JPH09243990A - Projection type liquid crystal display device - Google Patents

Projection type liquid crystal display device

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JPH09243990A
JPH09243990A JP5578196A JP5578196A JPH09243990A JP H09243990 A JPH09243990 A JP H09243990A JP 5578196 A JP5578196 A JP 5578196A JP 5578196 A JP5578196 A JP 5578196A JP H09243990 A JPH09243990 A JP H09243990A
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JP
Japan
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lens
light
liquid crystal
crystal panel
type liquid
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Application number
JP5578196A
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Japanese (ja)
Inventor
Masaya Adachi
昌哉 足立
Yoshihiro Konuma
順弘 小沼
Kenji Sato
健児 佐藤
Yutaka Matsuda
裕 松田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain high-grade videos which have decreased unequal luminosity and colors, is light and has a good contrast by specifying the position of a lens plate which is arranged in the position near a condenser lens among the lens plates consisting of plural unit lenses. SOLUTION: The second lens plate 301 is arranged in the position where nearly the same optical distance as the optical distance of an aperture-stop 105 viewed from the liquid crystal panel on nearly the same plane as the plane of this aperture-stop 105 is attained. The size of the lens aperture of this second lens plate 301 is set smaller than the size of the aperture-stop 105 of the projecting lens. The second lens plate 301 is arranged in the position where nearly the same optical distance as the optical distance of the aperture-stop 105 is attained and, further, the size of the lens aperture is set larger than the effective diaphragm surface of the projecting lens and, therefore, the condensing position of the light made incident on the liquid crystal panel via the second lens plate 301 and reflected is within the effective diaphragm surface 601 of the projecting lens. The efficient incidence of this light on the projecting lens is made possible. The light reflected by the liquid crystal panel is thus efficiently utilized for projection without increasing the size of the projecting lens.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は投写型液晶表示装置
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a projection type liquid crystal display device.

【0002】[0002]

【従来の技術】図31を用いて従来の投写型液晶表示装
置を説明する。光源3101から出射した照射光310
2は、入射側の開口絞り3103を通過し反射散乱型液
晶パネル3104に入射する。入射した光は反射散乱型
液晶パネル3104で反射し、開口絞り3105及び投
写レンズ3106を介してスクリーン(図示せず)に拡
大投写される。
2. Description of the Related Art A conventional projection type liquid crystal display device will be described with reference to FIG. Irradiation light 310 emitted from the light source 3101
2 passes through the aperture stop 3103 on the incident side and enters the reflection-scattering type liquid crystal panel 3104. The incident light is reflected by the reflection-scattering type liquid crystal panel 3104 and is enlarged and projected on a screen (not shown) via the aperture stop 3105 and the projection lens 3106.

【0003】反射散乱型液晶パネル3104の各画素は
所定の電圧を印加することで入射光を正反射したり、散
乱したりすることができるものである。実線で表される
正反射光3107は光の散乱がない状態の反射光を表
し、また破線で表される散乱反射光3108は液晶パネ
ル3104によって散乱された光を表す。このとき正反
射光3107はほぼ全て開口絞り3105の開口部を通
過し、投写レンズ3106を介してスクリーンへ到達する
が、散乱反射光3108は開口絞り3105で遮られ、
スクリーンへはほとんど到達しない。従って、液晶パネ
ル3104の正反射状態の画素で反射した光は開口絞り
3105を通過し、投写レンズ3105を介してスクリ
ーン上に明るく拡大表示されるが、散乱状態の画素で反
射した光は開口絞り3105で遮られて、スクリーン上
では暗くなる。このように反射散乱型液晶パネルを使用
した投写型液晶表示装置では、光の反射の散乱の度合い
をコントロールすることによって光源部からの光を映像
光へと変調している。
Each pixel of the reflection / scattering type liquid crystal panel 3104 can specularly reflect or scatter incident light by applying a predetermined voltage. The specular reflected light 3107 represented by the solid line represents the reflected light in the state where the light is not scattered, and the scattered reflected light 3108 represented by the broken line represents the light scattered by the liquid crystal panel 3104. At this time, almost all the specular reflected light 3107 passes through the opening of the aperture stop 3105 and reaches the screen through the projection lens 3106, but the scattered reflected light 3108 is blocked by the aperture stop 3105.
Hardly reaches the screen. Therefore, the light reflected by the pixels in the specular reflection state of the liquid crystal panel 3104 passes through the aperture stop 3105 and is displayed brightly on the screen through the projection lens 3105, but the light reflected by the pixels in the scattering state is the aperture stop. It is blocked by 3105 and becomes dark on the screen. As described above, in the projection type liquid crystal display device using the reflection-scattering type liquid crystal panel, the light from the light source unit is modulated into the image light by controlling the degree of scattering of the reflection of the light.

【0004】この構成の投写型液晶表示装置では、TN
(Twisted Nematic )型の液晶パネルを使用した投写型
液晶表示装置の場合とは異なり、偏光板による光の損失
が無いのでスクリーン上で明るい映像が得られる。さら
に、反射型液晶パネルは電極が反射板を兼ねることがで
き、透過型液晶パネルに比べて画素の開口率が大きくで
きるため、スクリーン上でより明るい映像が得られる。
また、反射型の液晶パネルは光学系の光路が折り返しと
なるため、透過型の液晶パネルを用いた投写型液晶表示
装置に比べて光学系が小型にできる。
In the projection type liquid crystal display device having this structure, the TN
Unlike a projection type liquid crystal display device using a (Twisted Nematic) type liquid crystal panel, there is no light loss due to a polarizing plate, so a bright image can be obtained on the screen. Further, in the reflection type liquid crystal panel, the electrodes can also serve as the reflection plate, and the aperture ratio of the pixels can be increased as compared with the transmission type liquid crystal panel, so that a brighter image can be obtained on the screen.
Further, since the optical path of the optical system of the reflection type liquid crystal panel is folded back, the optical system can be made smaller than that of the projection type liquid crystal display device using the transmission type liquid crystal panel.

【0005】このような投写型液晶表示装置において
は、光源部からの光を高効率で利用することと、スクリ
ーン上での照度むら,色むらを低減することが重要とな
る。
In such a projection type liquid crystal display device, it is important to use the light from the light source section with high efficiency and to reduce the uneven illuminance and the uneven color on the screen.

【0006】光源光の利用効率の向上とスクリーン上で
の照度むら,色むらの改善手段としては複数のレンズを
同一面内に配した構成のレンズ板を2枚用いて構成する
オプティカルインテグレータが知られており、特開平3
−111806 号公報にこのオプティカルインテグレータ光
学系を用いた投写型液晶表示装置の構成が述べられてい
る。これは光源部からの光を第1のレンズ板によって複
数の光束に分割し、第2のレンズ板を介してこれらの光
束を液晶パネルの表示領域に重畳結像させるものであ
る。
An optical integrator composed of two lens plates having a plurality of lenses arranged in the same plane is known as a means for improving the utilization efficiency of the light from the light source and improving the unevenness in illuminance and color on the screen. And is disclosed in JP-A-3
The construction of a projection type liquid crystal display device using this optical integrator optical system is described in Japanese Patent Publication No.-111806. In this, the light from the light source unit is divided into a plurality of light fluxes by the first lens plate, and these light fluxes are superimposed and imaged on the display area of the liquid crystal panel via the second lens plate.

【0007】この方法では、分割後の照明むらの小さな
光束を液晶パネルの表示領域に重畳することになるので
均一性の高い照明光が得られる。このため、スクリーン
上で照度むら及び色むらが大幅に改善される。また、第
1のレンズ板を構成する各単位レンズの開口部を液晶パ
ネルの表示領域と相似な形状とすれば、分割後の光束は
過不足無く表示領域に照射することができるため効率よ
く照明することができる。
According to this method, since the luminous flux with small illumination unevenness after division is superimposed on the display area of the liquid crystal panel, highly uniform illumination light can be obtained. Therefore, the unevenness of illuminance and the unevenness of color on the screen are significantly reduced. Further, if the opening of each unit lens forming the first lens plate has a shape similar to the display area of the liquid crystal panel, the luminous flux after division can be radiated to the display area without excess or deficiency, so that the illumination can be performed efficiently. can do.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】このようなオプティカ
ルインテグレータを採用した場合、第2のレンズ板は見
かけ上複数の発光部を持つ大きな光源となり、液晶パネ
ルへ入射する光の平行性が劣化する。この場合、液晶パ
ネルで反射した光を高効率に投写利用するためには開口
絞り開口部を大きく、さらには投写レンズを大型化する
必要がある。開口絞りの開口面積を大きくした場合、ス
クリーン照度を上げることはできるが、コントラスト比
は低下し実用上必要なコントラスト比が実現できなくな
るという問題を生じる。また、投写レンズの大型化は装
置全体の大型化,コスト高という問題を生じる。
When such an optical integrator is used, the second lens plate apparently becomes a large light source having a plurality of light emitting portions, and the parallelism of light incident on the liquid crystal panel is deteriorated. In this case, in order to efficiently use the light reflected by the liquid crystal panel for projection, it is necessary to make the aperture stop aperture large and further enlarge the projection lens. When the aperture area of the aperture stop is increased, the screen illuminance can be increased, but the contrast ratio is lowered and the practically necessary contrast ratio cannot be realized. In addition, an increase in the size of the projection lens causes problems such as an increase in the size of the entire apparatus and a high cost.

【0009】本発明の目的は明るさや色のむらが少な
く、明るくてコントラスト比の高い高品位な映像を表示
できる投写型液晶表示装置を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a projection type liquid crystal display device capable of displaying a high-quality image which is bright and has a high contrast ratio, with less unevenness in brightness and color.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明の投写型液晶表示
装置は、光源部と、この光源部からの光を集める集光レ
ンズと、この集光レンズにより集められた光が照射され
る反射散乱型液晶パネルと、この反射散乱型液晶パネル
で変調された光をこの集光レンズを介して投写する投射
レンズと、この集光レンズと投射レンズとの間に位置す
る開口絞りと、この投写された光が写されるスクリーン
とを有する投写型液晶表示装置であって、この光源部と
この集光レンズとの間に、複数の単位レンズよりなるレ
ンズ板を2枚備えており、このレンズ板のうち集光レン
ズに近い位置に配置されるレンズ板を反射散乱型液晶パ
ネルからみて開口絞りとほぼ同じ光学距離となる位置に
配置し、このレンズ板のレンズ開口部の大きさを、開口
絞りの大きさより小さくしたものである。
A projection type liquid crystal display device according to the present invention includes a light source section, a condenser lens for collecting light from the light source section, and a reflection for irradiating the light collected by the condenser lens. A scattering type liquid crystal panel, a projection lens for projecting light modulated by the reflection scattering type liquid crystal panel through the condenser lens, an aperture stop positioned between the condenser lens and the projection lens, and the projection lens. A projection type liquid crystal display device having a screen on which the reflected light is projected, wherein two lens plates each including a plurality of unit lenses are provided between the light source unit and the condenser lens. Among the plates, the lens plate located near the condenser lens is placed at a position that has almost the same optical distance as the aperture stop when viewed from the reflection-scattering liquid crystal panel, and the size of the lens aperture of this lens plate is set to From the size of the diaphragm It is obtained by fence.

【0011】また、光源部と集光レンズとの間に、複数
のレンズを光源部からの出力光の主軸に垂直な面内に配
した構成のレンズ板を1枚配置し、このレンズ板はレン
ズ板を構成する個々の単位レンズの全てが異なる位置に
集光位置(光軸)を有しており、これら単位レンズ同士
の集光位置(光軸)のずれの最大量を投写レンズ系の開
口絞りの大きさより小さくしてもよい。さらに、レンズ
板を構成する個々のレンズの集光位置(光軸)のずれの
量の横縦比を反射散乱型液晶パネルの表示部の幅/高さ
比と同じにすることが望ましい。
Further, between the light source section and the condenser lens, one lens plate having a plurality of lenses arranged in a plane perpendicular to the main axis of the output light from the light source section is arranged. All of the individual unit lenses that make up the lens plate have converging positions (optical axes) at different positions, and the maximum amount of deviation of the converging positions (optical axes) between these unit lenses is determined by the projection lens system. It may be smaller than the size of the aperture stop. Furthermore, it is desirable that the aspect ratio of the amount of deviation of the condensing position (optical axis) of each lens forming the lens plate be the same as the width / height ratio of the display section of the reflection-scattering type liquid crystal panel.

【0012】さらに、レンズ板のうち光源部に最も近い
位置に配置されたレンズ板を構成する単位レンズの開口
部形状が反射散乱型液晶パネルの表示部と相似な形状で
あり、かつ各レンズ開口部は光源部からの出力光の断面
形状に内接、もしくは出力光の断面形状の内部に収まる
ように配置されることが望ましい。
Further, the shape of the opening of the unit lens constituting the lens plate arranged closest to the light source part of the lens plate is similar to the display part of the reflection-scattering type liquid crystal panel, and each lens opening is It is desirable that the section is inscribed in the cross-sectional shape of the output light from the light source section or arranged so as to be included in the cross-sectional shape of the output light.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】図1は本発明の投写型液晶表示装
置の構成を示した概略断面図である。図1に示すように
この投写型液晶表示装置は光源101と、反射鏡102
からなる光源部と、フィルタ103と、第1のレンズ板
201と、第2のレンズ板301と、赤色反射膜110
R及び青色反射膜110Bが設けられたダイクロイック
プリズム110と、ダイクロイックプリズム110の3
つの側面にそれぞれ配置された青色用反射散乱型液晶パ
ネル107,緑色用反射散乱型液晶パネル108,赤色
用反射散乱型液晶パネル109と、投写レンズ111
と、ダイクロイックプリズム110と投写レンズ111
との間に配置された集光レンズ104と、集光レンズ1
04の集光点付近に設けられた開口絞り105と、開口
絞り105と所定の角度をもって対向するように設けら
れた微小反射鏡106とを備える。
1 is a schematic sectional view showing the structure of a projection type liquid crystal display device of the present invention. As shown in FIG. 1, this projection type liquid crystal display device includes a light source 101 and a reflecting mirror 102.
A light source unit consisting of, a filter 103, a first lens plate 201, a second lens plate 301, and a red reflective film 110.
The dichroic prism 110 provided with the R and blue reflection films 110B, and the dichroic prism 110
A blue reflection / scattering liquid crystal panel 107, a green reflection / scattering liquid crystal panel 108, a red reflection / scattering liquid crystal panel 109, and a projection lens 111, which are respectively arranged on one side surface.
, Dichroic prism 110 and projection lens 111
And a condenser lens 104 disposed between and
The aperture stop 105 is provided in the vicinity of the focal point of No. 04, and the minute reflecting mirror 106 is provided so as to face the aperture stop 105 at a predetermined angle.

