JPH0933881A - Liquid crystal video projector - Google Patents

Liquid crystal video projector

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JPH0933881A
JPH0933881A JP20289295A JP20289295A JPH0933881A JP H0933881 A JPH0933881 A JP H0933881A JP 20289295 A JP20289295 A JP 20289295A JP 20289295 A JP20289295 A JP 20289295A JP H0933881 A JPH0933881 A JP H0933881A
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JP
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light
liquid crystal
display panel
crystal display
beam
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Application number
JP20289295A
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Japanese (ja)
Inventor
Shuichi Yamataka
修一 山▲高▼
Original Assignee
Fuji Photo Optical Co Ltd
富士写真光機株式会社
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To uniformize a light quantity distribution of lighting light and to reduce illuminance unevenness on a liquid crystal panel, therefor the illuminance unevenness on a screen by providing a light guide rod and a convergence lens. SOLUTION: A beam of light incident in a glass rod 121 is totally reflected by its inner wall surface ranging to plural times, and finally, the beam of light is emitted uniformly from the light emitting end of the glass rod 121 to respective directions. Further, a beam size of a light beam emitted from the light emitting end is made equal to the size of the rod 121. Then, a divergent light beam with the uniform light quantity distribution emitted from the emitting end of the rod 121 is brought close to a parallel light beam partly by a first convex lens 122 of a flat convex lens arranged on the emitting end, and its optical path is bent by a reflection mirror 124 to be made incident on a light incident surface of a polarization direction alignment element 10 by a second lens 123 of a biconvex lens as the nearly parallel light beam flux. In such a manner, by making the light beam flux incident on the element 10 a small size one, the majority of light emitted from a light source 101 is made incident on the element 10.

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 光源からの光を液晶表示パネルに導き映像信号を用いて輝度変調せしめた後、所定のスクリーン上に拡大投射する液晶ビデオプロジェクタに関するものである。 The present invention relates After the light from the light source caused to intensity modulation by using the video signal guided to the liquid crystal display panel, the present invention relates to a liquid crystal video projector for enlarging and projecting on a predetermined screen.

【0002】 [0002]

【従来の技術】液晶表示パネルを用いて所定の映像信号により照明光を変調し、この変調光をスクリーン上に拡大投射する液晶ビデオプロジェクタが広く知られている。 BACKGROUND ART using the liquid crystal display panel modulates the illumination light according to a predetermined video signal, a liquid crystal video projector for enlarging and projecting the modulated light on a screen is widely known. 近年、液晶ビデオプロジェクタの光学系のコンパクト化という要請に伴い、液晶表示パネルも小型なものが用いられるようになってきており、そのため光源からの光ビームをできるだけ小さく絞って効率良く液晶表示パネルに導くことが要求されている。 In recent years, with the requirement that compactness of the optical system of the liquid crystal video projector, liquid crystal display panels have become so small ones are used, the efficiency liquid crystal display panel to focus as small as possible the light beam from the for source it has been requested to lead.

【0003】しかしながら、一般に光源は発光部と、この発光部の背面および側方周囲に位置するリフレクタとからなっており、リフレクタによって反射されて前方に射出された光線束の径がどうしても大径となることから、これを集束レンズによって集束せしめて液晶表示パネルに入射すると一部の光は大きい入射角度で上記液晶表示パネルの各液晶セルに入射することになる。 However, in general the light source and the light emitting portion, serves and a reflector positioned on the rear and side periphery of the light emitting portion, and inevitably large diameter size of the injected light beam is forward reflected by the reflector from becoming liquid crystal light part when incident on the display panel will be incident at a large incident angle to the respective liquid crystal cells of the liquid crystal display panel which are allowed to focusing by the focusing lens. 特に各セルの前段にマイクロレンズを配設した液晶表示パネルにおいては液晶表示パネルに導かれた光のうちかなりの部分がケラレてしまい結局光源からの光の有効利用ができないこととなる。 So that the substantial portion of the light led to the liquid crystal display panel can not effectively use the light from the end light source it will be eclipsed, especially in the liquid crystal display panel which is disposed a micro lens in front of each cell.

【0004】したがって、光源からの光は、小径に絞るとともに略平行光束の状態で液晶表示パネルに入射させることが重要となる。 [0004] Thus, light from the light source, can be incident on the liquid crystal display panel in a state of substantially parallel light beams with narrowed to the small diameter is important. 一方、上記液晶表示パネルの本体である液晶セルはその性質上照明光の偏光方向を単一方向とする必要があり、そのため、通常液晶セルの前面および後面には偏光板が設けられていて所定の単一方向の偏光成分のみを液晶セル内に入射せしめるように構成されている。 On the other hand, the liquid crystal cell is a body of the liquid crystal display panel must be the polarization direction of its nature illumination light and unidirectional, therefore, the front and rear surfaces of a normal liquid crystal cell provided a polarizing plate prescribed and it is configured to polarization components of a single direction only as allowed to entering the liquid crystal cell.

【0005】すなわち、液晶セルの前面に設けた偏光板において非選択方向の光成分は吸収によって熱に変換され、理論上全光量の半分しか利用できない。 Namely, the light component of the non-selected direction in the polarizing plate provided on the front surface of the liquid crystal cell is converted into heat by absorption, available only half the theoretical total light quantity. そこで、光源からの無偏光を偏光ビームスプリッタに入射させ、透過光であるP偏光光と反射光であるS偏光光に分離し、 Therefore, unpolarized light from the light source is incident on the polarization beam splitter to separate the S-polarized light is reflected and the P polarized light is transmitted light,
この2つの偏光光を、複数個の全反射プリズムで反射せしめて同一の偏光面を有する偏光光に変換するとともに、その進行方向をそろえて液晶表示パネル方向に射出するようにした偏光変換素子が知られている(実公平5- The two polarized light, and converts the polarized light having the same polarization plane caused to reflection of a plurality of total reflection prism, a polarization conversion element which is adapted to emit the liquid crystal display panel direction aligned with the direction of travel known (real fair 5-
8562号公報)。 8562 JP).

