JPH11352443A - Video display device - Google Patents

Video display device

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JPH11352443A
JPH11352443A JP10158788A JP15878898A JPH11352443A JP H11352443 A JPH11352443 A JP H11352443A JP 10158788 A JP10158788 A JP 10158788A JP 15878898 A JP15878898 A JP 15878898A JP H11352443 A JPH11352443 A JP H11352443A
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lens
array
light
display device
array lens
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敏 大内
Masahiko Tanitsu
雅彦 谷津
Taro Imahase
太郎 今長谷
Tomohiro Miyoshi
智浩 三好
Yasuo Otsuka
康男 大塚
Takesuke Maruyama
竹介 丸山
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve accuracy of assembling optical parts and to attain down- sizing and high performance of brightness of a projection type video display device. SOLUTION: The set is down-sized by shortening an optical path by making a thickness of a polarized beam splitter 8 as a polarizing synthesis means thinner than that of a 2nd array lens 7, and also arranging a total reflection mirror proximately thereto. Moreover, it is possible to reduce the light reflected on the boundary surface of the optical parts by aligning the polarizing splitter 8 at a position to maximize a light utilization factor to the 1st array lens 6 or the 2nd array lens 7, and further cementing these optical part together. The processing cost can be reduced compared with a conventional one by cementing two pieces of polarizing splitters on a 2nd array lens together in a symmetrical state.

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、液晶パネルあるい
は反射式映像表示素子などのライトバルブ素子を使用し
て、スクリーン上に映像を投影する投射装置、例えば液
晶プロジェクタ装置や、反射式映像表示プロジェクタ装
置、液晶テレビジョン、投写型ディスプレイ装置等の映
像表示装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a projection apparatus for projecting an image on a screen using a light valve element such as a liquid crystal panel or a reflection type image display element, for example, a liquid crystal projector or a reflection type image display projector. The present invention relates to a video display device such as a device, a liquid crystal television, and a projection display device.

【0002】[0002]

【従来の技術】液晶パネル等のライトバルブ素子に、電
球などの光源からの光を当てて、液晶パネル上の画像を
拡大投射する液晶プロジェクタ等の投写型映像表示装置
が知られている。
2. Description of the Related Art There is known a projection type image display device such as a liquid crystal projector which enlarges and projects an image on a liquid crystal panel by irradiating light from a light source such as a light bulb to a light valve element such as a liquid crystal panel.

【0003】この種の映像表示装置は、光源からの光を
ライトバルブ素子で画素毎の濃淡に変えて調節し、スク
リーンなどに投射するものである。例えば、液晶表示素
子の代表例であるツイステッド・ネマティック(TN)型液
晶表示素子は、透明な電極被膜をもつ一対の透明基板間
に液晶を注入して成る液晶セルの前後に、各々の偏光方
向が互いに90°異なるように2枚の偏光板を配置したも
のであり、液晶の電気光学効果により偏光面を回転させ
る作用と、偏光板の偏光成分の選択作用とを組み合わせ
ることにより、入射光の透過光量を制御して画像情報を
表示するようになっている。近年、こうした透過型ある
いは反射型の映像表示素子では、素子自体の小型化が進
むとともに、解像度等の性能も急速に向上している。
[0003] This type of video display device is a device in which light from a light source is changed into light and shade for each pixel by a light valve element, adjusted, and projected onto a screen or the like. For example, a twisted nematic (TN) type liquid crystal display element, which is a typical example of a liquid crystal display element, has a polarization direction before and after a liquid crystal cell formed by injecting liquid crystal between a pair of transparent substrates having a transparent electrode coating. Are arranged 90 degrees apart from each other by combining the action of rotating the plane of polarization by the electro-optic effect of the liquid crystal and the action of selecting the polarization component of the polarizing plate, thereby reducing the incident light. Image information is displayed by controlling the amount of transmitted light. In recent years, in such a transmission type or reflection type image display device, the size of the device itself has been reduced, and the performance such as resolution has been rapidly improved.

【0004】このため、該映像表示素子を用いた表示装
置の小型高性能化も進み、単に従来のようにビデオ信号
等による映像表示を行うだけでなく、パーソナルコンピ
ュータの画像出力装置としての投射型映像表示装置も新
たに提案されている。この種の投射型映像表示装置に
は、特に、小型であることと、画面の隅々まで明るい画
像が得られることが要求される。しかし、従来の投射型
映像表示装置は、大型であったり、また最終的に得られ
た画像の明るさ等の性能が不十分であるといった問題が
あった。
[0004] For this reason, a display device using the video display element has been miniaturized and improved in performance. In addition to a conventional video display using a video signal or the like, a projection type as an image output device of a personal computer has been developed. An image display device has also been newly proposed. In particular, this type of projection type video display device is required to be small in size and to obtain a bright image to every corner of the screen. However, the conventional projection-type image display apparatus has a problem that it is large and the performance such as the brightness of the finally obtained image is insufficient.