【0014】光源部を構成する光源101としてはハロ
ゲンランプ,メタルハライドランプ,キセノンランプな
ど短アーク長の光源が用いられる。反射鏡102として
は回転放物面を用い、その焦点位置に光源101の発光
体の長軸が光源部からの出射光の主軸と平行になるよう
に配置する。光源101から放射された光は反射鏡10
2で反射してほぼ平行状態の光を出射する。なお、反射
鏡102としては回転放物面鏡の他にその断面における
各部分の傾斜が計算によって連続的に決められたものを
使用することもできる。また、反射鏡102として、回
転だ円面鏡を用い、コリメータレンズと組み合わせて概
平行光を出射するように構成しても良い。
A light source having a short arc length such as a halogen lamp, a metal halide lamp or a xenon lamp is used as the light source 101 constituting the light source section. A rotary paraboloid is used as the reflecting mirror 102, and the paraboloid is arranged at the focal position so that the long axis of the light emitting body of the light source 101 is parallel to the main axis of the light emitted from the light source unit. The light emitted from the light source 101 is reflected by the reflecting mirror 10.
It is reflected by 2 and emits light in a substantially parallel state. As the reflecting mirror 102, it is possible to use, besides the paraboloidal mirror, a mirror whose inclination in each cross section is continuously determined by calculation. Further, a rotating ellipsoidal mirror may be used as the reflecting mirror 102, and it may be configured to emit approximately parallel light in combination with a collimator lens.

【0015】光源部から発せられた概平行状態の出力光
はフィルタ103によって赤外光や紫外光がカットされ
た後、第1のレンズ板201を介し、微小反射鏡106
で向きを変えられて第2のレンズ板301に入射する。
The output light in a substantially parallel state emitted from the light source section is filtered by the filter 103 to block infrared light and ultraviolet light, and then passes through the first lens plate 201 and then passes through the minute reflecting mirror 106.
The direction is changed by and the light enters the second lens plate 301.

【0016】第1のレンズ板201及び第2のレンズ板
301は複数の単位レンズをそれぞれ同一面内に配置し
たもので、第1のレンズ板201は前記光源部と微小反
射鏡106との間の光源部近くに配置され、第2のレン
ズ板301は開口絞り105とほぼ同一面上の液晶パネ
ルからみて開口絞り105とほぼ同じ光学距離となる位
置に配置される。
The first lens plate 201 and the second lens plate 301 are obtained by arranging a plurality of unit lenses in the same plane, and the first lens plate 201 is located between the light source section and the micro-reflecting mirror 106. The second lens plate 301 is disposed in the vicinity of the light source section of the aperture stop 105, and is disposed at a position having substantially the same optical distance as the aperture stop 105 when viewed from the liquid crystal panel on the same plane as the aperture stop 105.

【0017】光源部からのほぼ平行状態の出力光は第1
のレンズ板201を通過する際、第1のレンズ板201
を構成する単位レンズが互いに異なる位置に集光位置
(光軸)を有しているため、第1のレンズ板201を構成
する単位レンズの枚数と同じ数の光束に分割される。分
割された光束は微小反射鏡106で向きを変えられた
後、第2のレンズ板301を構成する単位レンズに入射
する。
The substantially parallel output light from the light source section is the first
When passing through the lens plate 201 of the first lens plate 201
The unit lenses that make up the
Since it has the (optical axis), it is divided into the same number of light beams as the number of unit lenses forming the first lens plate 201. The split light flux is changed in direction by the micro-reflecting mirror 106, and then enters the unit lens forming the second lens plate 301.

【0018】第1のレンズ板201の外観の一例が図2
に示されている。図2は4つの単位レンズから構成され
る第1のレンズ板201の概略図である。第1のレンズ
板201を構成する各単位レンズの開口部の形状は前記
液晶パネルの表示部の形状と相似な矩形形状をしてお
り、これら単位レンズの開口部は光源部からの出力光の
断面形状に内接もしくは内部に収るよう配置される。ま
た、第1のレンズ板のレンズ開口部202の外側であっ
て、なおかつ光源部からの出力光が照射される部分は遮
光手段203によって遮光吸収するようにしても良い。
遮光手段203としては光源部からの出力光による温度
上昇に耐えられる耐熱材料を可視光を吸収するように黒
色にしたもの、例えばアルミニウムなどの耐熱材料をア
ルマイト処理等により黒色化したものや黒色化した耐熱
プラスチックをレンズに張りつける、もしくはレンズの
近傍に配置することで実現しても良いし、レンズ板自体
の該当部分を着色することで実現しても良い。この場
合、光源部からの出力光のうち第1のレンズ板のレンズ
開口部の外側に至る不要光は遮光手段によって吸収され
るので、集光レンズ104や投写レンズ111等から構
成される投写光学系へ進入することはない。従って不要
光に起因した迷光等によるコントラスト比の低下といっ
た画質の劣化を防止できるという効果がある。
An example of the appearance of the first lens plate 201 is shown in FIG.
Is shown in FIG. 2 is a schematic view of the first lens plate 201 composed of four unit lenses. The shape of the opening of each unit lens forming the first lens plate 201 is a rectangular shape similar to the shape of the display section of the liquid crystal panel, and the openings of these unit lenses are for the output light from the light source section. It is arranged so as to be inscribed in or inside the cross-sectional shape. Further, a portion outside the lens opening portion 202 of the first lens plate and irradiated with the output light from the light source portion may be blocked and absorbed by the light shielding means 203.
As the light-shielding means 203, a heat-resistant material that can withstand a temperature rise due to the output light from the light source is made black so as to absorb visible light, for example, a heat-resistant material such as aluminum that is blackened by alumite treatment or the like. It may be realized by sticking the heat-resistant plastic to the lens or by disposing the heat-resistant plastic near the lens, or by coloring the corresponding part of the lens plate itself. In this case, of the output light from the light source unit, unnecessary light reaching the outside of the lens opening of the first lens plate is absorbed by the light shielding unit, so that the projection optical system including the condenser lens 104, the projection lens 111, etc. It never enters the system. Therefore, there is an effect that it is possible to prevent deterioration of image quality such as a decrease in contrast ratio due to stray light or the like caused by unnecessary light.

【0019】また、遮光手段203は光源部からほぼ平
行状態で出射する光の主軸に対し垂直な反射面によって
構成しても良い。反射面は該当部分に対してAl等の金
属膜コートを行うことで実現しても良いし、誘電体多層
膜のコートによって実現しても良い。
Further, the light shielding means 203 may be constituted by a reflecting surface which is perpendicular to the main axis of the light emitted from the light source section in a substantially parallel state. The reflecting surface may be realized by coating a metal film of Al or the like on the corresponding portion, or may be realized by coating a dielectric multilayer film.

【0020】この場合、光源部からの出力光のうちレン
ズ開口部の外側に至る光は光源部に戻ることになる。そ
のため遮光手段203として吸収面を設けた場合と同
様、不要光によるコントラスト比の低下といった画質の
劣化を防げるという効果がある。また、反射面で反射し
て光源部に戻った光は反射鏡102で複数回反射した後
再び第1のレンズ板のレンズ開口部に向かって出てくる
ので、本来不要光として捨てていた光を再び利用できる
ことになり光の利用効率を向上できるという効果があ
る。
In this case, of the output light from the light source section, the light reaching the outside of the lens opening returns to the light source section. Therefore, similarly to the case where the absorbing surface is provided as the light shielding unit 203, it is possible to prevent the deterioration of the image quality such as the reduction of the contrast ratio due to the unnecessary light. Further, the light reflected by the reflecting surface and returned to the light source section is reflected by the reflecting mirror 102 a plurality of times and then comes out toward the lens opening section of the first lens plate again, so that the light originally discarded as unnecessary light. The effect is that the light can be reused, and the light utilization efficiency can be improved.

【0021】図3は図2に示した第1のレンズ板201
に対応する第2のレンズ板301の外観の一例を示した
正面図である。第2のレンズ板は第1のレンズ板を構成
する各単位レンズ近傍の像を拡大(もしくは縮小)し集
光レンズ104を介して照射対象である液晶パネルの表
示領域に伝達,重畳する役目を持っている。従って、第
2のレンズ板を構成する単位レンズの数は第1のレンズ
板の単位レンズの数と等しく、各単位レンズはそれぞれ
第1のレンズ板の対応する単位レンズと1対1に対応す
る。
FIG. 3 shows the first lens plate 201 shown in FIG.
It is a front view showing an example of the appearance of the 2nd lens board 301 corresponding to. The second lens plate has a function of enlarging (or reducing) an image in the vicinity of each unit lens forming the first lens plate and transmitting and superimposing the image through the condenser lens 104 to the display area of the liquid crystal panel which is the irradiation target. have. Therefore, the number of unit lenses forming the second lens plate is equal to the number of unit lenses of the first lens plate, and each unit lens has a one-to-one correspondence with the corresponding unit lens of the first lens plate. .

【0022】ここで第1のレンズ板を構成する単位レン
ズ(以下便宜上レンズAと呼ぶ)と、これに対応する第
2のレンズ板の単位レンズ(以下便宜上レンズBと呼
ぶ)の一般的な位置関係について述べる。
Here, general positions of a unit lens (hereinafter referred to as a lens A for convenience) constituting the first lens plate and a corresponding unit lens of a second lens plate (hereinafter referred to as a lens B for convenience) corresponding thereto. Describe the relationship.

【0023】第2のレンズ板は上述の通り、液晶パネル
からみて開口絞り105とほぼ同じ光学距離となる位置
に配置されるので、レンズBはこれに対応した位置に設
置される。レンズBはレンズA近傍の像を拡大(もしく
は縮小)して液晶パネルの表示領域に伝達する役目を持
っており、レンズA近傍の像を液晶パネルの表示領域に
過不足無く伝達するにはレンズBの拡大率をレンズAの
開口形状の大きさと液晶パネルの表示領域の大きさとの
比に対応させる必要がある。
As described above, the second lens plate is arranged at a position having an optical distance substantially the same as that of the aperture stop 105 as seen from the liquid crystal panel, so the lens B is installed at a position corresponding to this. The lens B has a role of enlarging (or reducing) the image in the vicinity of the lens A and transmitting it to the display area of the liquid crystal panel. It is necessary to make the magnification of B correspond to the ratio of the size of the aperture shape of the lens A to the size of the display area of the liquid crystal panel.

【0024】ここで、同一軸上に垂直にレンズAとレン
ズBとを照射対象を順に並べた場合を考える。二つのレ
ンズ間の距離をL1,レンズBと照射対象との距離をL
2とすると、一般にレンズA近傍の像の大きさ:照明対
象の大きさ=L1:L2なる関係が成立する。この関係
を基にしてレンズBとレンズAの間の距離とレンズBの
焦点距離とを決定することができる。本実施例の場合は
さらに集光レンズ104とダイクロイックプリズム110
についても考慮してレンズ間の距離と焦点距離を決めれ
ば良い。
Here, consider a case where the irradiation targets of the lens A and the lens B are sequentially arranged vertically on the same axis. The distance between the two lenses is L1, the distance between the lens B and the irradiation target is L
When 2, the relationship of the size of the image in the vicinity of the lens A: the size of the illumination target = L1: L2 is generally established. Based on this relationship, the distance between the lenses B and A and the focal length of the lens B can be determined. In the case of this embodiment, the condenser lens 104 and the dichroic prism 110 are further added.
The distance between the lenses and the focal length may be determined in consideration of the above.

【0025】一方、レンズAはレンズBによる光の伝達
効率を高めるという役割を持っている。そのため、レン
ズAの焦点距離はレンズAとレンズBとの距離L1と等
しく成るように設定され、またレンズAの集光位置(光
軸)はレンズAを通過した光の主軸がレンズBの中央部
に至るよう設定される。
On the other hand, the lens A has a role of enhancing the light transmission efficiency of the lens B. Therefore, the focal length of the lens A is set to be equal to the distance L1 between the lens A and the lens B, and the focusing position (optical axis) of the lens A is such that the main axis of the light passing through the lens A is the center of the lens B. It is set up to reach the department.

【0026】このため第1のレンズ板に入射し、分割さ
れた光束は、第2のレンズ板の対応する単位レンズの開
口部上に光源101の発光体像(図3中302)を形成
することになる。このとき第1のレンズ板を構成する各
単位レンズによって形成される発光体像が第2のレンズ
板の対応する単位レンズの開口部からはみ出すとはみ出
した光は液晶パネルに適切に照射されないので損失光と
なる。従って光源部からの光を液晶パネルに高効率で照
射するには、第2のレンズ板を構成する単位レンズの開
口部を第1のレンズ板の対応する単位レンズによって形
成される発光体像302が内部に収まる形状にする必要
がある。よって、この条件を満たせば図3に示すような
扇型形状に限定されるわけではない。
For this reason, the light flux that is incident on the first lens plate and is split forms a light emitter image (302 in FIG. 3) of the light source 101 on the opening of the corresponding unit lens of the second lens plate. It will be. At this time, if the light-emitting body image formed by each unit lens forming the first lens plate protrudes from the opening of the corresponding unit lens of the second lens plate, the protruding light is not properly irradiated to the liquid crystal panel, resulting in loss. Become light. Therefore, in order to irradiate the liquid crystal panel with light from the light source section with high efficiency, the aperture of the unit lens forming the second lens plate is formed by the corresponding unit lens of the first lens plate. Needs to be shaped so that it fits inside. Therefore, if this condition is satisfied, the fan shape is not limited to that shown in FIG.

【0027】ここで、光源101が2つの発光部を有す
るような場合、第2レンズ板上に形成される発光体像は
第1のレンズ板を形成する単位レンズの数の2倍の数に
なる。この場合は第2のレンズ板を構成する単位レンズ
の数を第1のレンズ板を構成する単位レンズの数の2倍
にしても良い。
Here, in the case where the light source 101 has two light emitting portions, the number of light emitting body images formed on the second lens plate is twice the number of unit lenses forming the first lens plate. Become. In this case, the number of unit lenses forming the second lens plate may be twice the number of unit lenses forming the first lens plate.