【0006】 [0006]

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような偏光方向を整列する素子に入射する光束が集束光束もしくは発散光束であるとすると偏光ビ−ムスプリッタにおいてP,S偏光の分離効率が低下し、一部の光が吸収されてしまうという問題が生じる。 [SUMMARY OF THE INVENTION However, such a when the light beam incident on the element to align the polarization direction is assumed to be converging light beam or a divergent light beam a polarizing - P in beam splitter, the separation efficiency of the S-polarized light decreases , a problem that some of the light is absorbed occurs. したがって、上記偏光方向整列素子を用いる場合には、この素子に入射する光が略平行光束となっていることが必要となる。 Therefore, in the case of using the polarization direction aligned elements, that light incident on the element are substantially parallel beam is required. また、上記発光部から射出される光量の分布はその射出される方向によって大きく異なり、射出された光線束がそのままスクリ−ン上に照射されると照度ムラを生じてしまう。 Further, the distribution of the amount of light emitted from the light emitting unit varies greatly depending on the direction that is the injection, the injected light beam is directly Subscription - when irradiated on emission occurs uneven illuminance.

【0007】本願発明は上記事情に鑑みなされたもので、液晶表示パネルに入射する光束を光源部からの射出光束に比べて小径かつ略平行とし得る液晶ビデオプロジェクタを提供することを目的とするものである。 [0007] The present invention has been made in view of the above circumstances, it aims to provide a liquid crystal video projector which may be a small diameter and approximately parallel light flux incident on the liquid crystal display panel as compared with the light rays emitted from the light source unit it is. また、 Also,
本願発明は、偏光方向整列素子によって偏光光の偏光方向をそろえる場合に、上記目的に加え、この偏光方向整列素子に入射する光束を略平行光束とし得る液晶ビデオプロジェクタを提供することを目的とするものである。 The present invention, when the polarization direction aligned elements align the polarization direction of the polarized light, in addition to the above-described object, and an object thereof is to provide a liquid crystal video projector which may be a substantially parallel light beam the light beam incident on the polarization direction aligned elements it is intended.
さらに、本願発明は、照明光の光量分布が均一で液晶表示パネル上での照度ムラ、ひいてはスクリーン上での照度ムラが少ない液晶ビデオプロジェクタを提供することも目的とするものである。 Furthermore, the present invention, illuminance unevenness in the light amount distribution is uniform liquid crystal display panel of the illumination light, but also for the purpose to provide a turn liquid crystal video projector illuminance unevenness is small on the screen.

【0008】 [0008]

【課題を解決するための手段】本願発明の第1の液晶ビデオプロジェクタは、光源部からの光を液晶表示パネルに照射し、この液晶表示パネルにおいて該光を映像信号により輝度変調し、この変調された光を所定のスクリーン上に拡大投射する液晶ビデオプロジェクタにおいて、 First liquid crystal video projector of the present invention SUMMARY OF] irradiates light from the light source to the liquid crystal display panel, the light is intensity modulated by the video signal in the liquid crystal display panel, the modulation in the liquid crystal video projector for enlarging the projected light onto a predetermined screen,
前記光源部から種々の角度で射出された光を入射せしめ、内壁面で反射させながら光射出端に導く導光ロッドと、この導光ロッドから射出された光を略平行光束として前記液晶表示パネル方向に射出する集束レンズとを備えてなることを特徴とするものである。 Allowed incident light emitted at various angles from the light source unit, the liquid crystal display panel and the light guide rods for guiding the light exit end while reflected by the inner wall surface, a substantially parallel beam of light emitted from the light guiding rod and it is characterized in by comprising a focusing lens for emitting direction.

【0009】また、本願発明の第2の液晶ビデオプロジェクタは、光源部からの光を液晶表示パネルに照射し、 [0009] The second liquid crystal video projector of the present invention irradiates light from the light source to the liquid crystal display panel,
この液晶表示パネルにおいて該光を映像信号により輝度変調し、この変調された光を所定のスクリーン上に拡大投射する液晶ビデオプロジェクタにおいて、前記光源部から種々の角度で射出された光を入射せしめ、内壁面で反射させながら射出端に導びく導光ロッドと、この導光ロッドから射出された光を略平行光束とする集束レンズと、この集束レンズにより略平行光束とされた光をP, This light in the liquid crystal display panel and the luminance modulated by the video signal, the liquid crystal video projector for enlarging and projecting the modulated light on a predetermined screen, allowed incident light emitted at various angles from the light source unit, budge the guiding rod guide to the exit end while reflected by the inner wall surface, a focusing lens for a substantially parallel light flux emitted from the light the guiding rod, the light into a substantially parallel beam by the focusing lens P,
S2つの偏光光ビームに互いに分離した後これら2つの偏光光ビームの一方を他方に変換して、偏光面の方向がそろえられた平行な偏光光ビームを出力する偏光方向整列素子とを備えてなることを特徴とするものである。 After separation from each other to S2 single polarized light beam by converting one of the two polarized light beams to the other, comprising a polarization direction aligned element for outputting a parallel polarized beam direction is aligned in the polarization plane it is characterized in.

【0010】さらに、前記液晶ビデオプロジェクタを3 [0010] In addition, 3 the liquid crystal video projector
板式カラープロジェクタとするために、前記光源からの光が該液晶表示パネルの前段に配された色分離光学系に導かれて前記3つの原色光に分離された後、各々がその原色光に対応する液晶表示パネルに照射され、これら各液晶表示パネルにおいて該3つの原色光がその原色光に対応する映像信号により輝度変調され、これら変調された各原色光がダイクロイックプリズムにより合成された後前記所定のスクリーン上に拡大投射されるように構成することも可能である。 To the panel color projector, after the light from the light source is separated into the three primary color light is guided to the color separation optical system disposed in front of the liquid crystal display panel, each corresponding to the primary color light is irradiated to the liquid crystal display panel, these said three primary color light in the liquid crystal display panel is intensity modulated by the video signal corresponding to the primary color light, the predetermined after each primary color light of these modulated are synthesized by the dichroic prism it is also possible to configure so as to be enlarged and projected onto a screen.

【0011】また、前記集束レンズを前記導光ロッドの光射出端の近傍に配された第1の凸レンズと、この第1 Further, a first convex lens disposed to the focusing lens in the vicinity of the light-emitting end of said light guide rod, the first
の凸レンズよりも前記液晶表示パネル側に配された第2 Second than the convex lens disposed on the liquid crystal display panel side
の凸レンズから構成することも可能である。 It is also possible to configure the convex lens. さらに、前記集束レンズからの光線に対する入射瞳位置が前記偏光方向整列素子の光入射面もしくは光射出面の近傍またはこの偏光方向整列素子の内部に配することも可能である。 Furthermore, it is also possible to entrance pupil position with respect to light from the focusing lens is disposed within the vicinity of or the polarization direction aligned elements of the light incident surface or the light exit surface of the polarization direction aligned elements.