【0005】例えば、液晶表示装置全体の小型化には、
ライトバルブすなわち液晶表示素子自体の小型化が有効
であるが、液晶表示素子を小型化すると液晶手段による
被照射面積が小さくなるため光源が放射する全ての光束
量に対する液晶表示素子を小型化すると照明手段による
被照射面積が小さくなるため光源が放射する全ての光束
量に対する液晶表示素子上の光束量の比率(以下、これ
を光利用効率という)が低くなり、また、画面周辺部が
暗い等の問題が生じる。さらに、液晶表示素子は一方向
の偏光光しか利用できないため、ランダムな偏光光を発
する光源からの光の約半分は利用されない。
For example, to reduce the size of the entire liquid crystal display device,
It is effective to reduce the size of the light valve, that is, the liquid crystal display element itself. However, if the liquid crystal display element is reduced in size, the area irradiated by the liquid crystal means becomes smaller. As a result, the ratio of the amount of luminous flux on the liquid crystal display element to the total amount of luminous flux emitted by the light source (hereinafter referred to as light use efficiency) decreases, and the peripheral portion of the screen is dark. Problems arise. Further, since the liquid crystal display device can use only one-way polarized light, about half of light from a light source that emits randomly polarized light is not used.

【0006】画面周辺部で明るい画像を得る手段として
は、例えば、公開特許公報平3ー111806号公報に
記載されているような、2枚のアレイレンズを用いたイ
ンテグレータ光学系がある。インテグレータ光学系は、
光源からの光を第一のアレイレンズを構成している複数
の矩形開口形状の集光レンズによって分割して、各矩形
開口形状の出射光を各矩形開口形状の集光レンズに対応
した集光レンズ群により構成した第二のアレイレンズに
より照射面(液晶表示素子)に重畳結像させるものであ
る。この光学系では液晶表示素子を照射する光の強度分
布をほぼ均一にすることができる。
As a means for obtaining a bright image at the periphery of the screen, for example, there is an integrator optical system using two array lenses as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-111806. The integrator optics
The light from the light source is divided by a plurality of rectangular aperture-shaped condensing lenses constituting the first array lens, and the outgoing light of each rectangular aperture shape is collected corresponding to each rectangular aperture-shaped condensing lens. The second array lens constituted by the lens group forms an image on the irradiation surface (liquid crystal display element) in a superimposed manner. In this optical system, the intensity distribution of light illuminating the liquid crystal display element can be made substantially uniform.

【0007】一方、光源からのランダムな偏光光を一方
向の偏光方向に揃えて液晶表示素子に照射する光学系と
しては、公開特許公報平4−63318号公報に開示さ
れているような偏光ビームスプリッターを利用して、光
源から出射するランダムな偏光光をP偏光光とS偏光光
に分離してプリズムを用いて合成するものがある。
On the other hand, as an optical system for irradiating a liquid crystal display element with random polarized light from a light source aligned in one direction of polarization, a polarized beam as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 4-63318 is known. There is a type in which a randomly polarized light emitted from a light source is separated into a P-polarized light and an S-polarized light using a splitter and combined using a prism.

【0008】しかし、従来のインテグレータ光学系にお
いて明るさを向上するにはアレイレンズを大きくする必
要があり、投射型液晶表示装置を小型化すると明るさが
低下していた。また、偏光ビームスプリッターを利用す
る光学系においても小型化すると明るさが低下してい
た。その結果、装置全体の小型化と明るさ等の性能向上
を同時に実現することが困難であった。さらに、投射型
液晶表示装置の場合には上記照明手段以外に投射レンズ
の光学的特性、また液晶表示素子の光学的特性等のさま
ざまな要素が画質性能に影響するため、照明手段のみを
改善しても小型で画質性能の良い表示装置を得ることは
困難であった。
However, in the conventional integrator optical system, it is necessary to increase the size of the array lens in order to improve the brightness. When the size of the projection type liquid crystal display device is reduced, the brightness is reduced. Also, in an optical system using a polarizing beam splitter, the brightness is reduced when the size is reduced. As a result, it has been difficult to simultaneously reduce the size of the entire apparatus and improve performance such as brightness. Further, in the case of a projection type liquid crystal display device, since various factors such as the optical characteristics of the projection lens and the optical characteristics of the liquid crystal display element affect the image quality performance in addition to the above-mentioned illumination means, only the illumination means is improved. However, it was difficult to obtain a small-sized display device having good image quality performance.