【0028】なお、第2のレンズ板を構成する単位レン
ズの集光位置(光軸)は、第1のレンズ板の対応する単
位レンズ近傍の像を集光レンズ104を介して液晶パネ
ルの表示領域に重畳結像するように設定される。
It should be noted that at the light-condensing position (optical axis) of the unit lenses forming the second lens plate, an image near the corresponding unit lens of the first lens plate is displayed on the liquid crystal panel via the light-condensing lens 104. It is set so as to form a superimposed image on the area.

【0029】図4は第2のレンズ板301の他の例の外
観を示した正面図である。このレンズ板は上述した第2
のレンズ板301に遮光手段401を設けて、レンズ開
口部402の形状を制限したものである。レンズ開口部
402は第1のレンズ板201によって第2のレンズ板3
01上に形成される発光体像302が過不足無く内部に
収る、もしくは図4に示すように発光体像302よりや
や大きめになるように遮光手段401により制限され
る。遮光手段401は光源部からの出力光による温度上
昇に耐えられる耐熱材料を可視光を吸収するよう黒く着
色したもの、例えばアルミニウムなどの耐熱材料をアル
マイト処理等により黒色化したものや黒色の耐熱プラス
チックをレンズに張りつけることで実現できるし、レン
ズ板自身の該当部分を黒く着色することで実現しても良
い。ここで、第2のレンズ板301は液晶パネルから見
て開口絞り105と同じ光学距離と成る位置に設置され
ており、遮光手段401は開口絞り105とほぼ同一平
面上に配置される。この位置は液晶パネルへの入射光を
絞るのに好適な位置である。この場合、光源部からの出
力光のうち第1のレンズ板201を通過し、第2のレン
ズ板301に至る散乱成分を含む不要光が投写光学系へ
侵入することを防ぐことができるので不要光に起因した
迷光によるコントラスト比の低下といった画質の劣化を
防止できるという効果がある。
FIG. 4 is a front view showing the appearance of another example of the second lens plate 301. This lens plate is the second one described above.
The lens plate 301 is provided with the light shielding means 401 to limit the shape of the lens opening portion 402. The lens opening 402 is formed by the first lens plate 201 and the second lens plate 3.
The light-emitting member image 302 formed on 01 is set within the inside of the light-emitting member image 302 without excess or deficiency, or is limited by the light shielding unit 401 so as to be slightly larger than the light-emitting member image 302 as shown in FIG. The light-shielding means 401 is made of a heat-resistant material that can withstand a temperature rise due to the output light from the light source, colored black so as to absorb visible light, for example, a heat-resistant material such as aluminum that has been blackened by alumite treatment or a black heat-resistant plastic. Can be realized by sticking to the lens, or by coloring the corresponding part of the lens plate itself in black. Here, the second lens plate 301 is installed at a position having the same optical distance as that of the aperture stop 105 when viewed from the liquid crystal panel, and the light shielding means 401 is disposed on substantially the same plane as the aperture stop 105. This position is a position suitable for narrowing the incident light to the liquid crystal panel. In this case, it is possible to prevent unnecessary light, which is included in the output light from the light source unit, from passing through the first lens plate 201 and reaching the second lens plate 301 and including a scattered component, from entering the projection optical system. There is an effect that it is possible to prevent deterioration of image quality such as a decrease in contrast ratio due to stray light caused by light.

【0030】微小反射鏡106は反射面と非反射面から
構成されており、反射面は第1のレンズ板201を通過
した光の進行方向を変え第2のレンズ板301に導く役
割を持ち、非反射面は不要光を遮る役割を持っている。
The micro-reflecting mirror 106 is composed of a reflecting surface and a non-reflecting surface, and the reflecting surface has a role of changing the traveling direction of light passing through the first lens plate 201 and guiding it to the second lens plate 301. The non-reflective surface has a role of blocking unnecessary light.

【0031】微小反射鏡106で向きを変えられた光束
は第2のレンズ板301を介して集光レンズ104へ向
かう。集光レンズ104に入射した光は集光レンズ10
4によってほぼ平行光に変換された後ダイクロイックプ
リズム110に入射する。
The light beam whose direction is changed by the minute reflecting mirror 106 goes to the condenser lens 104 via the second lens plate 301. The light incident on the condenser lens 104 receives the light from the condenser lens 10
After being converted into substantially parallel light by 4, the light enters the dichroic prism 110.

【0032】ダイクロイックプリズム110は赤色反射
膜110Rと青色反射膜110Bが互いに直交して内部
に設けられており、青色用反射散乱型液晶パネル107
は青色用反射膜110Bの反射面と対向するダイクロイ
ックプリズム110の側面に、赤色用反射散乱型液晶パ
ネル109は赤色用反射膜110Rの反射面と対向する
ダイクロイックプリズム110の側面に、緑色用反射散
乱型液晶パネル108はダイクロイックプリズム110
の入射,出射面と対向する側面にそれぞれ配置される。
In the dichroic prism 110, a red reflection film 110R and a blue reflection film 110B are provided inside at right angles to each other, and a reflection / scattering liquid crystal panel 107 for blue color is provided.
Is the side surface of the dichroic prism 110 facing the reflecting surface of the blue reflecting film 110B, and the red reflective scattering liquid crystal panel 109 is the side surface of the dichroic prism 110 facing the reflecting surface of the red reflecting film 110R. Type liquid crystal panel 108 is a dichroic prism 110.
Are arranged on the side surfaces facing the entrance and exit surfaces, respectively.

【0033】なお、本発明に用いるダイクロイックプリ
ズムはダイクロイックプリズムに入射した白色光を3色
に分離して各色に対応した液晶パネルに照射し、各液晶
パネルで反射した光を再び合成して入射面と同じ面から
出射するように構成されたダイクロイックプリズムであ
れば図1に示す様ないわゆるクロスダイクロイックプリ
ズムに限定されるわけではない。
The dichroic prism used in the present invention separates the white light incident on the dichroic prism into three colors, irradiates the liquid crystal panel corresponding to each color, and combines the light reflected by each liquid crystal panel again to form an incident surface. The dichroic prism configured to emit light from the same surface is not limited to the so-called cross dichroic prism as shown in FIG.

【0034】図5は本発明の投写型液晶表示装置に用い
るダイクロイックプリズムの他の一例を示した概略断面
図である。このダイクロイックプリズム501は3つの
プリズムから構成され、青色反射膜501Bと赤色反射
膜501Rによって入射した白色光を3原色に分離する
構成であり、赤色光,緑色光,青色光に対応した反射散
乱型液晶パネル109,108,107はそれぞれ図示
の位置に配置される。反射散乱型液晶パネル107,1
08,109としては反射電極をもった薄膜トランジス
タや非線形二端子素子(MIM等)ガラス基盤やMOS
トランジスタが形成された単結晶シリコン基盤と、これ
に対向する透明なガラス基盤との間に、ポリマー分散型
液晶の層が形成されたものを使用することができる。
FIG. 5 is a schematic sectional view showing another example of the dichroic prism used in the projection type liquid crystal display device of the present invention. This dichroic prism 501 is composed of three prisms, and is configured to separate incident white light into three primary colors by a blue reflection film 501B and a red reflection film 501R. The liquid crystal panels 109, 108 and 107 are arranged at the positions shown in the figure. Reflective / scattering type liquid crystal panel 107, 1
08 and 109 are thin film transistors having a reflective electrode, nonlinear two-terminal element (MIM, etc.) glass substrate, MOS
A single crystal silicon substrate on which a transistor is formed and a transparent glass substrate facing the single crystal silicon substrate, on which a polymer dispersed liquid crystal layer is formed can be used.

【0035】ダイクロイックプリズムと反射散乱型液晶
パネル107,108,109との間にはダイクロイッ
クプリズムと反射散乱型液晶パネル表示部表面の材料で
あるガラスの屈折率と等しいオイルやシリコンゲル等を
注入し、ダイクロイックプリズムと反射散乱型液晶パネ
ルの表面反射を除去または低減することが望ましい。ダ
イクロイックプリズム110に入射した光は、赤
(R),緑(G),青(B)の三原色に分解され、それぞ
れの色に対応した3つの液晶パネル109,108,1
07に入射する。この際、液晶パネルの表示領域への入
射光は光源部からの出力光を第1のレンズ板で分割し、
分割後の照明むらの小さな光束を第2のレンズ板を介し
て液晶パネルの表示領域に過不足無く重畳したものなの
で、色むらや明るさのむらのない均一な照明光となって
いる。
Between the dichroic prism and the reflection / scattering type liquid crystal panels 107, 108 and 109, oil or silicon gel having the same refractive index as glass as the material of the display part of the dichroic prism and the reflection / scattering type liquid crystal panel is injected. It is desirable to remove or reduce the surface reflection of the dichroic prism and the reflection-scattering type liquid crystal panel. Light incident on the dichroic prism 110 is red
(R), green (G), and blue (B) are separated into three primary colors, and three liquid crystal panels 109, 108, 1 corresponding to the respective colors are provided.
07. At this time, for the incident light on the display area of the liquid crystal panel, the output light from the light source unit is split by the first lens plate,
Since the light flux with small unevenness in illumination after division is superposed on the display area of the liquid crystal panel via the second lens plate without excess or deficiency, uniform illumination light without unevenness in color or unevenness in brightness is obtained.

【0036】液晶パネルに入射した光は各色の映像情報
に対応した変調が行われる。即ち、液晶パネルの各画素
が反射モードの時は入射した光は正反射し、散乱モード
の時は散乱する。
The light incident on the liquid crystal panel is modulated according to the image information of each color. That is, the incident light is specularly reflected when each pixel of the liquid crystal panel is in the reflection mode, and is scattered in the scattering mode.

【0037】液晶パネルで反射した光はダイクロイック
プリズム110で再び合成され、集光レンズ104によ
って集光される。この際、液晶パネルに入射する光の主
軸は垂直ではなく、数度(概ね0.1 〜10度の間が好
ましい)傾いているので液晶パネルで反射した光は微小
反射鏡106の位置とはややずれた位置にある開口絞り
105近傍で集光する。
The light reflected by the liquid crystal panel is recombined by the dichroic prism 110 and condensed by the condenser lens 104. At this time, since the main axis of the light incident on the liquid crystal panel is not vertical and is inclined by a few degrees (preferably between 0.1 and 10 degrees), the light reflected by the liquid crystal panel is different from the position of the micro-reflecting mirror 106. The light is condensed in the vicinity of the aperture stop 105 at a slightly displaced position.

【0038】開口絞り105を通過した光は投写レンズ
111を介してスクリーン112上に拡大投写される。
この際液晶パネルに入射した光のうち、正反射した画素
の光は開口絞り105の開口部を通過し、投写レンズ1
11によって拡大されてスクリーンに達するため明るく
なる。一方、散乱反射した画素の光は開口絞り105の
遮光部や微小反射鏡106により遮られるためほとんど
スクリーンに達することがなくその画素は暗くなる。
The light passing through the aperture stop 105 is enlarged and projected on the screen 112 via the projection lens 111.
At this time, of the light that has entered the liquid crystal panel, the light of the pixel that is specularly reflected passes through the aperture of the aperture stop 105, and the projection lens 1
It is magnified by 11 to reach the screen and becomes brighter. On the other hand, the light of the pixel which is scattered and reflected is blocked by the light-shielding portion of the aperture stop 105 and the minute reflecting mirror 106, and hardly reaches the screen, and the pixel becomes dark.

【0039】図6は本発明の投写型液晶表示装置の投写
レンズの開口部を示した図であり、開口絞り105と、
遮光手段401を有する第2のレンズ板301と、投写
レンズの開口絞り面601の一例が描かれている。
FIG. 6 is a view showing the opening of the projection lens of the projection type liquid crystal display device of the present invention, which includes an aperture stop 105,
An example of the second lens plate 301 having the light blocking means 401 and the aperture stop surface 601 of the projection lens is illustrated.

【0040】本発明の投写型液晶表示装置では折り返し
光学系が軸ずらしと成っており投写レンズの開口絞り6
01の下部は遮光手段401を有する第2のレンズ板3
01により覆われているため液晶パネルで反射した光の
投写には投写レンズの開口絞り601の上部しか使用で
きない。
In the projection type liquid crystal display device of the present invention, the folding optical system is off-axis, and the aperture stop 6 of the projection lens is
The lower part of 01 is the second lens plate 3 having the light shielding means 401.
Since it is covered with 01, only the upper part of the aperture stop 601 of the projection lens can be used to project the light reflected by the liquid crystal panel.

【0041】ここで、本発明の投写型液晶表示装置は第
2のレンズ板301のレンズ開口部の大きさが投写レン
ズの開口絞りの大きさより小さいことを特徴としてい
る。
Here, the projection type liquid crystal display device of the present invention is characterized in that the size of the lens aperture of the second lens plate 301 is smaller than the size of the aperture stop of the projection lens.

【0042】従って、第2のレンズ板301のレンズ開
口部の大きさは投写レンズ111の開口絞り601の半
分未満の大きさ、つまり開口絞り601を2分割した半
円形の内部に収る大きさになっている。
Therefore, the size of the lens aperture of the second lens plate 301 is less than half the size of the aperture stop 601 of the projection lens 111, that is, the size of the aperture stop 601 that fits inside a semicircle divided into two. It has become.

【0043】上述の通り液晶パネルに入射する光は光源
部からの光を第1のレンズ板201で分割し、第2のレ
ンズ板301を介して液晶パネルの表示領域に重畳した
ものである。第2のレンズ板301は見かけ上、複数の
発光部をもつ光源となり、液晶パネルへの入射光は平行
性が劣化する。つまり液晶パネルへは異なる位置から異
なる角度で複数の光束が入射することになる。このため
液晶パネルで反射した光は開口絞り105近傍の液晶パ
ネルの反射光主軸に垂直な面内において異なる複数の位
置に集光することになる。
As described above, the light incident on the liquid crystal panel is obtained by splitting the light from the light source portion by the first lens plate 201 and superposing it on the display area of the liquid crystal panel via the second lens plate 301. The second lens plate 301 apparently serves as a light source having a plurality of light emitting parts, and the parallelism of light incident on the liquid crystal panel is deteriorated. That is, a plurality of light beams enter the liquid crystal panel from different positions at different angles. Therefore, the light reflected by the liquid crystal panel is condensed at a plurality of different positions in the plane near the aperture stop 105 in a plane perpendicular to the main axis of the reflected light of the liquid crystal panel.

