同様に高画質の投射画
像を得ることができる。また、投射レンズ7を排除した
ことにより、光学系の部品点数の削減、並びに小型化を
図ることができる。
(Third Embodiment) Next, only the difference between the projection type liquid crystal display device of the third embodiment and the first embodiment will be described. FIG. 7 shows the structure of the projection type liquid crystal display device in the third embodiment. In FIG. 7, the projection lens 7 of FIG. 1 is excluded. In this case, the lens effective diameter in the reflection mirror 3 and the diaphragm 6 corresponds to the diameter of the exit pupil of the objective lens 4, and the image of the illumination light L1 and the image of the projection light L2 are put in this lens effective diameter, A high quality projected image can be obtained as in the embodiment. Further, by eliminating the projection lens 7, the number of parts of the optical system can be reduced and the size can be reduced.

【0030】(第4実施例)次に、第4実施例の投射型
液晶表示装置について第1実施例との相違点のみを説明
する。図8は第4実施例における投射型液晶表示装置の
構成を示す。図8では、光源1の背後に凹面鏡22が配
設されている。この場合、凹面鏡22を設けない場合に
比べて、投射画像の明るさを約2倍にすることができ
る。
(Fourth Embodiment) Next, only the difference between the projection type liquid crystal display device of the fourth embodiment and the first embodiment will be described. FIG. 8 shows the structure of the projection type liquid crystal display device in the fourth embodiment. In FIG. 8, a concave mirror 22 is arranged behind the light source 1. In this case, the brightness of the projected image can be approximately doubled as compared with the case where the concave mirror 22 is not provided.

【0031】(第5実施例)次に、第5実施例の投射型
液晶表示装置について第1実施例との相違点のみを説明
する。図9は第5実施例における投射型液晶表示装置の
構成を示す。図9では、コンデンサレンズ2と反射ミラ
ー3との間に、照明光L1を約90°の角度で反射させ
るミラー23が配設されている。この場合、光源1の光
軸と対物レンズ4の中心軸(投射レンズ7の中心軸も同
じ)とを略平行にすることで、装置全体の小型化が可能
となる。
(Fifth Embodiment) Next, only the difference between the projection type liquid crystal display device of the fifth embodiment and the first embodiment will be described. FIG. 9 shows the structure of the projection type liquid crystal display device in the fifth embodiment. In FIG. 9, a mirror 23 that reflects the illumination light L1 at an angle of about 90 ° is arranged between the condenser lens 2 and the reflection mirror 3. In this case, by making the optical axis of the light source 1 and the central axis of the objective lens 4 (the central axis of the projection lens 7 are the same) substantially parallel to each other, the size of the entire apparatus can be reduced.

【0032】(第6実施例)次に、本発明を3板式の投
射型液晶表示装置に具体化した第6実施例について、上
記第1実施例との相違点のみを説明する。図10は、第
6実施例における投射型液晶表示装置の構成を示す。図
10において、対物レンズ4を通過した照明光L1は、
同光L1を赤(R),緑(G),青(B)の波長帯域の
光に色分解するためのダイクロイックプリズム25に入
射される。ダイクロイックプリズム25の射出側の3面
には、各々に反射型液晶パネル26,27,28が取り
付けられている。
(Sixth Embodiment) Next, a sixth embodiment in which the present invention is embodied in a three-plate projection type liquid crystal display device will be described only in the points different from the first embodiment. FIG. 10 shows the configuration of the projection type liquid crystal display device in the sixth embodiment. In FIG. 10, the illumination light L1 that has passed through the objective lens 4 is
The light L1 is incident on a dichroic prism 25 for color-separating the light in the red (R), green (G), and blue (B) wavelength bands. Reflective liquid crystal panels 26, 27, and 28 are attached to the three exit side surfaces of the dichroic prism 25, respectively.