【0012】 [0012]

【発明の実施の形態】以下、本願発明の実施例について図面を用いて説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, will be explained with reference to the accompanying drawings embodiments of the present invention. 図1は本願発明の一実施例に係る液晶ビデオプロジェクタを示す概略図である。 Figure 1 is a schematic view showing a liquid crystal video projector according to an embodiment of the present invention. この液晶ビデオプロジェクタは図示するように、楕円面反射鏡であるリフレクタ101Bと、この反射鏡101Bの第1焦点位置近傍に配された、ハロゲンランプ、あるいはメタルハライドランプ等のランプ101Aからなる光源部101と、 The liquid crystal video projector as shown, the reflector 101B is an elliptical reflecting mirror, disposed in the vicinity of the first focal point of the reflecting mirror 101B, the light source unit 101 comprising a halogen lamp or a metal halide lamp of the lamp 101A, When,
光源部101から直接またはリフレクタ101Bを介して射出された無偏光の光ビーム103が入射され、入射された光ビーム103を内壁面において複数回反射させながら、その光射出端に導く円柱状のガラスロッド121と、このガラスロッド121の光射出端から射出された光ビーム103を略平行光束とするための第1および第2の凸レンズ122, The light beam 103 of the non-polarized light emitted directly or via the reflector 101B from the light source unit 101 is incident, while multiple reflections in the inner wall surface of the light beam 103 is incident, a cylindrical glass leading to the light exit end the first and second convex lens 122 for the rod 121, a substantially parallel light beam the light beam 103 emitted from the light exit end of the glass rod 121,
123と、これら2つの凸レンズ122,123の間で光路を直角方向に折り曲げる反射ミラー124と、この光路を再度直角方向に折り曲げるとともに、無偏光光の光量の低下を防止しつつ所定の偏光光に変換して射出する偏光方向整列素子10とを備えている。 And 123, these reflecting mirrors 124 for bending the optical path at a right angle between the two convex lenses 122 and 123, along with folding the optical path again at a right angle, while preventing a reduction in the amount of non-polarized light into a predetermined polarized light and a polarization direction aligned element 10 that emits Te.

【0013】さらに、偏光方向整列素子10からの偏光光を3原色光に分離する色分離光学系と、3原色光を各々の色光に対応した所定の映像信号により変調する、画像形成手段としての3つの液晶表示パネル104,107,110 Furthermore, the modulation and the color separation optical system for separating the polarized light into three primary color light from the polarization direction aligned elements 10, by a predetermined video signal corresponding to three primary colors in each color light, as an image forming means three liquid crystal display panel 104,107,110
と、これらの液晶表示パネル104,107,110を透過した偏光光を合成する4分割色合成プリズム105と、この合成された、画像情報を担持した色光をスクリーン112上に拡大投射する投射レンズ111とから構成されている。 If, divided into four color synthesizing prism 105 for combining the polarized light transmitted through these liquid crystal display panels 104,107,110, the synthesized, composed color light carrying image information from the projection lens 111. for enlarging and projecting on a screen 112 ing.

【0014】なお、上記各液晶表示パネル104,107,110 [0014] In addition, each of the above liquid crystal display panel 104,107,110
の前後には、それに照射される偏光光の偏光面と液晶表示パネル104,107,110の偏光光透過方向および作用方向とを整合させるように偏光板および1/2波長板104A, Before and after the polarizer and half wave plate 104A to match the polarization plane of polarized light and the polarized light transmission direction and the acting direction of the liquid crystal display panel 104,107,110 irradiated thereto,
B、107A,B、110A,Bが配設されている。 B, 107A, B, 110A, B are arranged. これにより、偏光光がカラー液晶表示パネル104,107,110において、入力される所定の映像信号により有効に変調処理をうけることになる。 Accordingly, polarized light in a color liquid crystal display panel 104,107,110, will be subjected to effectively modulation processing by a predetermined video signal to be inputted.

【0015】また、上記偏光方向整列素子10は、図4 Further, the polarization direction aligned elements 10, FIG. 4
(a)に示すように、互いに隣接する面が接着された、 (A), the adjacent faces are bonded to each other,
偏光ビームスプリッタ11、第1の全反射プリズム12および第2の全反射プリズム13からなる第1の素子部材10A The first element member 10A made from the polarization beam splitter 11, a first total reflection prism 12 and the second total reflection prism 13
と、上記図4(b)に示すように、互いに隣接する面が接着された、偏光ビームスプリッタ21、第1の全反射プリズム22および第2の全反射プリズム23からなる第2の素子部材10Bとを光射出方向に配列してなる。 When, as shown in FIG. 4 (b), adjacent faces are bonded to each other, the second element members 10B made of the polarization beam splitter 21, the first total reflection prism 22 and the second total reflection prism 23 DOO formed by arranging the light exit direction.

【0016】なお、上記偏光ビームスプリッタ11,21は同一サイズの2つの直角三角柱プリズムを光分離面11 [0016] Incidentally, the polarization beam splitter 11, 21 the light separation surface 11 two right-angle triangular prisms of the same size
A,21Aで当接するようにして組み合わせた立方体ブロックからなり、また上記4つの全反射プリズム12,13,2 A, made from the contact to way combined cubic blocks 21A, also the four total reflection prism 12,13,2
2,23は該直角三角柱ブロックと同じ大きさの直角三角柱ブロックからなる。 2,23 consists of a right angle triangular prism blocks of the same size as the right-angled triangular prism block. 光ビーム3は横方向に配列された2 2 light beam 3 is arranged in the lateral direction
つの偏光ビームスプリッタ11,21に入射され、この偏光ビームスプリッタ11,21の各々において互いに直交するP,S2つの偏光成分に分離される。 One of the incident on the polarization beam splitter 11, 21 is separated into P, S2 one polarization components perpendicular to each other in each of the polarization beam splitter 11 and 21.