【0009】以上より、液晶表示装置の明るさ向上とい
うことと、小型化という2つの観点からの対応が必要と
なっている。
As described above, it is necessary to take measures from two viewpoints of improving the brightness of the liquid crystal display device and reducing the size.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】以上の従来技術での課
題事項をまとめると、映像表示装置の明るさ確保と小型
化を両立する方法が課題であり、明るさ向上に関する事
項と、光学ユニットの大きさを構成上小型化するための
対応技術に関する事項が、それぞれ課題となっている。
さらに、明るさ確保のために、境界面を少なくするため
の光学部品同士の貼り合せ精度の向上が課題となってい
る。
To summarize the problems in the prior art described above, the problem is how to secure the brightness of the image display device and at the same time reduce the size of the image display device. Matters related to the technology for reducing the size in terms of configuration have been issues.
Furthermore, in order to secure the brightness, there is a problem of improving the bonding accuracy between the optical components to reduce the boundary surface.

【0011】本発明では、上記した従来技術での課題事
項に関して、明るさ確保とともに高精度小型化できる投
写型映像表示装置の提供が目的である。
An object of the present invention is to provide a projection type video display device which can secure high brightness and can be miniaturized with high accuracy, with respect to the above-mentioned problems in the prior art.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明においては、光源
を有し、該光源からの出射光を被照射面上に照射させる
作用を有する照明手段と、光を変調する映像表示素子
と、該映像表示素子から出射した光をスクリーンまたは
それに準ずる表示面に投射する投射手段とを有する投射
型映像表示装置において、前記照明手段は少なくとも1
つの反射面鏡と、該反射面鏡の出射開口と略同等サイズ
の矩形枠に設けられた複数の集光レンズにより構成さ
れ、該光源ユニットから出射した光を集光して、複数の
2次光源像を形成するための第一のアレイレンズと、複
数の集光レンズにより構成され、前記複数の2次光源像
が形成される近傍に配置され、映像表示素子に第一のア
レイレンズの個々のレンズ像を結像させる第二のアレイ
レンズと、前記第一のアレイレンズあるいは前記第二の
アレイレンズからの光をP偏光光とS偏光光とに分離す
る偏光ビームスプリッターと、該偏光ビームスプリッタ
ーの出射光であるP偏光光とS偏光光のいずれかの偏光
方向を回転するためのλ/2位相差板と、該P偏光光と
S偏光光のいずれかの偏光光を反射させるための反射部
から構成される偏光合成手段とを有し、該偏光合成手段
は、前記第一のアレイレンズあるいは前記第二のアレイ
レンズの各々のレンズ光軸の縦配列方向あるいは横配列
方向のいずれかのピッチに適合させて複数個を配列し、
かつ前記第一のアレイレンズあるいは第二のアレイレン
ズの光軸方向の厚さよりも同等もしくは薄い偏光合成手
段の配列とを、前記光源と映像表示素子の間に介在させ
た構成とする。
According to the present invention, there is provided an illuminating means having a light source and having a function of irradiating light emitted from the light source onto a surface to be irradiated, an image display element for modulating light, Projection means for projecting light emitted from the image display element onto a screen or a display surface equivalent thereto, wherein the illumination means comprises at least one light source.
And a plurality of condensing lenses provided in a rectangular frame having substantially the same size as the exit aperture of the reflecting surface mirror. A first array lens for forming a light source image, and a plurality of condenser lenses, which are arranged in the vicinity where the plurality of secondary light source images are formed; A second array lens that forms a lens image of the first and second array lenses; a polarizing beam splitter that separates light from the first or second array lens into P-polarized light and S-polarized light; A λ / 2 retardation plate for rotating either the polarization direction of the P-polarized light or the S-polarized light, which is the light emitted from the splitter, and for reflecting any of the P-polarized light and the S-polarized light. Polarized light composed of reflective parts The polarization combining means, the plurality of polarization combining means being adapted to a pitch of any one of the lens array of the first array lens and the second array lens in the vertical or horizontal arrangement direction. Array
In addition, an arrangement of polarization combining means having a thickness equal to or smaller than the thickness of the first array lens or the second array lens in the optical axis direction is interposed between the light source and the image display element.