【0044】このとき、本発明の第2のレンズ板301
は液晶パネルからみて開口絞り105とほぼ同じ光学距離
と成る位置に配置され、さらにレンズ開口部の大きさが
投写レンズの有効絞り面より小さくなっている。このた
め、第2のレンズ板301を介して液晶パネルに入射
し、反射した光の集光位置は投写レンズの有効絞り面6
01内部となり投写レンズに効率良く入射することがで
きる。つまり投写レンズを大型化しなくとも液晶パネル
で反射した光を効率良く投写利用できるという効果があ
る。
At this time, the second lens plate 301 of the present invention is used.
Is disposed at a position having an optical distance substantially the same as that of the aperture stop 105 when viewed from the liquid crystal panel, and the size of the lens opening is smaller than the effective stop surface of the projection lens. Therefore, the condensing position of the light that is incident on the liquid crystal panel via the second lens plate 301 and reflected is at the effective diaphragm surface 6 of the projection lens.
01, so that the light can efficiently enter the projection lens. That is, there is an effect that the light reflected by the liquid crystal panel can be efficiently projected and used without increasing the size of the projection lens.

【0045】ここで、液晶パネルで正反射した光をより
確実に投写レンズの絞り面に入射させるには見かけ上複
数の発光点を持つ光源となる第2のレンズ板の大きさは
より小さい方が望ましく、本実施例では投写レンズの有
効絞り面である半円形に内接する円より小さくしてい
る。
Here, in order to more reliably make the light specularly reflected by the liquid crystal panel enter the diaphragm surface of the projection lens, the size of the second lens plate, which is apparently a light source having a plurality of light emitting points, is smaller. However, in this embodiment, it is smaller than the circle inscribed in the semicircle which is the effective diaphragm surface of the projection lens.

【0046】次に開口絞り105の開口部形状について
述べる。
Next, the shape of the aperture of the aperture stop 105 will be described.

【0047】図7は液晶パネルで正反射して集光レンズ
104により、開口絞り105近傍に集光した光の断面
形状701の一例を示した図である。図示の通り、液晶
パネルで反射した光は集光レンズ104により開口絞り
105近傍に集光した際、第1のレンズ板を構成する単
位レンズと同数の光束が放射状に並んだ状態となる。こ
れは、光源部からの出力光が第1のレンズ板により分割
され、第2のレンズ板上に集光した際に得られる発光体
像に対応している。本実施例の場合、第1のレンズ板の
各単位レンズから反射鏡102を介して光源101を見
た場合、光源101の発光体が楕円に似た細長な形状を
しているので、得られた発光体像も細長な形の発光体が
放射状に並んだ状態になっている。
FIG. 7 is a diagram showing an example of a cross-sectional shape 701 of light specularly reflected by the liquid crystal panel and condensed by the condenser lens 104 in the vicinity of the aperture stop 105. As illustrated, when the light reflected by the liquid crystal panel is condensed by the condenser lens 104 in the vicinity of the aperture stop 105, the same number of light fluxes as the unit lenses forming the first lens plate are radially arranged. This corresponds to the light emitter image obtained when the output light from the light source unit is split by the first lens plate and condensed on the second lens plate. In the case of the present embodiment, when the light source 101 is viewed from each unit lens of the first lens plate through the reflecting mirror 102, the light-emitting body of the light source 101 has an elongated shape similar to an ellipse, and thus is obtained. The illuminant image also has elongated illuminators arranged radially.

【0048】従来の投写型液晶表示装置では開口絞りの
開口部の形状については何ら考慮がなされておらず投写
レンズの開口絞りに合わせた円形、または液晶パネルの
形状に合わせた矩形の単一の開口部が用いられていた。
この場合、液晶パネルで反射して、集光レンズ104で
集光した光の状態と、開口絞りの開口部の形状は適合し
ていない。そのためスクリーン上で十分な照度を得るた
めに単純に開口部の面積を大きくすると液晶パネルで散
乱反射した光が多量に開口絞りを通過することになり、
黒表示すべき部分も明るくなって実用上必要なコントラ
スト比が得られないという問題が起こる。
In the conventional projection type liquid crystal display device, no consideration is given to the shape of the aperture of the aperture stop, and a single circle of the aperture stop of the projection lens or a rectangle of the liquid crystal panel is used. An opening was used.
In this case, the state of the light reflected by the liquid crystal panel and condensed by the condenser lens 104 does not match the shape of the aperture of the aperture stop. Therefore, if you simply increase the area of the aperture to obtain sufficient illuminance on the screen, a large amount of light scattered and reflected by the liquid crystal panel will pass through the aperture stop.
The portion to be displayed in black also becomes bright, and there arises a problem that a practically necessary contrast ratio cannot be obtained.

【0049】一方、本発明の投写型液晶表示装置の開口
絞り105は液晶パネルで反射し集光レンズ104によ
り集光した光の状態に対応した形状の開口部を有するこ
とを特徴としている。
On the other hand, the aperture stop 105 of the projection type liquid crystal display device of the present invention is characterized by having an opening having a shape corresponding to the state of light reflected by the liquid crystal panel and condensed by the condenser lens 104.

【0050】具体的には、図8に示した通り第1のレン
ズ板を構成する単位レンズの数と同数の微小開口を放射
状に並べた開口部801を有する開口絞り。或いは図9
に示すように液晶パネルで正反射して集光レンズ104
により集光した光の断面形状701をやや大きくして融
合することで単一の放射状形状とした開口部901を有
する開口絞りを用いることができる。
Specifically, as shown in FIG. 8, an aperture stop having apertures 801 in which the same number of minute apertures as the first lens plate are arranged radially. Alternatively, FIG.
As shown in FIG.
Thus, an aperture stop having a single radial opening 901 can be used by making the cross-sectional shape 701 of the condensed light a little larger and fusing them.

【0051】なお、開口絞りの遮光吸収部802、90
2の材料としては液晶パネルで反射した光による温度上
昇に耐えられる耐熱材料を可視光を吸収するよう黒色化
したものを用いれば良く、例えばアルミニウムをアルマ
イト処理により黒色化したものを用いても良いし、黒色
の耐熱プラスチックを用いても良い。
The light-shielding and absorbing portions 802, 90 of the aperture stop
As the material of 2, a heat-resistant material capable of withstanding a temperature rise due to light reflected by the liquid crystal panel may be blackened so as to absorb visible light. For example, aluminum blackened by alumite treatment may be used. However, black heat-resistant plastic may be used.

【0052】この場合、開口絞り105の開口部の形状
は液晶パネルで反射して集光レンズ104で集光した光
束の断面形状に適合している。そのため、液晶パネルで
正反射した光は開口部を適切に通過し、投写レンズに入
射するが液晶パネルで散乱反射した光は開口絞りの遮光
吸収部で十分に吸収されて投写レンズに至ることはな
い。従って、スクリーン上でより明るく、よりコントラ
スト比の高い高品位な映像が得られるという効果があ
る。
In this case, the shape of the aperture of the aperture stop 105 is adapted to the cross-sectional shape of the light beam reflected by the liquid crystal panel and condensed by the condenser lens 104. Therefore, the light specularly reflected by the liquid crystal panel appropriately passes through the opening and enters the projection lens, but the light scattered and reflected by the liquid crystal panel is sufficiently absorbed by the light shielding and absorbing section of the aperture stop and does not reach the projection lens. Absent. Therefore, there is an effect that a brighter high-quality image with a higher contrast ratio can be obtained on the screen.

【0053】図10は本発明の投写型液晶表示装置に用
いられる第1のレンズ板201の他の例の外観を示した
正面概略図である。このレンズ板を構成する単位レンズ
の数を10個としたことを除けば図2に示した第1のレ
ンズ板と同様の思想で構成されている。各単位レンズの
開口形状は液晶パネルの表示部と相似な矩形形状をして
おり、光源部からの出力光の断面形状に内接もしくは内
部に収るよう密に配置される。レンズ開口部1001は
複数のレンズを接着して一体化したものでも、初めから
一体成型したものでも良い。また、第1のレンズ板のレ
ンズ開口部以外であって、光源部からの出力光が照射さ
れる部分は遮光手段1002によって遮光するようにし
ても良い。遮光手段1002は図2に示した第1のレン
ズ板の遮光手段203と同様、可視光を吸収する面で構
成しても良いし、可視光を反射する面で構成しても良
い。
FIG. 10 is a schematic front view showing the appearance of another example of the first lens plate 201 used in the projection type liquid crystal display device of the present invention. This lens plate has the same concept as that of the first lens plate shown in FIG. 2 except that the number of unit lenses constituting the lens plate is 10. The aperture shape of each unit lens has a rectangular shape similar to that of the display unit of the liquid crystal panel, and the unit lenses are arranged inscribed in the cross-sectional shape of the output light from the light source unit or densely arranged within the inside. The lens opening 1001 may be formed by adhering a plurality of lenses to be integrated, or may be integrally formed from the beginning. Further, a portion other than the lens opening portion of the first lens plate, which is irradiated with the output light from the light source portion, may be shielded by the light shielding unit 1002. Like the light blocking means 203 of the first lens plate shown in FIG. 2, the light blocking means 1002 may be configured with a surface that absorbs visible light or a surface that reflects visible light.

【0054】図10に示した第1のレンズ板は10個の
単位レンズから構成されるため、光源部からの概平行状
態の出力光が第1のレンズ板を通過する際、10個の光
束に分割される。このため、第2のレンズ板も10個の
単位レンズから構成されることになる。第2のレンズ板
は図示はしないが、第1のレンズ板を構成する単位レン
ズと同じ数の単位レンズから構成され、各単位レンズは
対応する第1のレンズ板の単位レンズによって形成され
る発光体像がその内部に収るような開口部を有する。
Since the first lens plate shown in FIG. 10 is composed of ten unit lenses, when the output light in the substantially parallel state from the light source section passes through the first lens plate, ten light beams are emitted. Is divided into Therefore, the second lens plate is also composed of 10 unit lenses. Although not shown, the second lens plate is composed of the same number of unit lenses as the first lens plate, and each unit lens emits light formed by the corresponding unit lens of the first lens plate. It has an opening that allows the body image to fit inside.

【0055】ここで、図10に示した第1のレンズ板で
は光源部からの出力光の光軸と各単位レンズとの距離が
かならずしも等しくはない。この場合、光源部からの出
力光の光軸に近い位置の単位レンズにより形成される発
光体像は大きく、出力光の光軸から遠い位置の単位レン
ズにより形成される発光体像は小さくなる傾向があるの
で、これに対応して第2のレンズ板の各単位レンズの開
口部形状を異ならせることが望ましい。
Here, in the first lens plate shown in FIG. 10, the distance between the optical axis of the output light from the light source unit and each unit lens is not always equal. In this case, the illuminant image formed by the unit lens located near the optical axis of the output light from the light source unit tends to be large, and the illuminant image formed by the unit lens located far from the optical axis of the output light tends to be small. Therefore, it is desirable that the shape of the opening of each unit lens of the second lens plate be different correspondingly.

【0056】図11は図10に示す第1のレンズ板を用
いた場合、液晶パネルで正反射し開口絞り105近傍で
集光した光束の断面形状の一例を示した図である。図示
の通り、液晶パネルで反射して集光レンズ104によっ
て集光した光は第1のレンズ板を構成する単位レンズの
数と同数の光束が放射状に並んだ状態になる。これは光
源部からの出力光が第1のレンズ板により分割され、第
2のレンズ板上に集光した際に得られる発光体像に対応
したものである。
FIG. 11 is a diagram showing an example of the cross-sectional shape of the light beam specularly reflected by the liquid crystal panel and condensed near the aperture stop 105 when the first lens plate shown in FIG. 10 is used. As shown in the figure, the light reflected by the liquid crystal panel and condensed by the condenser lens 104 is in a state in which the same number of light beams as the number of unit lenses forming the first lens plate are radially arranged. This corresponds to the light-emitting body image obtained when the output light from the light source unit is split by the first lens plate and condensed on the second lens plate.

【0057】図2に示した第1のレンズ板では各単位レ
ンズが光源部からの出力光の光軸から等距離に位置する
ため第2のレンズ板上に形成された発光体像はどの発光
体像もほぼ同形と成っていた。そのため開口絞り105
近傍での各分割光束の断面形状もほぼ同形であった。し
かし、図10に示した第1のレンズ板では光源部からの
出力光の光軸と各単位レンズとの位置はかならずしも等
しくないため、第1のレンズ板によって形成される発光
体像の大きさは同じに成らない。このため図11に例示
したように開口絞り105近傍での各分割光束の断面形
状は一致しておらず、液晶パネルからの正反射光主軸に
近い光束ほどその断面形状が大きく、遠ざかるほど小さ
くなっている。
In the first lens plate shown in FIG. 2, since each unit lens is located at the same distance from the optical axis of the output light from the light source section, which light-emitting element image is formed on the second lens plate is emitted. The figure also had the same shape. Therefore, the aperture stop 105
The sectional shapes of the divided luminous fluxes in the vicinity were also substantially the same. However, in the first lens plate shown in FIG. 10, the optical axis of the output light from the light source unit and the position of each unit lens are not always equal, so that the size of the light emitter image formed by the first lens plate is large. Cannot be the same. Therefore, as illustrated in FIG. 11, the cross-sectional shapes of the respective divided light beams in the vicinity of the aperture stop 105 do not match, and the light beam closer to the main axis of the specularly reflected light from the liquid crystal panel has a larger cross-sectional shape, and the farther away it is, the smaller the light beam becomes. ing.

【0058】図12,図13,図14は図10に示した
第1のレンズ板に対応した開口絞りの例を示した図であ
る。
FIGS. 12, 13 and 14 are views showing an example of an aperture stop corresponding to the first lens plate shown in FIG.

【0059】図12は液晶パネルで正反射して集光レン
ズ104によって開口絞り近傍で集光した光束の断面形
状に一致させた開口部1201を有する開口絞りであ
り、第1のレンズ板を構成する単位レンズと同数の微小
開口が放射状に並んだ開口部となっている。微小開口の
大きさは液晶パネルで反射した光の主軸に近いほど、つ
まり開口絞りの中心位置に近いほど大きく、遠ざかるほ
ど小さくなっている。
FIG. 12 shows an aperture stop having an opening 1201 which is specularly reflected by the liquid crystal panel and is condensed by the condenser lens 104 in the vicinity of the aperture stop, and which has an opening 1201. The same number of minute apertures as the unit lenses are arranged in a radial pattern. The size of the minute aperture is larger as it is closer to the main axis of the light reflected by the liquid crystal panel, that is, closer to the center position of the aperture diaphragm, and is smaller as it is farther away.