【0017】第1の素子部材10Aにおいて、偏光ビームスプリッタ11,21で分離された2つの偏光光のうちP偏光光14A′は作用面(蒸着膜面)11Aを透過し、第1の全反射プリズム12の反射面12Aで反射され、この第1の全反射プリズム12の前面12Bから第1のP偏光光14Aとして射出され、一方S偏光光14B′は上記作用面11Aにおいて上方に反射され、さらに第2の全反射プリズム13 [0017] In the first element members 10A, passes through the P-polarized light 14A 'is acting surface (evaporated film surface) 11A of the two polarized light components separated by the polarizing beam splitter 11 and 21, the first total reflection is reflected by the reflecting surface 12A of the prism 12, the emitted from the first front face 12B of the total reflection prism 12 as the first P-polarized light 14A, whereas the S-polarized light 14B 'is reflected upward in the working surface 11A, further, the second total reflection prism 13
の反射面13Aにおいて前方に反射されてP偏光光成分に変換され、この第2の全反射プリズム13の前面13Bから第2のP偏光光14Bとして射出される。 Converted are reflected forward in the reflecting surface 13A and the P-polarized light component is emitted from the front surface 13B of the second total reflection prism 13 as a second P-polarized light 14B. 上記2つの反射面12A,13Aは、照射される2つの偏光光14A′,14 It said two reflecting surfaces 12A, 13A are two polarized light 14A radiated ', 14
B′のビームが各々入射角45°で入射されるように配されており、2つの偏光光14A′,14B′はこれらの反射面12A,13Aにおいて直角に反射される。 B 'and the beam is arranged such that each is incident at an incidence angle of 45 °, the two polarized light 14A', 14B 'of these reflecting surfaces 12A, is reflected at a right angle at 13A. そして、この第2の全反射プリズム13の反射面13AにおいてS偏光成分がP偏光成分に変換される。 Then, S-polarized light component is converted into P-polarized light component in the reflecting surface 13A of the second total reflection prism 13.

【0018】結局、第2の全反射プリズム13の前面13B [0018] Eventually, the front surface 13B of the second total reflection prism 13
から射出された第2のP偏光光14Bは、第1の全反射プリズム12の前面12Bから射出された第1のP偏光光14A The first P-polarized light 14A second P-polarized light 14B is emitted from the front surface 12B of the first total reflection prism 12 emitted from
とそのビーム進行方向および偏光方向が互いに平行とされて液晶表示パネル104,107,110方向に射出される。 And the beam travel direction and polarization direction are emitted is parallel to the liquid crystal display panel 104,107,110 directions. これにより、無偏光の光ビーム103の略全光量を、所定方向に偏光面を有する偏光光に変換しつつ、その光路を直角方向に折り曲げることができる。 Thus, substantially the entire amount of the light beam 103 of the non-polarized, while converted into polarized light having a plane of polarization in a predetermined direction, it is possible to bend the optical path in the direction perpendicular.

【0019】また、図4(b)に示す偏光方向整列素子 Further, the polarization direction aligned elements shown in FIG. 4 (b)
10Bにおいては、無偏光の光ビーム3Bは偏光ビームスプリッタ21の作用面21AでP偏光光24A′とS偏光光24 In 10B, the non-polarized light beam 3B is S-polarized light 24 with the P-polarized light 24A 'active surfaces 21A of the polarization beam splitter 21
B′に分離される。 It is separated into B '. この後P偏光光24A′は第1の全反射プリズム22の反射面22Aで上方に直角に反射され、さらに第2の全反射プリズム23の反射面23Aで前方に直角に反射されて偏光面を90゜回転せしめられ、この第2の全反射プリズム23の前面23Bから第1のS偏光光24Aとして射出される。 Thereafter the P-polarized light 24A 'is reflected at a right angle upward by the reflecting surface 22A of the first total reflection prism 22, a further polarization plane is reflected at a right angle to the front by the reflecting surface 23A of the second total reflection prism 23 It is rotated 90 degrees, and is emitted from the front surface 23B of the second total reflection prism 23 as a first S-polarized light 24A. 一方、作用面21Aで反射されたS偏光光24B′はこの偏光ビームスプリッタ21の前面21Bから第2のS偏光光24Bとして射出される。 On the other hand, S-polarized light 24B reflected by the working surface 21A 'is emitted from the front surface 21B of the polarization beam splitter 21 as a second S-polarized light 24B.

【0020】これにより、偏光ビームスプリッタ11で分離された2つの偏光光24A′,24B′はそのビーム進行方向および偏光方向がそろえられた2つのS偏光光24 [0020] Thus, the two polarized light 24A which is separated by the polarizing beam splitter 11 ', 24B' are two S-polarized light 24 whose beam travel direction and polarization direction is aligned
A,24Bの光ビームとして外部に射出されるので、効率良く照明光を生成することができる。 A, since it is emitted to the outside as 24B of the light beam may be generated efficiently illuminating light.

【0021】なお、第2の素子部材10Bから射出された2つの偏光光のうちS偏光光24A,24Bは第1の素子部材10Aから射出された2つのP偏光光14A,14Bと偏光面の方向が実質的に同一であって、図5に示すように、 [0021] Incidentally, S-polarized light 24A of the second two emitted from the element member 10B of the polarized light, 24B are two P-polarized light 14A emitted from the first element member 10A, and 14B and the polarization plane direction be substantially the same, as shown in FIG. 5,
これら2つの素子部材10A,10Bを前後方向に組み合わせることにより、2本の無偏光の光ビーム3A,3Bから、偏光方向および進行方向が互いにそろえられた偏光ビーム14A,14B,24A,24Bを生成することができる。 These two elements members 10A, by combining 10B in the longitudinal direction, generating two non-polarized light beams 3A, from 3B, the polarization beam 14A to the polarization direction and the traveling direction is aligned with one another, 14B, 24A, and 24B can do. さらに、このように2つの偏光方向整列素子10A, Moreover, in this way the two polarization directions aligned elements 10A,
10Bを組み合わせたものを、さらに上下対称に組み合わせて、ビーム進行方向および偏光方向がそろえられた8 A combination of 10B, further in combination with vertically symmetrical, the beam traveling direction and the polarization direction is aligned 8
本の偏光光ビームを得ることも可能である。 It is also possible to obtain a book-polarized light beam.