【0013】かかる構成により、小型な映像表示素子を
用いて表示装置全体を小型化できるとともに、明るく、
画面全体にわたって画質が均一な映像表示装置を実現で
き、上記課題が用意に解決できるようになる。
With this configuration, the entire display device can be reduced in size by using a small video display element,
A video display device having uniform image quality over the entire screen can be realized, and the above problem can be easily solved.

【0014】また、該偏光合成手段は、前記第一のアレ
イレンズあるいは前記第二のアレイレンズの各々のレン
ズ光軸の縦配列方向あるいは横配列方向のいずれかのピ
ッチに適合させて複数個を配列し、かつ前記第一のアレ
イレンズあるいは前記第二のアレイレンズの中央部に一
列分すなわち前記ピッチの1/2幅の隙間をあけて、該
中央部を境に横配列方向ならば左右対称反転状態に、あ
るいは立て配列方向ならば上下対称反転状態にて前記偏
光合成手段の同じものを2枚貼り合せた構成とする。
[0014] The polarization combining means may include a plurality of polarized light beams which are adapted to a pitch of the optical axis of each lens of the first array lens or the second array lens in either a vertical arrangement direction or a horizontal arrangement direction. It is arranged symmetrically if it is arranged in the center of the first array lens or the second array lens with a gap of one line, that is, a half width of the pitch, and if it is a horizontal arrangement direction with the center as a boundary. In the inverted state, or in the vertical arrangement direction, in the up-down symmetric inverted state, the same two polarization synthesizing means are bonded together.

【0015】かかる構成により、小型な映像表示素子を
用いて表示装置全体を小型化できるとともに、貼り合せ
によるアレイレンズと偏光合成手段との境界層である空
気層がなくなり、より明るく、画面全体にわたって画質
が均一な映像表示装置を実現でき、さらに製造コスト削
減、貼付け精度向上等が実現され、上記課題が容易に解
決できるようになる。
With this configuration, the entire display device can be reduced in size by using a small-sized image display element, and the air layer which is the boundary layer between the array lens and the polarization combining means by bonding is eliminated, so that the display is brighter and covers the entire screen. A video display device with uniform image quality can be realized, and further, a reduction in manufacturing cost, an improvement in bonding accuracy, and the like are realized, and the above-described problem can be easily solved.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0017】図1は、本発明による第1番目の投写型液
晶表示装置の一実施形態を示す、光学系構成図である。
FIG. 1 is an optical system configuration diagram showing an embodiment of a first projection type liquid crystal display device according to the present invention.

【0018】図1において、投射型液晶表示装置には、
光源1があり、光源1は、超高圧水銀ランプ、メタルハ
ライドランプ、キセノンランプ、水銀キセノンランプ、
ハロゲンランプ等の白色ランプである。光源から出され
る光はライトバルブ素子である液晶表示素子2を通過し
て投射レンズ3に向かい、スクリーン4へ投影される。
In FIG. 1, the projection type liquid crystal display device includes:
There is a light source 1, and the light source 1 includes an ultra-high pressure mercury lamp, a metal halide lamp, a xenon lamp, a mercury xenon lamp,
It is a white lamp such as a halogen lamp. Light emitted from the light source passes through a liquid crystal display element 2 which is a light valve element, is directed to a projection lens 3, and is projected on a screen 4.