【0060】図13は液晶パネルで正反射して集光レン
ズ104によって開口絞り105近傍で集光した光束の
断面形状1101よりやや大きな開口部1301を有し
ており、液晶パネルで反射した光の主軸近傍の開口部は
融合して微小開口の数は第1のレンズ板を構成する単位
レンズの数よりも少ない。つまり、図12に示した開口
絞りの個々の微小開口を広げ、その一部を融合した形状
となっている。
FIG. 13 shows an opening 1301 which is slightly larger than the cross-sectional shape 1101 of the light beam which is specularly reflected by the liquid crystal panel and is condensed by the condenser lens 104 in the vicinity of the aperture stop 105. The openings near the main axis are fused so that the number of minute openings is smaller than the number of unit lenses forming the first lens plate. That is, the individual small apertures of the aperture stop shown in FIG. 12 are widened and a part of them is fused.

【0061】図14は液晶パネルで正反射して集光レン
ズ104によって開口絞り105近傍に集光した光束の
断面形状1101を大きくして一つに融合したような単
一の放射状形状の開口部1401を有する開口絞りであ
る。つまり、図12に示した開口絞りの個々の微小開口
を広げ、全ての微小開口を融合した単一の放射状形状の
開口部を有する。
FIG. 14 shows a single radial opening portion in which the cross-sectional shape 1101 of the light beam specularly reflected by the liquid crystal panel and condensed by the condenser lens 104 in the vicinity of the aperture stop 105 is enlarged and fused into one. It is an aperture stop having 1401. That is, each aperture of the aperture stop shown in FIG. 12 is widened to have a single radial aperture in which all the apertures are fused.

【0062】よって図12,図13,図14に示した開
口絞りはこの順で開口部の面積が大きくなっている。
Therefore, in the aperture stop shown in FIGS. 12, 13 and 14, the area of the aperture is increased in this order.

【0063】なお、開口絞りの遮光吸収部1202,1
302,1402は液晶パネルで反射した光による温度
上昇に耐えられる耐熱材料を可視光を吸収する色、つま
り黒色にしたものを用いれば良く、例えばアルミニウム
をアルマイト処理により黒色化したものを用いても良い
し、黒色の耐熱プラスチックを用いても良い。
It should be noted that the light-shielding and absorbing portions 1202, 1 of the aperture stop
For 302 and 1402, a heat-resistant material that can withstand a rise in temperature due to light reflected by the liquid crystal panel may be a color that absorbs visible light, that is, black, and for example, aluminum that is blackened by alumite treatment may be used. Alternatively, black heat-resistant plastic may be used.

【0064】図15,図16はそれぞれ開口絞りの開口
部面積とコントラスト比、開口部面積とスクリーン照度
の関係を示した図である。
FIGS. 15 and 16 are diagrams showing the relationship between the aperture area and the contrast ratio of the aperture stop, and the relationship between the aperture area and the screen illuminance, respectively.

【0065】従来の開口絞りでは開口部の形状について
何ら考慮がなされておらず開口部の形状と液晶パネルで
正反射して集光レンズにより集光される光束の断面形状
が適合していない。一方、図12,図13,図14に例
示した本発明に係る開口絞りは開口部の形状が液晶パネ
ルで正反射して集光レンズにより集光される光束の断面
形状と適合している。
In the conventional aperture stop, no consideration is given to the shape of the opening, and the shape of the opening does not match the cross-sectional shape of the light beam specularly reflected by the liquid crystal panel and condensed by the condenser lens. On the other hand, in the aperture stop according to the present invention illustrated in FIGS. 12, 13, and 14, the shape of the opening is matched with the cross-sectional shape of the light beam that is specularly reflected by the liquid crystal panel and condensed by the condenser lens.

【0066】従って、開口絞りの開口部面積が同じであ
っても従来の開口絞りでは液晶パネルで正反射した光の
一部がけられて十分な明るさが得られず、さらに液晶パ
ネルで散乱反射した光が多量に開口絞りを通過して黒表
示部を明るくしてしまうため十分なコントラスト比が得
られなかった。
Therefore, even if the aperture area of the aperture stop is the same, a part of the light specularly reflected by the liquid crystal panel is eclipsed by the conventional aperture stop, and sufficient brightness cannot be obtained. Since a large amount of the generated light passes through the aperture stop and brightens the black display portion, a sufficient contrast ratio cannot be obtained.

【0067】これに対して本発明に係る開口絞りでは液
晶パネルで正反射した光は開口絞りをけられなく通過
し、液晶パネルで散乱反射した光は開口絞りで適切に遮
光吸収されて投写レンズに入射することはないので図1
5,図16に示した通り従来の開口絞りに比べ、スクリ
ーン上でより明るく、よりコントラスト比の高い高品位
な映像が得られるという効果がある。
On the other hand, in the aperture stop according to the present invention, the light specularly reflected by the liquid crystal panel passes through the aperture stop without being rejected, and the light scattered and reflected by the liquid crystal panel is appropriately shielded and absorbed by the aperture stop and projected onto the projection lens. Since it is not incident on Fig. 1
As shown in FIGS. 5 and 16, compared to the conventional aperture stop, there is an effect that a brighter image on the screen and a high-quality image with a higher contrast ratio can be obtained.

【0068】また、開口絞りの開口部形状を図12,図
13,図14に示した開口絞りのように切換えられるよ
うにすることで以下の効果が得られる。
Further, the following effects can be obtained by making it possible to switch the shape of the aperture of the aperture stop like the aperture stop shown in FIGS. 12, 13 and 14.

【0069】つまり開口絞りの開口部面積とスクリーン
照度及びコントラスト比の間にはそれぞれ図15,図1
6に示した関係があるので、明るい部屋で見る場合には
開口部面積の大きな開口絞りを用いることで明るく見や
すい映像を実現し、暗い部屋で見る場合には開口部面積
の小さな開口絞りを用いることでコントラスト比の高い
映像を実現するといったように開口絞り105の開口部
形状を切換えることで好みの映像を実現できるという効
果がある。
That is, between the aperture area of the aperture stop and the screen illuminance and the contrast ratio, there are respectively FIGS.
Since there is a relation shown in 6, a bright and easy-to-see image is realized by using an aperture stop with a large opening area when viewing in a bright room, and an aperture stop with a small opening area is used when viewing in a dark room. Therefore, there is an effect that a desired image can be realized by switching the shape of the aperture of the aperture stop 105 such that an image with a high contrast ratio is realized.

【0070】尚、第1のレンズ板を構成する単位レンズ
の数は多くすればその分光源部からの出力光をより細か
く分割できるので、分割後の個々の光束の照明むらは小
さくなり液晶パネルをより均一に照明することができる
ようになる。
Incidentally, if the number of unit lenses constituting the first lens plate is increased, the output light from the light source section can be divided more finely, and thus the uneven illumination of individual light fluxes after the division is reduced, and the liquid crystal panel Can be illuminated more uniformly.

【0071】しかし、第2のレンズ板のレンズ開口部の
大きさは投写レンズの有効開口絞り大きさより小さくな
るよう規定されているため、単位レンズの数が多くなる
と第2のレンズ板を構成する単位レンズ一枚あたりの開
口部の大きさは小さくなる。この場合、第1のレンズ板
によって分割した光束が、対応する第2のレンズ板の単
位レンズの開口部に入り切らなくなり光の利用効率が低
下することが考えられるので単位レンズの数は多ければ
多いほど良いというわけではない。
However, since the size of the lens aperture of the second lens plate is specified to be smaller than the size of the effective aperture stop of the projection lens, the second lens plate is formed when the number of unit lenses increases. The size of the opening per unit lens becomes smaller. In this case, since it is conceivable that the light flux divided by the first lens plate does not completely enter the opening of the corresponding unit lens of the second lens plate and the light utilization efficiency decreases, so that the number of unit lenses is large. The more you have, the better.

【0072】従って、レンズ板を構成する単位レンズの
数は個々のシステムに合わせて所望の性能がでるように
決定すれば良く、上記実施例で用いた4個もしくは10
個に限定されるわけではない。
Therefore, the number of unit lenses constituting the lens plate may be determined so as to obtain a desired performance in accordance with each system, and 4 or 10 used in the above embodiment.
It is not limited to individuals.

【0073】図17は本発明の投写型液晶表示装置の他
の形態の概要を示した概略断面図である。図1に示した
投写型液晶表示装置とは微小反射鏡106及び第2のレ
ンズ板301の位置が異なること以外は基本的に同じ構
成であり、同一部分については同一記号を記し、説明を
省略する。
FIG. 17 is a schematic sectional view showing the outline of another embodiment of the projection type liquid crystal display device of the present invention. The projection-type liquid crystal display device shown in FIG. 1 has basically the same configuration except that the positions of the micro-reflecting mirror 106 and the second lens plate 301 are different. To do.

【0074】本発明の投写型液晶表示装置では開口絞り
105を集光レンズ104の集光点近傍に配置し、第2
のレンズ板301を液晶パネルからみて開口絞り105
とほぼ同じ光学距離となる位置に配置することを特徴と
している。従って図17に示すように第2のレンズ板3
01を第1のレンズ板201と微小反射鏡106との間
に配置しても良い。この場合、第1のレンズ板201と
第2のレンズ板301は同一軸上に並ぶことになる。
In the projection type liquid crystal display device of the present invention, the aperture stop 105 is arranged near the condensing point of the condensing lens 104, and the second
The aperture plate 105 when the lens plate 301 is viewed from the liquid crystal panel.
It is characterized in that it is arranged at a position that has almost the same optical distance as. Therefore, as shown in FIG. 17, the second lens plate 3
01 may be arranged between the first lens plate 201 and the minute reflecting mirror 106. In this case, the first lens plate 201 and the second lens plate 301 are arranged on the same axis.

【0075】図18はこの投写型液晶表示装置の投写レ
ンズ111の開口絞りを示した正面図であり、4つの単
位レンズから構成されるレンズ板を用いた場合を示して
いる。図中には開口絞り105と、微小反射面1801
と遮光吸収部1802からなる微小反射鏡106と、投
写レンズの開口絞り601の一例が描かれている。
FIG. 18 is a front view showing an aperture stop of the projection lens 111 of this projection type liquid crystal display device, and shows a case where a lens plate composed of four unit lenses is used. In the figure, an aperture stop 105 and a minute reflection surface 1801
An example of the micro-reflecting mirror 106 including the light-shielding and absorbing portion 1802 and the aperture stop 601 of the projection lens is illustrated.

【0076】図示の通り微小反射鏡106の微小反射面
1801の形状は、投写レンズの光軸に垂直な面への投
影像が第2のレンズ板301から出射した光束の状態に
対応して放射状形状となるようになっている。この場
合、微小反射鏡106は入射側の絞りとしての機能を有
することになり、拡散性のある不要光が投写光学系に進
入することを防げるので不要光に起因した迷光によるコ
ントラスト比の低減を防止することができる。
As shown in the figure, the shape of the micro-reflecting surface 1801 of the micro-reflecting mirror 106 is a radial pattern corresponding to the state of the light beam emitted from the second lens plate 301 on the projection image on the plane perpendicular to the optical axis of the projection lens. It is designed to have a shape. In this case, the micro-reflecting mirror 106 has a function as a diaphragm on the incident side, and it is possible to prevent diffused unnecessary light from entering the projection optical system, so that the contrast ratio is reduced due to stray light caused by unnecessary light. Can be prevented.

【0077】この場合も、図1に示した投写型液晶表示
装置と同様、2枚のレンズ板の効果によって液晶パネル
に対して明るさや色のむらの小さい均一な照明が行える
ため、スクリーン上に照度むら色むらのない画像品位に
優れた映像を表示することができる。さらに、開口絞り
105の開口部の形状が液晶パネルで反射した光の断面
形状に適合した形状となっているので、液晶パネルで正
反射した光は開口絞りを適切に通過し、液晶パネルで散
乱反射した光は開口絞りで十分に吸収され投写レンズに
入射することはない。従って、スクリーン上でより明る
く、よりコントラスト比の高い高品位な映像が得られ
る。
In this case as well, similar to the projection type liquid crystal display device shown in FIG. 1, the effect of the two lens plates enables uniform illumination with little brightness and color unevenness on the liquid crystal panel, so that the illuminance on the screen is reduced. It is possible to display an image with excellent image quality without uneven color. Further, since the shape of the opening of the aperture stop 105 is adapted to the cross-sectional shape of the light reflected by the liquid crystal panel, the light specularly reflected by the liquid crystal panel appropriately passes through the aperture stop and is scattered by the liquid crystal panel. The reflected light is sufficiently absorbed by the aperture stop and does not enter the projection lens. Therefore, a high-quality image that is brighter and has a higher contrast ratio can be obtained on the screen.

【0078】図19は本発明の投写型液晶表示装置の他
の形態の概要を示す概略断面図である。光源101と反
射鏡102からなる光源部をダイクロイックプリズム1
10に対向して配置し、この間に集光レンズ104が配
置される。集光レンズ104の集光点近傍にはシュリー
レン光学系における出射側の開口絞り105が配置さ
れ、開口絞り105とほぼ同一の平面上に入射側の開口
絞りとしての遮光手段1701と第2のレンズ板301
が接して配置される。また、第1のレンズ板201は第
2のレンズ板301と光源部との間に配置される。反射
鏡1903は開口絞り105近傍であってダイクロイッ
クプリズム110とは反対側に液晶パネルからの反射光
を直角に近い角度で曲げて投写レンズ1904に導ける
よう所定の角度を持って配置される。
FIG. 19 is a schematic sectional view showing the outline of another embodiment of the projection type liquid crystal display device of the present invention. The light source portion including the light source 101 and the reflecting mirror 102 is provided as a dichroic prism 1.
The condenser lens 104 is disposed between the condenser lens 104 and the condenser lens 104. An exit-side aperture stop 105 in the Schlieren optical system is arranged in the vicinity of the converging point of the condenser lens 104, and a light-shielding means 1701 as an entrance-side aperture stop and a second lens are arranged on substantially the same plane as the aperture stop 105. Board 301
Are placed in contact with each other. Further, the first lens plate 201 is arranged between the second lens plate 301 and the light source unit. The reflecting mirror 1903 is arranged in the vicinity of the aperture stop 105 and on the side opposite to the dichroic prism 110 with a predetermined angle so that the reflected light from the liquid crystal panel can be bent at an angle close to a right angle and guided to the projection lens 1904.