【0022】次に、上述した色分離光学系について説明する。 Next, a description will be given color separating optical system described above. 偏光方向整列素子10から出力された偏光光14A,1 Output from the polarization direction aligned elements 10 the polarized light 14A, 1
4B,24A,24Bは第1のダイクロイックミラー102 により赤色光Rとその余の原色光に分離される。 4B, 24A, 24B are separated into red light R and the remaining primary color light by the first dichroic mirror 102. この第1のダイクロイックミラー102 は上述したように赤色光Rを反射する分光特性を有し、また光103 に対してその入射角が45°より小さい角度αとなるように設定されているため、赤色光Rを斜め後方に反射せしめ、その余の原色光を透過する。 The first dichroic mirror 102 has a spectral characteristic of reflecting the red light R as described above, also because they are set so that the incident angle with respect to the light 103 becomes smaller than 45 ° angle alpha, allowed reflects the red light R to obliquely rearward, passes through the remaining primary color light.

【0023】第1の全反射ミラー115 は第1のダイクロイックミラー102 と互いに平行となるように配されており、また、この第1のダイクロイックミラー102 で反射された赤色光Rが、上記45°より小さい角度αで入射するように設定されていて、この赤色光Rを第1の液晶表示パネル104 方向に反射する。 The first total reflection mirror 115 are arranged so as to be parallel to each other and the first dichroic mirror 102, The red light R reflected by the first dichroic mirror 102, the 45 ° It has been set to be incident at a smaller angle alpha, and reflects the red light R to a first liquid crystal display panel 104 direction. 一方、第1のダイクロイックミラー102 から透過したその余の原色光は第2の全反射ミラー116 により直角反射され、第2のダイクロイックミラー106 により緑色光Gと青色光Bに分離される。 On the other hand, the remaining primary color light transmitted from the first dichroic mirror 102 is perpendicularly reflected by the second total reflection mirror 116, it is separated into green light G and blue light B by the second dichroic mirror 106.

【0024】この第2のダイクロイックミラー106 は、 [0024] The second dichroic mirror 106,
上述したように緑色光Gを反射する分光特性を有し、また上記その余の原色光に対してその入射角が45°となるように設定されているので、緑色光Gを直角反射し、青色光Bを透過する。 Has a spectral characteristic of reflecting green light G as described above, and since that is configured as such an incident angle with respect to the its remaining primary color light is 45 °, then perpendicularly reflected green light G, It transmits the blue light B. 第2のダイクロイックミラー106 により反射された緑色光Gは第3の全反射ミラー117 により直角反射されて第2の液晶表示パネル107 に導かれ、 Green light G reflected by the second dichroic mirror 106 is guided to the second liquid crystal display panel 107 is perpendicularly reflected by the third total reflection mirror 117,
一方、第2のダイクロイックミラー106 を透過した青色光Bは第4の全反射ミラー118 により直角反射されて第3の液晶表示パネル110 に導かれる。 On the other hand, the blue light B transmitted through the second dichroic mirror 106 is guided to the third liquid crystal display panel 110 of the right angle reflected by the fourth total reflection mirror 118.

【0025】このようにして、対応する液晶表示パネル [0025] In this way, the corresponding liquid crystal display panel
104 ,107 ,110 に入射した各原色光R,G,Bは、これらの液晶表示パネル104 ,107 ,110 において、各原色光R,G,Bに対応する映像信号により輝度変調され、この後ダイクロイックミラー105 において1本の光ビームに合成され、投影レンズ111 により拡大されて所定のスクリーン112上に投射される。 104, 107, 110 each primary color lights R incident on, G, B, in these liquid crystal display panel 104, 107, 110, is intensity modulated by the video signal corresponding to each primary color light R, G, B, thereafter are combined into one light beam at the dichroic mirror 105, it is enlarged by the projection lens 111 is projected onto a predetermined screen 112. これにより、各液晶表示パネル104 ,107,110 に表示された映像はスクリーン上にフルカラー画像として投影される。 Thus, the liquid crystal display panel 104, the image displayed on the 107 and 110 is projected as a full-color image on a screen.

【0026】図1には、本実施例装置における各光学部材間の光軸上の距離が示されている。 [0026] Figure 1 is a distance on the optical axis between the optical members in this embodiment apparatus is shown. すなわち、第1のダイクロイックミラー102 と第1の全反射ミラー115 間の距離は147.9mm 、第1の全反射ミラー115 と第1の液晶表示パネル104 間の距離は57mm、第1のダイクロイックミラー102 と第2の全反射ミラー116 間の距離は55m That is, the first dichroic mirror 102 distance between the first total reflection mirror 115 is 147.9Mm, the first total reflection mirror 115 distance between the first liquid crystal display panel 104 is 57 mm, the first dichroic mirror 102 When the distance between the second total reflection mirror 116 55m
m、第2の全反射ミラー116 と第2のダイクロイックミラー106 間の距離は52mm、第2のダイクロイックミラー m, and the second total reflection mirror 116 distance between the second dichroic mirror 106 is 52 mm, the second dichroic mirror
106 と第3の全反射ミラー117 間の距離は63mm、第3の全反射ミラー117 と第2の液晶表示パネル107 間の距離は35mm、第2のダイクロイックミラー106 と第4の全反射ミラー118 間の距離は63mm、第4の全反射ミラー118 106 and the distance between the third total reflection mirror 117 is 63 mm, the third total reflection mirror 117 and the distance between the second liquid crystal display panel 107 is 35 mm, the second dichroic mirror 106 and the fourth total reflection mirror 118 the distance between the 63 mm, the fourth total reflection mirror 118
と第3の液晶表示パネル110 間の距離は35mmに設定されている。 When the distance between the third liquid crystal display panel 110 is set to 35 mm. これにより第1のダイクロイックミラー102 から第1の液晶表示パネル104 までの赤色光Rの光路長、 Thus the optical path length of the red light R from the first dichroic mirror 102 to the first liquid crystal display panel 104,
第1のダイクロイックミラー102 から第2の液晶表示パネル107 までの緑色光Gの光路長および第1のダイクロイックミラー102 から第3の液晶表示パネル110 までの青色光Gの光路長は全て略205mm で等しい長さとなる。 The first dichroic optical path length of the blue light G from dichroic mirror 102 from the second green light path length and the first G to the liquid crystal display panel 107 of the dichroic mirror 102 to the third liquid crystal display panel 110 in all approximately 205mm It equals the length.