【0033】かかる場合、ダイクロイックプリズム26
は、照明光L1(白色光)のうち、赤色成分を図の下方
向に反射させ、反射型液晶パネル26に照射させる。ま
た、青色成分を図の上方向に反射させ、反射型液晶パネ
ル27に照射させる。さらに、緑色成分を図の左方向に
透過させ、反射型液晶パネル28に照射させる。各液晶
パネル26〜28は、各色成分に対応して色分解された
画像信号で駆動される。そして、各液晶パネル26〜2
8の反射光が合成されて投射光L2(白色光)となり、
その投射光L2が対物レンズ4、絞り6、投射レンズ7
を通過してスクリーンに投射される。
In such a case, the dichroic prism 26
Causes the red component of the illumination light L1 (white light) to be reflected in the downward direction of the figure and irradiate the reflective liquid crystal panel 26. In addition, the blue component is reflected in the upward direction of the drawing, and the reflective liquid crystal panel 27 is irradiated with the blue component. Further, the green component is transmitted in the left direction in the drawing and is irradiated on the reflective liquid crystal panel 28. Each of the liquid crystal panels 26 to 28 is driven by an image signal whose color is separated corresponding to each color component. And each liquid crystal panel 26-2
The reflected light of 8 is synthesized to become the projected light L2 (white light),
The projection light L2 is the objective lens 4, the diaphragm 6, and the projection lens 7.
Is projected onto the screen.

【0034】この場合、単板式の液晶パネルでのカラー
フィルタ等による光損失が少なくなり、より明るい投射
画像を得ることができる。なお、本発明は上記各実施例
の他に次の様態にて具体化することができる。
In this case, light loss due to a color filter or the like in the single plate type liquid crystal panel is reduced, and a brighter projected image can be obtained. The present invention can be embodied in the following modes in addition to the above embodiments.

【0035】(1)上記実施例では、絞り6の開口部6
aの大きさを固定したが、これを可変としてもよい。つ
まり、周囲の照明を十分暗くした場合には、絞り6の開
口部6aの大きさを小さくすることにより、投射した画
像の明るさは多少低下するが、コントラストを向上させ
ることが可能となる。
(1) In the above embodiment, the aperture 6 of the diaphragm 6
Although the size of a is fixed, it may be variable. That is, when the surrounding illumination is sufficiently dark, the brightness of the projected image is slightly reduced by reducing the size of the opening 6a of the diaphragm 6, but the contrast can be improved.

【0036】(2)上記実施例では、光源としてメタル
ハライドランプを用いたが、キセノンランプ等、発光部
の形状に異方性を有する他の光源に変更してもよい。 (3)上記実施例では、反射型画像素子としてPDLC
液晶素子を用いたが、他の液晶素子を用いてもよい。ま
た、液晶素子に代えて、膜変形による散乱型画像素子等
を用いて構成してもよい。
(2) In the above embodiment, the metal halide lamp was used as the light source, but it may be changed to another light source such as a xenon lamp having anisotropy in the shape of the light emitting portion. (3) In the above embodiment, the PDLC is used as the reflective image device.
Although the liquid crystal element is used, another liquid crystal element may be used. Further, instead of the liquid crystal element, a scattering type image element due to film deformation may be used.

【0037】[0037]

【発明の効果】請求項1に記載の発明によれば、コスト
アップを抑制しつつ、光利用効率が高く且つ高画質な投
射画像を得ることができるという優れた効果を発揮す
る。
According to the first aspect of the present invention, it is possible to obtain an excellent effect that a projected image having high light utilization efficiency and high image quality can be obtained while suppressing an increase in cost.

【0038】請求項2に記載の発明によれば、不要光の
除去をより効率的に行うことができる。請求項3に記載
の発明によれば、第1のレンズの焦点距離を短くして、
より明るい投射画像を得ることができる。
According to the second aspect of the invention, unnecessary light can be removed more efficiently. According to the invention of claim 3, the focal length of the first lens is shortened,
A brighter projected image can be obtained.

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

【図1】第1実施例における投射型液晶表示装置を示す
構成図。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a projection type liquid crystal display device in a first embodiment.

【図2】反射ミラー及び絞りの構成を示す斜視図。FIG. 2 is a perspective view showing configurations of a reflection mirror and a diaphragm.

【図3】光源の構成を拡大して示す図。FIG. 3 is an enlarged view showing a configuration of a light source.