【0079】この場合も、図1や図18に示した投写型
液晶表示装置と同様、2枚のレンズ板の効果によって液
晶パネルに対して明るさや色のむらの小さい均一な照明
が行えるため、スクリーン上に照度むら色むらのない画
像品位に優れた映像を表示することができる。さらに、
開口絞りの開口部の形状が液晶パネルで反射した光の断
面形状に適合しているのでスクリーン上でより明るく、
よりコントラスト比の高い高品位な映像が得られる。
In this case as well, similar to the projection type liquid crystal display device shown in FIGS. 1 and 18, the effect of the two lens plates enables uniform illumination with little brightness and color unevenness on the liquid crystal panel, so that the screen It is possible to display an image with excellent image quality without unevenness in illuminance and color. further,
Since the shape of the aperture of the aperture diaphragm matches the cross-sectional shape of the light reflected by the liquid crystal panel, it is brighter on the screen,
High-quality images with a higher contrast ratio can be obtained.

【0080】また、投写画像が小さいところに小型の反
射鏡1904を配置するので奥行きの小さな小型の背面
投写型の投写型液晶表示装置を実現することができる。
Further, since the small reflecting mirror 1904 is arranged where the projected image is small, a small rear projection type projection type liquid crystal display device having a small depth can be realized.

【0081】尚、これまで述べてきた投写型液晶表示装
置では2枚のレンズ板によって液晶パネルに均一な照明
を行う照明光学系を構成していたが、光源部と集光レン
ズ104の間に第1及び第2のレンズ板の他に別のレン
ズを配置して光源光の集光効率や照明効率を高めるよう
にしても良いことは言うまでもない。
In the projection type liquid crystal display device described so far, the two lens plates constitute the illumination optical system for uniformly illuminating the liquid crystal panel. However, between the light source section and the condenser lens 104. It goes without saying that another lens may be arranged in addition to the first and second lens plates to enhance the light collection efficiency and illumination efficiency of the source light.

【0082】また、1枚のレンズ板によって液晶パネル
に均一な照明を行う照明光学系を構成することが可能で
ある。
Further, it is possible to construct an illumination optical system for uniformly illuminating the liquid crystal panel with one lens plate.

【0083】図20は1枚のレンズ板によって液晶パネ
ルに均一な照明を行う照明光学系を構成した本発明の投
写型液晶表示装置の例を示した概略断面図である。照明
光学系に2枚のレンズ板ではなく単一のレンズ板200
1を光源101と反射鏡102からなる光源部と微小反射
鏡106との間に配したこと以外は基本的に図1や図1
8に示した投写型液晶表示装置と同じである。
FIG. 20 is a schematic sectional view showing an example of a projection type liquid crystal display device of the present invention in which an illumination optical system for uniformly illuminating a liquid crystal panel is constituted by one lens plate. The illumination optical system has a single lens plate 200 instead of two lens plates.
1 and FIG. 1 except that a light source unit including a light source 101 and a reflecting mirror 102 is arranged between the minute reflecting mirror 106.
This is the same as the projection type liquid crystal display device shown in FIG.

【0084】レンズ板2001は光源部からの出力光の
主軸に垂直な面内に複数の単位レンズを配置したもの
で、光源部から出射した光を複数の光束に分割し、分割
した光束を液晶パネルの表示部に重畳できるよう各単位
レンズの焦点距離および集光位置(光軸)が規定され
る。
The lens plate 2001 has a plurality of unit lenses arranged in a plane perpendicular to the main axis of the output light from the light source section, and divides the light emitted from the light source section into a plurality of light fluxes and divides the light fluxes into a liquid crystal. The focal length and condensing position (optical axis) of each unit lens are defined so that they can be superimposed on the display portion of the panel.

【0085】次に図面を用いてレンズ板2001につい
て詳細に説明する。
Next, the lens plate 2001 will be described in detail with reference to the drawings.

【0086】図21はレンズ板2001の一実施例を示
した正面図である。レンズ板2001は光源部からの出力光
の主軸に垂直な面内に4つのおおぎ型形状をした同一焦
点距離を有する集光レンズ2002,2003,200
4,2005を図示の様に配置したものである。各レン
ズはそれぞれ異なる位置に集光位置(光軸)2002c,
2003c,2004c,2005cを有しており、各
単位レンズ同士の集光位置(光軸)のずれの最大量hは
投写レンズの有効開口絞りの大きさより小さく設定され
る。
FIG. 21 is a front view showing an embodiment of the lens plate 2001. The lens plate 2001 is composed of four lens-shaped condensing lenses 2002, 2003, 200 having the same focal length in a plane perpendicular to the main axis of the output light from the light source unit.
4, 2005 are arranged as shown. Each lens has a condensing position (optical axis) 2002c at a different position,
2003c, 2004c, 2005c, the maximum amount h of the deviation of the condensing position (optical axis) of each unit lens is set smaller than the size of the effective aperture stop of the projection lens.

【0087】また、各単位レンズの集光位置(光軸)の
ずれの量は照射対象である液晶パネルの表示部の幅/高
さ比と同じ比率に設定することが望ましい。つまり液晶
パネルの表示部の幅/高さ比が4:3とすれば、x2+
x3(=x5+x4):y2+y5(=y3+y4)=
4:3となる位置に各単位レンズの集光位置(光軸)は設
定される。また、光源部からの出力光の中心主軸とレン
ズ板の中心軸2001cを一致させた場合はx2=x3
=x4=x5,y2=y3=y4=y5とし、x2:y
2=4:3と成る位置に各単位レンズの集光位置(光
軸)を設定すればよい。
Further, it is desirable to set the deviation amount of the condensing position (optical axis) of each unit lens to the same ratio as the width / height ratio of the display portion of the liquid crystal panel which is the irradiation target. That is, if the width / height ratio of the display portion of the liquid crystal panel is 4: 3, x2 +
x3 (= x5 + x4): y2 + y5 (= y3 + y4) =
The condensing position (optical axis) of each unit lens is set at a position of 4: 3. When the central principal axis of the output light from the light source unit and the central axis 2001c of the lens plate are aligned, x2 = x3
= X4 = x5, y2 = y3 = y4 = y5, and x2: y
The condensing position (optical axis) of each unit lens may be set at a position of 2 = 4: 3.

【0088】図22はレンズ板2001の効果を簡潔に
説明するための図であり、平行光をレンズ板2001で
分割し、照射対象2201に重畳するところを示してい
る。図示の通りレンズ板2001に入射する平行光は、
レンズ板を構成する各単位レンズの集光位置(光軸)を
適切に異ならせることでレンズ板2001を構成するレ
ンズの枚数と同じ数の光束に分割し、分割した光束を照
射対象2201に重畳することができる。
FIG. 22 is a diagram for simply explaining the effect of the lens plate 2001, and shows that parallel light is split by the lens plate 2001 and superposed on the irradiation target 2201. As shown in the figure, the parallel light incident on the lens plate 2001 is
By appropriately differentiating the condensing position (optical axis) of each unit lens forming the lens plate, it is divided into the same number of light beams as the number of lenses forming the lens plate 2001, and the divided light beams are superimposed on the irradiation target 2201. can do.

【0089】この際、レンズ板2001を構成する単位
レンズの焦点距離をfi、レンズ板111と照射対象2
201との距離をlとするとレンズ板2001に平行状
態で入射し、通過した光は照射対象2201上で、レン
ズ板2001を構成する各単位レンズの開口面積の(l
−fi)/fi倍の断面積を有する光束となる。この関
係を基にしてレンズ板2001により分割された光束が
集光レンズ104,ダイクロイックプリズム110を介
して液晶パネルの表示部に過不足なく照明できるように
レンズ板2001を構成する各単位レンズの焦点距離f
iを決定すれば良い。
At this time, the focal length of the unit lenses constituting the lens plate 2001 is fi, the lens plate 111 and the irradiation target 2
When the distance to 201 is l, the light incident on the lens plate 2001 in a parallel state and the light passing therethrough is (l of the aperture area of each unit lens forming the lens plate 2001 on the irradiation target 2201.
The light flux has a cross-sectional area of -fi) / fi times. Based on this relationship, the light flux split by the lens plate 2001 can illuminate the display unit of the liquid crystal panel via the condenser lens 104 and the dichroic prism 110 without excess or deficiency, and the focus of each unit lens forming the lens plate 2001. Distance f
i may be determined.

【0090】図23は光源部からの平行状態の出力光を
図21に例示したレンズ板2001で分割し、重畳した
ときの光の状態を示した模式図である。図中、斜線部が
レンズ板2001で分割した光束の断面形状を表し、分
割した4つの光束が全て重なった部分は特に白抜きで表
した(図中2301)。図示したとおり、レンズ板20
01を構成する各単位レンズの集光位置(光軸)のずれ
の量を前述の通り照射対象である液晶パネルの表示部の
幅/高さ比と同じ比率にすればレンズ板2001で分割され
た光は液晶パネル上で重なったときその重畳部分230
1を液晶パネルの表示部と同じ矩形形状にすることがで
きる。
FIG. 23 is a schematic diagram showing the state of light when the parallel output light from the light source section is split by the lens plate 2001 illustrated in FIG. In the figure, the shaded area represents the cross-sectional shape of the light beam divided by the lens plate 2001, and the part where all the four divided light beams are overlapped is shown in white (2301 in the figure). As shown, the lens plate 20
If the amount of deviation of the condensing position (optical axis) of each unit lens constituting 01 is set to the same ratio as the width / height ratio of the display portion of the liquid crystal panel to be irradiated as described above, it is divided by the lens plate 2001. When the light is overlapped on the liquid crystal panel, its overlapping portion 230
1 can have the same rectangular shape as the display portion of the liquid crystal panel.

【0091】この場合、光源部からの出力光を分割した
複数の光束を互いに重畳させるので液晶パネルに対して
均一性の高い照明ができる。従って、液晶パネルからの
反射光も明るさや色のむらのない均一な光となり、投写
レンズを介してスクリーン上に投写した映像は照度むら
や色むらのない均一で画像品位に優れた映像が得られる
ことになる。
In this case, since a plurality of light beams obtained by dividing the output light from the light source unit are superposed on each other, the liquid crystal panel can be illuminated with high uniformity. Therefore, the reflected light from the liquid crystal panel also becomes a uniform light with no brightness and color unevenness, and the image projected on the screen through the projection lens is uniform with no illuminance unevenness and color unevenness, and an image with excellent image quality can be obtained. It will be.

【0092】なお、本実施例の場合も前述の実施例と同
様、折り返し光学系が軸ずらしと成っており液晶パネル
で反射した光の投写には投写レンズの開口絞りの半分し
か有効に利用できない。具体的には例えば投写レンズ自
体の開口絞りが半径rの円形の場合は、有効開口絞りは
半径rの半円形となるので、レンズ板を構成する単位レ
ンズの集光位置(光軸)のずれの最大量hをこの半円形
の内部に収る大きさに設定することが重要となる。なぜ
なら、もしレンズ板2001を構成する各集光レンズの
集光位置(光軸)のずれ量が投写レンズの有効開口絞り
の開口部より大きい場合、液晶パネルで反射した光の大
部分が投写レンズに入射することができず、スクリーン
上に十分な明るさの映像を投写することができなくなっ
てしまうからである。しかし、レンズ板を構成する各単
位レンズの集光位置(光軸)のずれの最大量が投写レンズ
の有効開口絞りの開口部より小さくなるように設定して
おけば、レンズ板で分割された光束は液晶パネルで反射
した後、集光レンズ104によって液晶パネルの反射光
主軸に垂直な同一平面上の互いに異なる位置に集光する
が、これら集光位置(光軸)は投写レンズの開口絞りの
開口部の内側となるためけられて光量が減少する心配は
ない。
In the case of this embodiment as well, as in the above-described embodiments, the folding optical system is off-axis, and only half of the aperture stop of the projection lens can be effectively used to project the light reflected by the liquid crystal panel. . Specifically, for example, when the aperture stop of the projection lens itself has a circular shape with a radius r, the effective aperture stop has a semicircular shape with a radius r, so that the focusing position (optical axis) of the unit lens forming the lens plate is deviated. It is important to set the maximum amount h of h to a size that fits inside this semi-circle. This is because if the amount of deviation of the condensing position (optical axis) of each condensing lens that constitutes the lens plate 2001 is larger than the opening of the effective aperture stop of the projection lens, most of the light reflected by the liquid crystal panel is the projection lens. This is because the image cannot be projected onto the screen, and an image with sufficient brightness cannot be projected on the screen. However, if the maximum deviation of the focusing position (optical axis) of each unit lens that composes the lens plate is set to be smaller than the aperture of the effective aperture diaphragm of the projection lens, the lens plate is divided. After the light flux is reflected by the liquid crystal panel, it is condensed by the condenser lens 104 at different positions on the same plane perpendicular to the principal axis of the reflected light of the liquid crystal panel. These condensing positions (optical axes) are the aperture stop of the projection lens. Since it is inside the opening, there is no concern that the amount of light will be reduced and the amount of light will be reduced.

【0093】図24はレンズ板2001の他の実施例を
示したものである。レンズ板2001を構成する集光レンズ
2401a,2401b,2401c,2401dは図
21に示したレンズ板を構成するレンズ2002,20
03,2004,2005と同様のレンズから構成され
ているが、遮光手段2402による遮光によって各レン
ズの実質的な開口は液晶パネルの表示部と相似な形状に
規定され、これらレンズ開口部は光源部からの出力光の
断面形状に内接するように配置される。遮光手段240
2としては光源部からの出力光による温度上昇に耐えら
れる耐熱材料を可視光を吸収するように黒色化したも
の、例えばアルミニウムをアルマイト処理により黒色化
したものや、黒色化した耐熱プラスチックをレンズに張
りつける、もしくはレンズ近傍に設置することで実現し
ても良いし、レンズ自体を着色することで実現しても良
い。
FIG. 24 shows another embodiment of the lens plate 2001. The condenser lenses 2401a, 2401b, 2401c, and 2401d that form the lens plate 2001 are the lenses 2002 and 20 that form the lens plate shown in FIG.
03, 2004, 2005, but the substantial aperture of each lens is defined in a shape similar to the display portion of the liquid crystal panel by the light shielding means 2402, and these lens aperture portions are the light source portion. Is arranged so as to be inscribed in the sectional shape of the output light from. Shading means 240
2 is a heat-resistant material that can withstand a temperature rise due to the output light from the light source made black so as to absorb visible light, for example, aluminum made black by alumite treatment, or blackened heat-resistant plastic as a lens. It may be realized by sticking or installing in the vicinity of the lens, or may be realized by coloring the lens itself.