【0027】ところで、上記実施例の液晶ビデオプロジェクタにおいては、光源部101から種々の角度で射出された光線束をガラスロッド121,および2つの凸レンズ12 By the way, in the above-described liquid crystal video projector embodiments, the glass rod 121 a light beam emitted from the light source unit 101 at various angles and two convex lenses 12,
2,123からなる集束レンズによって均一かつ略平行な光線束130として上述した偏光方向整列素子10に入射せしめるようにしている。 So that allowed to enter the polarization direction aligned device 10 described above as a light beam 130 uniform and of substantially parallel by the focusing lens consisting of 2,123. 例えば、図2に示すように、ランプ101Aから射出され、リフレクタ101Bで反射された光線(例えばL 1 ,L 2 )は、リフレクタ101Bの表面が形成する楕円体の第2焦点位置の近傍に配された、ガラスロッド121の入射面に対し種々の角度で入射する。 For example, as shown in FIG. 2, emitted from the lamp 101A, rays reflected by the reflector 101B (eg L 1, L 2) is, distribution in the vicinity of the second focal position of the ellipsoid surface of the reflector 101B is formed It has been incident at various angles to the incident surface of the glass rod 121.

【0028】このガラスロッド121内に入射した光線(例えばL 1 ,L 2 )は、その内壁面121Aで複数回に亘り全反射せしめられ、結局、上記光線はガラスロッド121 [0028] The light beam incident on the glass rod 121 (e.g. L 1, L 2) is being caused to the total reflection over a plurality of times in its inner wall surface 121A, after all, the light beam is glass rod 121
の光射出端から各方向に均一に射出されることとなる。 And thus it is uniformly emitted in each direction from the light-emitting end.
また、光射出端から射出される光線束のビーム径はこのガラスロッド121の径と同等とされる。 Further, the beam diameter of a light beam emitted from the light emitting end is equal to the diameter of the glass rod 121. 次に、このガラスロッド121の射出端から射出された光量分布が均一な発散光線束は、この射出端に配設された平凸レンズよりなる第1の凸レンズにて、幾分平行光線束に近づけられ、反射ミラー124により光路を折り曲げられ、両凸レンズよりなる第2の凸レンズ123により略平行な光線束1 Then, uniform divergent light beam emitted light amount distribution from the exit end of the glass rod 121 at a first convex lens made of a plano-convex lens which is disposed in the exit end, close to somewhat parallel light beams is, the optical path bent by a reflection mirror 124, light beam 1 substantially parallel by the second convex lens 123 made of a biconvex lens
30として偏光方向整列素子10の光入射面に入射する。 Incident on the light incident surface of the polarization direction aligned element 10 as 30.

【0029】このように、偏光方向整列素子10に入射する光線束130を小径なものとすることにより光源部101から射出された光の大部分を偏光方向整列素子10に入射せしめることができ、またこの光線束130を略平行光線束とすることにより偏光方向整列素子10内の偏光ビームスプリッタ11,12におけるP,S偏光光の分離特性を良好なものとすることができる。 [0029] Thus, it is possible to allowed to incident most of the light emitted from the light source unit 101 by the light beam 130 incident on the polarization direction aligned element 10 and a small diameter ones in the polarization direction aligned elements 10, also it is possible to P in the polarizing beam splitter 11 and 12 of the polarization direction aligned elements 10, the separation characteristics of the S-polarized light made favorable by substantially parallel light beam this light beam 130. また、この偏光方向整列素子 Further, the polarization direction aligned elements
10に入射する光線束130を均一かつ略平行とすることにより、この素子10から射出される偏光光ビームも均一かつ略平行なものとすることができ、液晶表示パネル104, By the light beam 130 with uniform and substantially parallel incident to 10, polarized light beam emitted can also be made uniform and, substantially parallel from the element 10, the liquid crystal display panel 104,
107,110に均一かつ略平行な光線束を照射することができる。 It can be irradiated with uniform and substantially parallel light beams onto 107 and 110.

【0030】図3は、ガラスロッド121から第3の液晶表示パネル110に到る光路を直線的に伸ばして示したものであり、偏光方向整列素子10および液晶表示パネル11 [0030] Figure 3 is an illustration stretched linearly the optical path extending from the glass rod 121 to the third liquid crystal display panel 110, the polarization direction aligned elements 10 and the liquid crystal display panel 11
0には略平行な光線束が入射していることが明らかである。 0 It is clear that a substantially parallel light beams are incident on the. また、この液晶表示パネル104,107,110に入射する光線束に対し、その入射瞳位置がこの偏光方向整列素子 Further, with respect to light beams incident on the liquid crystal display panel 104,107,110, the entrance pupil position the polarization direction aligned elements
10の光入射面の近傍に配されているため、液晶表示パネル104,107,110の照明光には偏光方向整列素子10の各光学部材間の継ぎ目等に応じた筋が目立たない状態とされている。 Because it is arranged in the vicinity of the light incident surface 10, the illumination light of the liquid crystal display panel 104,107,110 are in a state in which muscle is not conspicuous depending on the joint or the like between the optical members in the polarization direction aligned element 10. この結果、スクリーン112上における筋等のノイズ成分を軽減することができる。 As a result, it is possible to reduce the noise component of muscle, etc. on the screen 112.

【0031】なお、本発明の液晶ビデオプロジェクタとしては上記実施例のものに限られるものではなく、種々の態様の変更が可能である。 [0031] Incidentally, as the liquid crystal video projector of the present invention is not limited to the above-described embodiments, but may be modified in various manners. 例えば、ガラスロッドのサイズや形状としても図示されたものに限られるものではなく、適宜選択が可能であり、また、ガラスロッドに代えてプラスチックロッド等の他の透明材料で形成された導光ロッドとすることも可能である。 For example, not limited to those also illustrated as the size and shape of the glass rod, it can be appropriately selected and, guiding rod formed of other transparent material such as plastic rod or the like instead of the glass rod it is also possible to be.