【図4】対物レンズ側から反射ミラー及び絞りを見た
図。
FIG. 4 is a diagram of a reflection mirror and a diaphragm viewed from the objective lens side.

【図5】絞りの開口部形状を変形させた例を示す図。FIG. 5 is a diagram showing an example in which the shape of the aperture of the diaphragm is modified.

【図6】第2実施例における投射型液晶表示装置を示す
構成図。
FIG. 6 is a configuration diagram showing a projection type liquid crystal display device in a second embodiment.

【図7】第3実施例における投射型液晶表示装置を示す
構成図。
FIG. 7 is a configuration diagram showing a projection type liquid crystal display device in a third embodiment.

【図8】第4実施例における投射型液晶表示装置を示す
構成図。
FIG. 8 is a configuration diagram showing a projection type liquid crystal display device in a fourth embodiment.

【図9】第5実施例における投射型液晶表示装置を示す
構成図。
FIG. 9 is a configuration diagram showing a projection type liquid crystal display device in a fifth embodiment.

【図10】第6実施例における投射型液晶表示装置を示
す構成図。
FIG. 10 is a configuration diagram showing a projection type liquid crystal display device in a sixth embodiment.

【図11】従来技術における投射型液晶表示装置を示す
構成図。
FIG. 11 is a configuration diagram showing a projection type liquid crystal display device in the related art.

【図12】対物レンズ側から反射ミラー及び絞りを見た
図。
FIG. 12 is a diagram of a reflection mirror and a diaphragm viewed from the objective lens side.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…光源、2…第1のレンズとしてのコンデンサレン
ズ、3…反射ミラー、4…第2のレンズとしての対物レ
ンズ、5…反射型液晶パネル、6…絞り、6a…開口
部、14…発光部、L1…照明光、L2…投射光。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Light source, 2 ... Condenser lens as 1st lens, 3 ... Reflective mirror, 4 ... Objective lens as 2nd lens, 5 ... Reflective liquid crystal panel, 6 ... Aperture, 6a ... Aperture, 14 ... Light emission Part, L1 ... Illumination light, L2 ... Projection light.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】発光部の形状に異方性を有する光源と、該
光源からの照明光を集光する第1のレンズと、該第1の
レンズにて集光された照明光を反射させる反射ミラー
と、該反射ミラーからの照明光を投射光として反射させ
る反射型画像素子と、該反射型画像素子の入射光及び反
射光を通過させる第2のレンズと、前記反射ミラーに隣
接して配置された絞りとを備えた投射型表示装置におい
て、 前記照明光と前記投射光とを前記光源による像の長手方
向に直交する方向に分離し、且つ、前記絞りの開口部を
前記光源による像の長手方向に延びる長孔状に形成する
ことを特徴とする投射型表示装置。
1. A light source having a light emitting portion having anisotropy in shape, a first lens for collecting illumination light from the light source, and reflecting the illumination light collected by the first lens. Adjacent to the reflection mirror, a reflection mirror, a reflection type image element that reflects the illumination light from the reflection mirror as projection light, a second lens that allows the incident light and the reflection light of the reflection type image element to pass therethrough, and In a projection type display device having a diaphragm arranged, the illumination light and the projection light are separated in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the image by the light source, and the aperture of the diaphragm is imaged by the light source. A projection type display device, which is formed in the shape of an elongated hole extending in the longitudinal direction.
【請求項2】前記絞りの開口部の形状を、前記光源によ
る像に略一致させる請求項1に記載の投射型表示装置。
2. The projection display device according to claim 1, wherein the shape of the aperture of the diaphragm is made to substantially match the image formed by the light source.
【請求項3】前記第1のレンズは、少なくとも1枚の正
メニスカスレンズを含む2枚以上のレンズ群からなる請
求項1又は2に記載の投射型表示装置。
3. The projection type display device according to claim 1, wherein the first lens is composed of two or more lens groups including at least one positive meniscus lens.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6315415B1 (en) 1998-02-27 2001-11-13 Minolta Co., Ltd. Image projector
JP2018010085A (en) * 2016-07-12 2018-01-18 株式会社 オルタステクノロジー Liquid crystal projector

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