【0094】この場合、レンズ板によって分割した各光
束の断面形状は液晶パネルの表示部の形状と等しくする
ことができるので、分割した光束を液晶パネルの表示部
に過不足無く重畳することが可能となる。従って液晶パ
ネルの表示部以外の場所への不要光を低減できるので、
迷光によるコントラストの低下といった画質の劣化がな
いという効果がある。
In this case, since the cross-sectional shape of each light beam divided by the lens plate can be made equal to the shape of the display portion of the liquid crystal panel, it is possible to superimpose the divided light flux on the display portion of the liquid crystal panel without excess or deficiency. Becomes Therefore, it is possible to reduce unnecessary light to places other than the display section of the liquid crystal panel,
There is an effect that there is no deterioration in image quality such as a decrease in contrast due to stray light.

【0095】図25はレンズ板の他の実施例を示したも
のである。このレンズ板2001は液晶パネルの表示部
と相似な形状をした4個の集光レンズを一体成型したレ
ンズ2501、言い替えれば液晶パネルの表示部と相似
な形状をした4つの異なる集光位置(光軸)を持つ開口
部を有するレンズ2501と遮光手段2502から構成
されている。レンズ2501の4個の開口部は光源部か
らの出力光の有効断面形状に内接するように配置されて
おり、レンズ開口部外であって前記光源部からの光が通
る部分は遮光手段2502により遮光されている。遮光
手段2502としては図24に示したレンズ板と同様、
可視光を吸収する面で構成しても良いが、光源部からの
出力光の主軸に対して垂直な反射面によって構成しても
良い。反射面は該当部分に対してAlやAg等の金属膜
コートを行うことで実現しても良いし、誘電体多層膜コ
ートを行うことによって実現しても良い。
FIG. 25 shows another embodiment of the lens plate. This lens plate 2001 is a lens 2501 formed by integrally molding four condensing lenses having a shape similar to the display part of the liquid crystal panel, in other words, four different condensing positions (lights) having a shape similar to the display part of the liquid crystal panel. A lens 2501 having an opening having an axis) and a light blocking means 2502. The four openings of the lens 2501 are arranged so as to be inscribed in the effective cross-sectional shape of the output light from the light source section, and the portion outside the lens opening and through which the light from the light source section passes is blocked by the light blocking means 2502. It is shielded from light. As the light blocking means 2502, similar to the lens plate shown in FIG.
Although it may be formed of a surface that absorbs visible light, it may be formed of a reflection surface that is perpendicular to the main axis of the output light from the light source unit. The reflecting surface may be realized by coating a metal film of Al, Ag, or the like on the corresponding portion, or may be realized by coating a dielectric multilayer film.

【0096】この場合、光源部からの出力光のうちレン
ズ開口部の外側に至る光は光源部に戻ることになる。そ
のため不要光が投写光学系に侵入することを防ぐことが
できるので不要光に起因した迷光によるコントラスト比
の低下といった画質の劣化を防止できる。さらに、反射
面で反射して光源部に戻った光は反射鏡102で複数回
反射した後再びレンズ板のレンズ開口部に向かってくる
ので、本来不要光として捨てていた光を再び利用できる
ことになり光の利用効率を向上できるという効果が有
る。
In this case, of the output light from the light source section, the light reaching the outside of the lens opening section returns to the light source section. Therefore, it is possible to prevent unnecessary light from entering the projection optical system, so that it is possible to prevent deterioration of image quality such as a decrease in contrast ratio due to stray light caused by unnecessary light. Further, the light reflected by the reflecting surface and returned to the light source section is reflected by the reflecting mirror 102 a plurality of times and then comes back to the lens opening section of the lens plate, so that the light originally discarded as unnecessary light can be reused. There is an effect that the utilization efficiency of light can be improved.

【0097】図26及び図27はレンズ板2001の他
の実施例を示したものである。これらのレンズ板も光源
部からの出力光の主軸に垂直な面内に複数の単位レンズ
を配置した構成に成っており、光源部から出射した光を
複数の光束に分割し、分割した光束を液晶パネルの表示
部に重畳できるよう各単位レンズの焦点距離および集光
位置(光軸)が規定され、各単位レンズの集光位置(光
軸)のずれの最大量は投写レンズの有効開口絞りの大き
さより小さく設定される。
26 and 27 show another embodiment of the lens plate 2001. These lens plates also have a configuration in which a plurality of unit lenses are arranged in a plane perpendicular to the main axis of the output light from the light source unit, divide the light emitted from the light source unit into a plurality of light beams, and divide the divided light beams. The focal length and focusing position (optical axis) of each unit lens are specified so that they can be superimposed on the display section of the liquid crystal panel, and the maximum amount of deviation of the focusing position (optical axis) of each unit lens is the effective aperture stop of the projection lens. Is set smaller than the size of.

【0098】図26は液晶パネルの表示部と相似な形状
をした10個の開口部を有する集光レンズ2601と遮
光手段2602から構成されたレンズ板であり、図27
は液晶パネルの表示部と相似な形状をした18個の開口
部を有するレンズ2701と遮光手段2702から構成
されたレンズ板である。
FIG. 26 shows a lens plate composed of a condenser lens 2601 having 10 openings having a shape similar to the display portion of the liquid crystal panel and a light shielding means 2602.
Is a lens plate composed of a lens 2701 having 18 openings having a shape similar to the display portion of the liquid crystal panel and a light shielding means 2702.

【0099】図26および図27に示めしたレンズ板を
構成するレンズの開口部は光源部からの出力光の有効断
面形状に内接、もしくはその内部に収るように配置され
ており、レンズ開口部外であって前記光源部からの出力
光がとおる部分は遮光手段によって遮光されている。こ
の場合、光源部からの出力光のうち、遮光手段によって
遮光される光の量が4個の開口部からなるレンズ板より
少なくできるため光源部からの出力光の利用効率が上が
るという効果がある。さらに、レンズ開口部の数を増加
させたことでレンズ板で分割した個々の光束はいっそう
むらの小さな光となり、液晶パネルの表示部にはより均
一な照明が行われて、スクリーン上の映像はより均一で
明るい映像になるという効果がある。
The lens apertures of the lens plate shown in FIGS. 26 and 27 are inscribed in or inside the effective cross-sectional shape of the output light from the light source unit. A portion outside the opening and through which the output light from the light source unit passes is shielded by a light shielding unit. In this case, of the output light from the light source unit, the amount of light blocked by the light blocking unit can be made smaller than that of the lens plate having four openings, so that the utilization efficiency of the output light from the light source unit is improved. . Furthermore, by increasing the number of lens apertures, the individual light beams split by the lens plate become evenly smaller light, and the display on the liquid crystal panel is illuminated more uniformly, so that the image on the screen is This has the effect of producing a more uniform and bright image.

【0100】尚、レンズ板を構成するレンズ開口部の数
は上記説明に用いた4個,10個,18個に限定される
ものではない。
The number of lens openings forming the lens plate is not limited to 4, 10, and 18 used in the above description.

【0101】次に集光レンズ104の集光点近傍に配置
される開口絞り105の開口部の形状について述べる。
2枚のレンズ板を用いた投写型液晶表示装置と同様に、
一枚のレンズ板を用いた投写型液晶表示装置の場合もレ
ンズ板2001で分割された各光束が異なる角度で液晶
パネルに入射することになり、液晶パネルの反射光は反
射光の主軸に垂直な平面上で単位レンズの数に対応した
複数の異なる位置に集光することになる。
Next, the shape of the aperture of the aperture stop 105 arranged near the focal point of the condenser lens 104 will be described.
Similar to a projection type liquid crystal display device using two lens plates,
Also in the case of a projection type liquid crystal display device using one lens plate, the light beams divided by the lens plate 2001 are incident on the liquid crystal panel at different angles, and the reflected light of the liquid crystal panel is perpendicular to the main axis of the reflected light. The light is focused on a plurality of different positions corresponding to the number of unit lenses on another plane.

【0102】図28はレンズ板2001を図21,図2
4,図25に例示した様に4枚の単位レンズで構成した
場合に、液晶パネルで正反射して集光レンズ104によ
り開口絞り105近傍に集光する光束の断面形状の一例
を示した図である。液晶パネルで正反射して集光レンズ
により集光した光の断面形状2801はレンズ板2001に
よって形成される光源101の発光体像に対応するもの
で、レンズ板2001を構成する単位レンズの数と同数
の光束が放射状に並んだ状態となる。
FIG. 28 shows the lens plate 2001 as shown in FIGS.
4, a diagram showing an example of a cross-sectional shape of a light beam which is specularly reflected by the liquid crystal panel and is condensed by the condenser lens 104 in the vicinity of the aperture stop 105 when it is composed of four unit lenses as illustrated in FIG. Is. The cross-sectional shape 2801 of the light specularly reflected by the liquid crystal panel and condensed by the condenser lens corresponds to the illuminant image of the light source 101 formed by the lens plate 2001, and is the same as the number of unit lenses constituting the lens plate 2001. The same number of light beams are arranged radially.

【0103】従って、2枚のレンズ板を用いた場合と同
様、開口絞り105の開口部の形状は、液晶パネルで反
射して集光レンズ104で集光された光が内部に適切に
収まる形状にすればよい。
Therefore, as in the case where two lens plates are used, the shape of the aperture of the aperture stop 105 is such that the light reflected by the liquid crystal panel and condensed by the condenser lens 104 is properly contained inside. You can do this.

【0104】つまり、図29に示すようにレンズ板を構
成する単位レンズの数と同数の微小開口を放射状に配置
した開口部2901を有する開口絞り、もしくは図30
に示すようにこれら微小開口を広げ融合して単一の放射
状形状とした開口部3001を有する開口絞りを用いれ
ば良い。
That is, as shown in FIG. 29, an aperture stop having apertures 2901 in which the same number of minute apertures as the number of unit lenses constituting the lens plate are radially arranged, or FIG.
An aperture stop having an opening 3001 having a single radial shape by expanding and fusing these minute openings as shown in FIG.

【0105】この場合も液晶パネルで正反射した光は開
口絞りを適切に通過し、液晶パネルで散乱反射した光は
開口絞りで十分に吸収され投写レンズに入射することは
ないのでスクリーン上でより明るく、よりコントラスト
比の高い映像が得られる。さらに、光源部からの出射光
を分割し、分割後のむらの小さな光を液晶パネルの表示
部に重畳することになるので液晶パネルには均一な照明
が行わてるので照度むら,色むらの少ない高品位な映像
が得られる。
Also in this case, the light specularly reflected by the liquid crystal panel appropriately passes through the aperture stop, and the light scattered and reflected by the liquid crystal panel is sufficiently absorbed by the aperture stop and does not enter the projection lens. You can obtain a bright image with a higher contrast ratio. Furthermore, since the light emitted from the light source unit is split and the light with small unevenness after splitting is superimposed on the display unit of the liquid crystal panel, uniform illumination is performed on the liquid crystal panel, so there is little unevenness in illuminance and color You can get a quality image.

【0106】尚、上記の通りレンズ板の数を1枚とすれ
ば、部品点数の削減ができるといった効果が有る。
As described above, if the number of lens plates is one, the number of parts can be reduced.

【0107】[0107]

【発明の効果】以上述べたように本発明の投写型液晶表
示装置では、レンズ板の効果によって液晶パネルに対し
て明るさや色のむらの小さい均一な照明が行えるため、
スクリーン上に照度むら色むらのない画像品位に優れた
映像を表示することができる。さらに、本発明の投写型
液晶表示装置では開口絞りの開口部の形状がレンズ板を
採用した際に液晶パネルで正反射した光の断面形状に適
合した形状となっているので、液晶パネルで正反射した
光は開口絞りを適切に通過し、液晶パネルで散乱反射し
た光は開口絞りで十分に吸収され投写レンズに入射する
ことはないため、スクリーン上でより明るく、よりコン
トラスト比の高い高品位な映像が得られる。
As described above, in the projection type liquid crystal display device of the present invention, because of the effect of the lens plate, it is possible to uniformly illuminate the liquid crystal panel with little brightness and color unevenness.
It is possible to display an image with excellent image quality without unevenness in illuminance and color on the screen. Further, in the projection type liquid crystal display device of the present invention, the shape of the opening of the aperture stop is a shape that is suitable for the cross-sectional shape of the light specularly reflected by the liquid crystal panel when the lens plate is adopted, so that the liquid crystal panel has a positive shape. The reflected light passes through the aperture stop properly, and the light scattered and reflected by the liquid crystal panel is not absorbed by the aperture stop and does not enter the projection lens, so it is brighter on the screen and has a high contrast ratio and high quality. You can get a nice video.

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

【図1】本発明の投写型液晶表示装置の概要を示した概
略断面図。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an outline of a projection type liquid crystal display device of the present invention.

【図2】本発明の投写型液晶表示装置に用いる第1のレ
ンズ板の一例を示した概略図。
FIG. 2 is a schematic view showing an example of a first lens plate used in the projection type liquid crystal display device of the present invention.

【図3】本発明の投写型液晶表示装置に用いる第2のレ
ンズ板の一例を示した概略図。
FIG. 3 is a schematic view showing an example of a second lens plate used in the projection type liquid crystal display device of the present invention.

【図4】本発明の投写型液晶表示装置に用いる第2のレ
ンズ板の一例を示した概略図。
FIG. 4 is a schematic view showing an example of a second lens plate used in the projection type liquid crystal display device of the present invention.

【図5】本発明の投写型液晶表示装置に用いるダイクロ
イックプリズムの一例を示した概略断面図。
FIG. 5 is a schematic sectional view showing an example of a dichroic prism used in the projection type liquid crystal display device of the present invention.