【0032】また、集束レンズを構成するレンズの個数や形状としても、図示されたものに限られるものではなく、適宜選択が可能であり、照度ムラが若干増加する傾向はあるが集束レンズを1つの凸レンズで構成することも可能である。 Further, even as the number and shape of lenses constituting a focusing lens is not limited to those illustrated, but may be suitably selected, 1 is the tendency for uneven illuminance increases slightly but focusing lens it is also possible to construct in One of the convex lens. また、上述した実施例と異なり、集束レンズを構成する第1の凸レンズを導光ロッドの光射出端から離間させて配置したり、この導光ロッドの射出端を所定の曲面形状としてレンズ作用をなさしめて上記第1 Further, unlike the embodiments described above, or to place a first convex lens constituting the converging lens is separated from the light exit end of the guiding rod, the lens action of the exit end of the guiding rod as a predetermined curved shape It made tighten the first
の凸レンズに代えることも可能である。 It is also possible to replace the convex lens.

【0033】また、本発明の液晶ビデオプロジェクタとしては上記偏光方向整列素子は省略することも可能であり、この場合には集束レンズから射出された小径かつ略平行な光線束が液晶表示パネルの前後に配された偏光板により偏光光に変換されて該パネルに入射されることとなる。 Further, as the liquid crystal video projector of the present invention is the polarization direction aligned elements can also be omitted, the front and rear small-diameter and approximately parallel light beam emitted from the converging lens in this case is a liquid crystal display panel It is converted into polarized light so that the incident on the panel by the polarizing plate arranged on the. さらに、上記実施例においては3板式液晶表示パネルを用いた液晶ビデオプロジェクタに適用する場合について説明しているが、単板カラー液晶表示パネルを用いた液晶ビデオプロジェクタにも適用可能であることは勿論である。 Further, in the above embodiment has been described for the case applied to the liquid crystal video projector using three-plate type liquid crystal display panel, but also to liquid crystal video projector using a single-plate color liquid crystal display panel is applicable, of course it is.

【0034】 [0034]

【発明の効果】上述したように本発明の第1の液晶ビデオプロジェクタによれば、まず、光源部から種々の角度で射出された光線束を導光ロッドに入射せしめ、この導光ロッドの内壁面で多数回反射させながら集束レンズ方向に導くようにしているから、射出端面からは光線束が均一に射出されることになり、集束レンズに入射される光線束の光量分布を均一なものとすることができる。 According to the first liquid crystal video projector of the present invention as described above according to the present invention, first, a light beam emitted at various angles from the light source unit allowed incident on the light guide rod, of the guiding rod because as guided to the focusing lens direction while being reflected a number of times with the wall, will be the light beam is uniformly emitted from the exit end face, and the light amount distribution of the light flux incident to the focusing lens homogeneous ones can do.

【0035】また、この集束レンズでは入射された光線束を略平行光束として射出しているので液晶表示パネルへの入射光のビーム径を小径かつ略平行なものとすることができ液晶表示パネルを小型なものとしても照明光の有効利用を図ることができる。 Further, the since the emitted as substantially parallel light beam of the light beams incident on this focusing lens liquid crystal display panel can be a beam diameter is assumed diameter and a substantially parallel incident light on the liquid crystal display panel it is possible to effectively utilize the illumination light even small ones. 特に各液晶セルに対応してその前後にマイクロレンズを配設した液晶表示パネルにおいては、ケラレる周辺光束の割合が小さくなり、照明光の利用効率を大幅に向上させることができる。 In particular the liquid crystal display panel which is disposed a micro lens on the back and forth corresponding to each liquid crystal cell, the ratio of the eclipsed marginal rays becomes small, the utilization efficiency of the illumination light can be greatly improved.

【0036】次に、上述した本発明の第2の液晶ビデオプロジェクタによれば、上記導光ロッドおよび集束レンズにより均一かつ略平行とされた光線束は偏光方向整列素子に入射されるので、その内部に位置する偏光ビームスプリッタ面におけるP,S偏光の分離特性を向上させることができる。 Next, according to the second liquid crystal video projector of the present invention described above, since the light flux with uniform and substantially parallel with the light guide rod and the focusing lens is incident on the polarization direction aligned elements, the P in the polarizing beam splitter surface located inside, thereby improving the separation characteristics of the S-polarized light.

【0037】また、このようにして均一かつ略平行に該素子に入射せしめた光線束はこの素子から均一かつ略平行な偏光光ビームとして射出され得るので、液晶表示パネル上に小径かつ略平行な光線束を照射させることができ、上記第1の液晶ビデオプロジェクタと同様に液晶表示パネルにおける照明光の利用効率を大幅に向上させることができる。 Further, since this light beam was allowed incident uniformly and substantially parallel the element in the can be emitted as uniform and substantially parallel polarized light beam from this element, small diameter and substantially in parallel on the liquid crystal display panel it is possible to irradiate the light beam, similarly to the first liquid crystal video projector can greatly improve the utilization efficiency of the illumination light in the liquid crystal display panel.

【0038】また、上記集光レンズからの光線束に対する入射瞳位置を、上記偏光方向整列素子の光入射面もしくは光射出面の近傍またはこの素子の内部に配設することにより、この素子を構成するプリズム同志の継目等に基づくノイズ成分が液晶表示パネル上では目立たなくなり、この結果スクリーン上でのノイズ成分あるいは照度ムラを軽減することができる。 Further, an entrance pupil position with respect to light flux from the condenser lens, by arranging inside the near or the element of the light incident surface or the light exit surface of the polarization direction aligned elements, constituting the element noise component based on the seam or the like of prism comrades that becomes inconspicuous than on the liquid crystal display panel, it is possible to reduce the noise component or the illuminance unevenness on the result screen.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】本発明の実施例に係る液晶ビデオプロジェクタを示す概略図 Schematic view showing a liquid crystal video projector according to an embodiment of the present invention; FIG

【図2】図1に示すプロジェクタの光学系の一部を示す概略図 2 is a schematic view showing a part of an optical system of the projector shown in FIG. 1

【図3】図1に示すプロジェクタの光学系の一部を直線的に示す概略図 3 is a schematic diagram showing linear part of the optical system of the projector shown in FIG. 1

【図4】図1に示す偏光方向整列素子を分解して示す斜視図 [Figure 4] exploded perspective view showing a polarization direction aligned element shown in FIG. 1

【図5】図1に示す偏光方向整列素子全体を示す斜視図 Figure 5 is a perspective view showing the overall polarization direction aligned element shown in FIG. 1

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

10,10A,10B 偏光方向整列素子(素子部材) 11,21 偏光ビームスプリッタ 11A,21A 作用面 12,22 第1の全反射プリズム 12A,13A,22A,23A 反射面 13,23 第2の全反射プリズム 101 光源部 101A ランプ 101B リフレクタ 103 光ビーム 102 ,106 ダイクロイックミラー 115,116,117,118,124 反射ミラー(全反射ミラー) 104 ,107 ,110 液晶表示パネル 105 色合成プリズム 111 投影レンズ 112 スクリーン 121 ガラスロッド 121A 内壁面 122 第1の凸レンズ 123 第2の凸レンズ 10, 10A, 10B polarization direction aligned elements (elements members) 11 and 21 a polarization beam splitter 11A, 21A acting surface 12, 22 the first total reflection prism 12A, 13A, 22A, 23A reflecting surfaces 13 and 23 second total reflection prism 101 the light source unit 101A lamp 101B reflector 103 light beam 102, 106 dichroic mirror 115,116,117,118,124 reflection mirror (total reflection mirror) 104, 107, 110 liquid crystal display panel 105 color combining prism 111 projection lens 112 screen 121 glass rod 121A within the wall 122 first convex lens 123 second convex lens of

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl. 6識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H04N 9/31 H04N 9/31 C ────────────────────────────────────────────────── ─── front page continued (51) Int.Cl. 6 identification symbol Agency Docket No. FI art display portion H04N 9/31 H04N 9/31 C

Claims (5)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】 光源部からの光を液晶表示パネルに照射し、この液晶表示パネルにおいて該光を映像信号により輝度変調し、この変調された光を所定のスクリーン上に拡大投射する液晶ビデオプロジェクタにおいて、 前記光源部から種々の角度で射出された光を入射せしめ、内壁面で反射させながら光射出端に導く導光ロッドと、 この導光ロッドから射出された光を略平行光束として前記液晶表示パネル方向に射出する集束レンズとを備えてなることを特徴とする液晶ビデオプロジェクタ。 [Claim 1] was irradiated with light from the light source to the liquid crystal display panel, a liquid crystal video projector this light in the liquid crystal display panel and the luminance modulated by the video signal, it enlarges and projects the modulated light on a predetermined screen in, allowed incident light emitted at various angles from the light source unit, the liquid crystal and the light guide rods for guiding the light exit end while reflected by the inner wall surface, a substantially parallel beam of light emitted from the light guiding rod liquid crystal video projector, characterized by comprising a focusing lens for emitting the display panel direction.
  2. 【請求項2】 光源部からの光を液晶表示パネルに照射し、この液晶表示パネルにおいて該光を映像信号により輝度変調し、この変調された光を所定のスクリーン上に拡大投射する液晶ビデオプロジェクタにおいて、 前記光源部から種々の角度で射出された光を入射せしめ、内壁面で反射させながら射出端に導びく導光ロッドと、 この導光ロッドから射出された光を略平行光束とする集束レンズと、 この集束レンズにより略平行光束とされた光をP,S2 2. A irradiated with light from the light source to the liquid crystal display panel, a liquid crystal video projector this light in the liquid crystal display panel and the luminance modulated by the video signal, enlarges and projects the modulated light on a predetermined screen in focusing the light source unit caused to incident light emitted at various angles from which the guide creel guiding rod to the exit end while reflected by the inner wall surface, a substantially parallel light flux emitted from the light the light guide rod a lens, a light that is substantially collimated beam by the focusing lens P, S2
    つの偏光光ビームに互いに分離した後これら2つの偏光光ビームの一方を他方に変換して、偏光面の方向がそろえられた平行な偏光光ビームを出力する偏光方向整列素子とを備えてなることを特徴とする液晶ビデオプロジェクタ。 One of the polarized light beam after separating from each other by converting one of the two polarized light beams on the other, by comprising a polarization direction aligned element for outputting a parallel polarized beam direction is aligned in the polarization plane LCD video projector and said.
  3. 【請求項3】 前記液晶表示パネルが3つの原色光に対応した3枚構成とされ、前記光源からの光が該液晶表示パネルの前段に配された色分離光学系に導かれて前記3 Wherein the liquid crystal display panel is a three-element configuration corresponding to the three primary color light, the light from the light source is guided to the color separation optical system disposed in front of the liquid crystal display panel 3
    つの原色光に分離された後、各々がその原色光に対応する液晶表示パネルに照射され、これら各液晶表示パネルにおいて該3つの原色光がその原色光に対応する映像信号により輝度変調され、これら変調された各原色光がダイクロイックプリズムにより合成された後前記所定のスクリーン上に拡大投射されるように構成されてなることを特徴とする請求項1もしくは2記載の液晶ビデオプロジェクタ。 One after being separated into primary color light, respectively are irradiated to the liquid crystal display panel corresponding to the primary color light, the three primary color light at each of these liquid crystal display panel is intensity modulated by the video signal corresponding to the primary color light, these the liquid crystal video projector according to claim 1 or 2, wherein the composed configured to be enlarged and projected onto the predetermined screen after each primary color light modulated is synthesized by the dichroic prism.
  4. 【請求項4】 前記集束レンズが前記導光ロッドの光射出端の近傍に配された第1の凸レンズと、この第1の凸レンズよりも前記液晶表示パネル側に配された第2の凸レンズからなることを特徴とする請求項1〜3のうちいずれか1項記載の液晶ビデオプロジェクタ。 A first convex lens wherein said focusing lens is arranged in the vicinity of the light-emitting end of the light guide rod, from the first second convex lens disposed on the liquid crystal display panel side of the lens the liquid crystal video projector of any one of claims 1 to 3, characterized in that.
  5. 【請求項5】 前記集束レンズからの光線に対する入射瞳位置が前記偏光方向整列素子の光入射面もしくは光射出面の近傍またはこの偏光方向整列素子の内部に配されてなることを特徴とする請求項2〜4のうちいずれか1 5. The claims, characterized by comprising disposed within the vicinity or the polarization direction aligned elements of the light incident surface or the light exit plane of the entrance pupil position the polarization direction aligned element for light rays from said focusing lens either one of claim 2 to 4 1
    項記載の液晶ビデオプロジェクタ。 LCD video projector of claim described.
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