【図6】本発明の投写型液晶表示装置の投写レンズの絞
り面を示した図。
FIG. 6 is a diagram showing a diaphragm surface of a projection lens of the projection type liquid crystal display device of the present invention.

【図7】本発明の投写型液晶表示装置において開口絞り
近傍に集光する光の断面形状の一例を示した図。
FIG. 7 is a diagram showing an example of a cross-sectional shape of light condensed near an aperture stop in the projection type liquid crystal display device of the present invention.

【図8】本発明の投写型液晶表示装置に用いる開口絞り
の一例を示した図。
FIG. 8 is a diagram showing an example of an aperture stop used in the projection type liquid crystal display device of the present invention.

【図9】本発明の投写型液晶表示装置に用いる開口絞り
の一例を示した図。
FIG. 9 is a diagram showing an example of an aperture stop used in the projection type liquid crystal display device of the present invention.

【図10】本発明の投写型液晶表示装置に用いる第1の
レンズ板の一例を示した概略図。
FIG. 10 is a schematic view showing an example of a first lens plate used in the projection type liquid crystal display device of the present invention.

【図11】本発明の投写型液晶表示装置において開口絞
り近傍に集光する光の断面形状の一例を示した図。
FIG. 11 is a diagram showing an example of a cross-sectional shape of light condensed near the aperture stop in the projection type liquid crystal display device of the present invention.

【図12】本発明の投写型液晶表示装置に用いる開口絞
りの一例を示した図。
FIG. 12 is a diagram showing an example of an aperture stop used in the projection type liquid crystal display device of the present invention.

【図13】本発明の投写型液晶表示装置に用いる開口絞
りの一例を示した図。
FIG. 13 is a diagram showing an example of an aperture stop used in the projection type liquid crystal display device of the present invention.

【図14】本発明の投写型液晶表示装置に用いる開口絞
りの一例を示した図。
FIG. 14 is a diagram showing an example of an aperture stop used in the projection type liquid crystal display device of the present invention.

【図15】開口絞りの開口部面積とコントラスト比の関
係を示した図。
FIG. 15 is a diagram showing a relationship between an aperture area of an aperture stop and a contrast ratio.

【図16】開口絞りの開口部面積とスクリーン照度の関
係を示した図。
FIG. 16 is a diagram showing a relationship between an aperture area of an aperture stop and screen illuminance.

【図17】本発明の投写型液晶表示装置の概要を示した
概略断面図。
FIG. 17 is a schematic sectional view showing an outline of a projection type liquid crystal display device of the present invention.

【図18】本発明の投写型液晶表示装置の投写レンズ絞
り面を示した図。
FIG. 18 is a diagram showing a projection lens diaphragm surface of the projection type liquid crystal display device of the present invention.

【図19】本発明の投写型液晶表示装置の概要を示した
概略断面図。
FIG. 19 is a schematic sectional view showing an outline of a projection type liquid crystal display device of the present invention.

【図20】本発明の投写型液晶表示装置の概要を示した
概略断面図。
FIG. 20 is a schematic sectional view showing an outline of a projection type liquid crystal display device of the present invention.

【図21】本発明の投写型液晶表示装置に用いるレンズ
板の一例を示した概略図。
FIG. 21 is a schematic view showing an example of a lens plate used in the projection type liquid crystal display device of the present invention.

【図22】本発明の投写型液晶表示装置に用いるレンズ
板を説明するための図。
FIG. 22 is a view for explaining a lens plate used in the projection type liquid crystal display device of the present invention.

【図23】本発明の投写型液晶表示装置に用いるレンズ
板により分割した光束が重畳したときの様子を示した模
式図。
FIG. 23 is a schematic diagram showing a state in which light beams split by a lens plate used in the projection type liquid crystal display device of the present invention are superimposed.

【図24】本発明の投写型液晶表示装置に用いるレンズ
板の一例を示した概略図。
FIG. 24 is a schematic view showing an example of a lens plate used in the projection type liquid crystal display device of the present invention.

【図25】本発明の投写型液晶表示装置に用いるレンズ
板の一例を示した概略図。
FIG. 25 is a schematic view showing an example of a lens plate used in the projection type liquid crystal display device of the present invention.

【図26】本発明の投写型液晶表示装置に用いるレンズ
板の一例を示した概略図。
FIG. 26 is a schematic view showing an example of a lens plate used in the projection type liquid crystal display device of the present invention.

【図27】本発明の投写型液晶表示装置に用いるレンズ
板の一例を示した概略図。
FIG. 27 is a schematic view showing an example of a lens plate used in the projection type liquid crystal display device of the present invention.

【図28】本発明の投写型液晶表示装置において開口絞
り近傍に集光する光の断面形状の一例を示した図。
FIG. 28 is a view showing an example of a cross-sectional shape of light condensed near the aperture stop in the projection type liquid crystal display device of the present invention.

【図29】本発明の投写型液晶表示装置に用いる開口絞
りの一例を示した図。
FIG. 29 is a diagram showing an example of an aperture stop used in the projection type liquid crystal display device of the present invention.

【図30】本発明の投写型液晶表示装置に用いる開口絞
りの一例を示した図。
FIG. 30 is a diagram showing an example of an aperture stop used in the projection type liquid crystal display device of the present invention.

【図31】反射散乱型液晶パネルを使用した投写型液晶
表示装置の基本動作を説明するための図。
FIG. 31 is a view for explaining the basic operation of a projection type liquid crystal display device using a reflection / scattering type liquid crystal panel.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101…光源、102…反射鏡、103…フィルタ、1
04…集光レンズ、105…開口絞り、106…微小反
射鏡、107…青色用反射散乱型液晶パネル、108…
緑色用反射散乱型液晶パネル、109…赤色用反射散乱
型液晶パネル、110…ダイクロイックプリズム、11
1…投写レンズ、112…スクリーン、201…第1の
レンズ板、301…第2のレンズ板、801…開口絞り
開口部、802…開口絞り遮光吸収部、2001…レン
ズ板。
101 ... Light source, 102 ... Reflecting mirror, 103 ... Filter, 1
04 ... Condensing lens, 105 ... Aperture stop, 106 ... Micro-reflecting mirror, 107 ... Blue reflection / scattering liquid crystal panel, 108 ...
Reflective / scattering liquid crystal panel for green, 109 ... Reflective / scattering liquid crystal panel for red, 110 ... Dichroic prism, 11
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Projection lens, 112 ... Screen, 201 ... 1st lens plate, 301 ... 2nd lens plate, 801 ... Aperture stop aperture part, 802 ... Aperture stop light-shielding absorption part, 2001 ... Lens plate.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松田 裕 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所情報映像事業部内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Hiroshi Matsuda, 292 Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa, Ltd. Information & Video Division, Hitachi, Ltd.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】光源部と、前記光源部からの光を集める集
光レンズと、前記集光レンズにより集められた光が照射
される反射散乱型液晶パネルと、前記反射散乱型液晶パ
ネルで変調された光を前記集光レンズを介して投写する
投射レンズと、前記集光レンズと前記投射レンズとの間
に位置する開口絞りと、投写された光が写されるスクリ
ーンとを有する投写型液晶表示装置であって、 前記光源部と前記集光レンズとの間に、複数の単位レン
ズよりなるレンズ板を2枚備えており、前記レンズ板の
うち前記集光レンズに近い位置に配置されるレンズ板を
前記反射散乱型液晶パネルからみて前記開口絞りとほぼ
同じ光学距離となる位置に配置し、前記レンズ板のレン
ズ開口部の大きさを、前記開口絞りの大きさより小さい
ことを特徴とする投写型液晶表示装置。
1. A light source section, a condenser lens that collects light from the light source section, a reflection-scattering liquid crystal panel to which the light collected by the condenser lens is irradiated, and modulation by the reflection-scattering liquid crystal panel. Projection-type liquid crystal having a projection lens for projecting the projected light through the condensing lens, an aperture stop located between the condensing lens and the projection lens, and a screen onto which the projected light is projected. A display device, comprising two lens plates each composed of a plurality of unit lenses between the light source unit and the condenser lens, the lens plate being arranged at a position close to the condenser lens. The lens plate is arranged at a position having substantially the same optical distance as the aperture stop as viewed from the reflection-scattering type liquid crystal panel, and the size of the lens aperture of the lens plate is smaller than the size of the aperture stop. Projection type liquid Crystal display device.
【請求項2】光源部と、前記光源部からの光を集める集
光レンズと、前記集光レンズにより集められた光が照射
される反射散乱型液晶パネルと、前記反射散乱型液晶パ
ネルで変調された光を前記集光レンズを介して投写する
投射レンズと、前記集光レンズと前記投射レンズとの間
に位置する開口絞りと、投写された光が写されるスクリ
ーンとを有する投写型液晶表示装置であって、 前記光源部と前記集光レンズとの間に、複数のレンズを
前記光源部からの出力光の主軸に垂直な面内に配したレ
ンズ板を1枚配置しており、 前記レンズ板はレンズ板を構成する個々の単位レンズの
全てが異なる位置に光軸を有しており、これら単位レン
ズ同士の光軸のずれの最大量が、前記投写レンズ系の前
記開口絞りの大きさより小さいことを特徴とする投写型
液晶表示装置。
2. A light source section, a condenser lens that collects light from the light source section, a reflection-scattering type liquid crystal panel to which the light collected by the condenser lens is irradiated, and modulation by the reflection-scattering type liquid crystal panel. Projection-type liquid crystal having a projection lens for projecting the projected light through the condensing lens, an aperture stop located between the condensing lens and the projection lens, and a screen onto which the projected light is projected. In the display device, between the light source unit and the condenser lens, one lens plate having a plurality of lenses arranged in a plane perpendicular to the main axis of the output light from the light source unit is arranged, The lens plate has an optical axis at a position where all of the individual unit lenses forming the lens plate are different, and the maximum amount of deviation of the optical axes of these unit lenses is the maximum of the aperture stop of the projection lens system. Throw characterized by being smaller than size Type liquid crystal display device.
【請求項3】請求項2に記載の投写型液晶表示装置にお
いて、 前記レンズ板を構成する個々のレンズの光軸のずれの量
の横縦比を前記反射散乱型液晶パネルの表示部の幅と高
さの比と同じにしたことを特徴とする投写型液晶表示装
置。
3. The projection type liquid crystal display device according to claim 2, wherein the aspect ratio of the amount of deviation of the optical axis of each lens forming the lens plate is defined by the width of the display section of the reflection-scattering type liquid crystal panel. The projection-type liquid crystal display device is characterized by having the same ratio of height to height.
【請求項4】光源部と、前記光源部からの光を集める集
光レンズと、前記集光レンズにより集められた光が照射
される反射散乱型液晶パネルと、前記反射散乱型液晶パ
ネルで変調された光を前記集光レンズを介して投写する
投射レンズと、前記集光レンズと前記投射レンズとの間
に位置する開口絞りと、投写された光が写されるスクリ
ーンとを有する投写型液晶表示装置であって、 前記光源部と前記集光レンズの間に、複数の単位レンズ
を前記光源部からの出力光の主軸に垂直な面内に配した
レンズ板を少なくとも1枚備えており、 前記開口絞りの開口部が前記集光レンズに最も近い位置
に配置されたレンズ板一枚を構成する単位レンズの数と
同数、もしくは比例した数の微小開口を放射状に配置し
た形状、もしくは前記微小開口を広げ一部の微小開口同
士を融合した形状、もしくは前記微小開口を広げ全ての
微小開口を融合した単一の放射状形状であることを特徴
とする投写型液晶表示装置。
4. A light source section, a condenser lens that collects light from the light source section, a reflection-scattering type liquid crystal panel to which the light collected by the condenser lens is irradiated, and modulation by the reflection-scattering type liquid crystal panel. Projection-type liquid crystal having a projection lens for projecting the projected light through the condensing lens, an aperture stop located between the condensing lens and the projection lens, and a screen onto which the projected light is projected. In the display device, between the light source unit and the condenser lens, at least one lens plate having a plurality of unit lenses arranged in a plane perpendicular to the main axis of the output light from the light source unit is provided. A shape in which minute apertures of the same number as or proportional to the number of unit lenses constituting one lens plate in which the aperture of the aperture stop is arranged at a position closest to the condenser lens are radially arranged, or the minute Widen the opening Projection-type liquid crystal display device, characterized in that the microscopic aperture between fused shape, or a single radial shape that combines all of the small openings widen the microscopic aperture.
【請求項5】光源部と、前記光源部からの光を集める集
光レンズと、前記集光レンズにより集められた光が照射
される反射散乱型液晶パネルと、前記反射散乱型液晶パ
ネルで変調された光を前記集光レンズを介して投写する
投射レンズと、前記集光レンズと前記投射レンズとの間
に位置する開口絞りと、投写された光が写されるスクリ
ーンとを有する投写型液晶表示装置であって、 前記光源部と前記集光レンズの間に、複数の単位レンズ
を前記光源部からの出力光の主軸に垂直な面内に配した
構成のレンズ板を少なくとも1枚備えており、前記レン
ズ板のうち前記光源部に最も近い位置に配置されたレン
ズ板を構成する単位レンズの開口部形状が前記反射散乱
型液晶パネルの表示部と相似な形状であり、かつ各レン
ズ開口部は前記光源部からの出力光の断面形状に内接、
もしくは前記出力光の断面形状の内部に収まるように配
置されていること特徴とする投写型液晶表示装置。
5. A light source section, a condenser lens that collects light from the light source section, a reflection-scattering liquid crystal panel that is irradiated with the light collected by the condenser lens, and modulation is performed by the reflection-scattering liquid crystal panel. Projection-type liquid crystal having a projection lens for projecting the projected light through the condensing lens, an aperture stop located between the condensing lens and the projection lens, and a screen onto which the projected light is projected. A display device, comprising at least one lens plate having a configuration in which a plurality of unit lenses are arranged in a plane perpendicular to a main axis of output light from the light source unit, between the light source unit and the condenser lens. The opening shape of the unit lens forming the lens plate disposed closest to the light source unit among the lens plates is similar to the display unit of the reflection-scattering type liquid crystal panel, and each lens opening is Part from the light source part Inscribed in the cross-sectional shape of the output light of
Alternatively, the projection type liquid crystal display device is arranged so as to fit inside the cross-sectional shape of the output light.
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Cited By (1)

* 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

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US6315415B1 (en) 1998-02-27 2001-11-13 Minolta Co., Ltd. Image projector

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