【0019】光源1の電球から放射される光は楕円面ま
たは放物面または非球面のリフレクタ5にて集光され、
第一のアレイレンズ6に入射する。光は第一のアレイレ
ンズ6を通過後、第二のアレイレンズ7を通過し、偏光
ビームスプリッター8に入射する。この入射光は偏光ビ
ームスプリッター8により透過光はP偏光光、反射光は
S偏光光に分離され、該P偏光光は偏光ビームスプリッ
ター8の出射側面に配置されたλ/2位相差板9により
偏光方向が90°回転し、S偏光光となり、コンデンサ
レンズ10に入射する。また、前記S偏光光は反射を繰
り返し、隣接する偏光ビームスプリター8の出射面から
出射され、コンデンサレンズ10に入射する。コンデン
サレンズ10は、少なくとも1枚以上の構成であり、正
の屈折力を有し、該S偏光光をさらに集光させる作用を
持ち、該コンデンサレンズ10を通過した光は液晶表示
素子2を照射する。液晶表示素子2の入射側にはS偏光
光を透過する入射偏光板11を配置する。従来の投射型
液晶表示装置では入射偏光板11と液晶表示素子2と出
射側偏光板12の組合せにより、一方向の偏光光しか透
過しないため透過光量が約半分になっていた。しかし、
本提案では偏光ビームスプリッター8を用いるため、光
源1から出射するランダムな偏光光の偏光方向を揃えて
液晶表示素子2に入射するため、理想的には従来の投射
型液晶表示装置の2倍の明るさが得られる。また、本発
明の偏光ビームスプリッター8は、第二のアレイレンズ
7よりも光軸方向で薄い構成であり、光学全長を短縮す
るとともに、光学ユニットの軽量化さらには、照明系の
F値を大きくする効果がある。これにより、小型、軽
量、さらに投射レンズ3のF値を照明系にリンクして大
きくすることができるので、投射レンズ3の小型軽量に
も効果がある。
Light emitted from the bulb of the light source 1 is collected by an elliptical, parabolic, or aspherical reflector 5,
The light enters the first array lens 6. After passing through the first array lens 6, the light passes through the second array lens 7 and enters the polarization beam splitter 8. The incident light is separated into P-polarized light and the reflected light into S-polarized light by the polarization beam splitter 8, and the P-polarized light is separated by the λ / 2 phase difference plate 9 disposed on the emission side surface of the polarization beam splitter 8. The polarization direction is rotated by 90 °, becomes S-polarized light, and enters the condenser lens 10. The S-polarized light repeats reflection, exits from the exit surface of the adjacent polarization beam splitter 8, and enters the condenser lens 10. The condenser lens 10 has at least one or more components, has a positive refractive power, has an action of further condensing the S-polarized light, and the light passing through the condenser lens 10 irradiates the liquid crystal display element 2. I do. An incident polarizer 11 that transmits S-polarized light is disposed on the incident side of the liquid crystal display element 2. In the conventional projection type liquid crystal display device, only the polarized light in one direction is transmitted due to the combination of the incident polarizer 11, the liquid crystal display element 2, and the exit polarizer 12, so that the transmitted light amount is reduced to about half. But,
In this proposal, since the polarization beam splitter 8 is used, the polarization direction of the randomly polarized light emitted from the light source 1 is incident on the liquid crystal display element 2 while being aligned, and ideally, it is twice that of the conventional projection type liquid crystal display device. Brightness is obtained. In addition, the polarizing beam splitter 8 of the present invention has a configuration that is thinner in the optical axis direction than the second array lens 7, shortens the entire optical length, reduces the weight of the optical unit, and increases the F value of the illumination system. Has the effect of doing Thereby, since the F value of the projection lens 3 can be increased by linking it to the illumination system, the size and weight of the projection lens 3 can be reduced.

【0020】該液晶表示素子2を通過した光は、例えば
ズームレンズであるような投射手段3を通過し、スクリ
ーン4に到達する。前記投射手段3により、液晶表示素
子2に形成された画像は、スクリーン上に拡大投影され
表示装置として機能するものである。
The light passing through the liquid crystal display element 2 passes through a projection unit 3 such as a zoom lens, and reaches a screen 4. The image formed on the liquid crystal display element 2 by the projection means 3 is enlarged and projected on a screen to function as a display device.

【0021】次に、本発明の具体的な実施例について説
明する。
Next, a specific embodiment of the present invention will be described.

【0022】図2は、本発明における投射型液晶表示装
置の一実施例の構成図である。図2の実施例は、液晶ラ
イトバルブとして透過型液晶表示素子2をいわゆる色の
3原色のR(赤色)、G(緑色)、B(青色)の3色に
対応して合計3枚用いた3板式投射型表示装置を示して
いる。本実施例において、光源である例えば超高圧水銀
ランプのようなランプ13より出射した光は、放物反射
面鏡リフレクタ5に反射された後、この放物反射面鏡リ
フレクタ5の出射開口と略同等サイズの矩形枠に設けら
れた複数の集光レンズにより構成され、ランプユニット
14から出射した光を集光して、複数の2次光源像を形
成するための第一のアレイレンズ6に入射し、さらに複
数の集光レンズにより構成され、前述の複数の2次光源
像が形成される近傍に配置され、かつ液晶表示素子2に
第一のアレイレンズ6の個々のレンズ像を結像させる第
二のアレイレンズ7を通過する。この出射光は第二のア
レイレンズ7の各々のレンズ光軸の横方向のピッチに適
合するように配置された各々のレンズ幅の略1/2サイ
ズの菱形プリズムの列へ入射する。このプリズム面には
偏光ビームスプリッター8の膜付けが施されており、入
射光は、この偏光ビームスプリッター8にてP偏光光と
S偏光光に分離される。P偏光光は、そのまま偏光ビー
ムスプリッタ−8内を直行し、このプリズムの出射面に
設けられたλ/2位相差板9により、偏光方向が90°
回転され、S偏光光に変換され出射される。一方、S偏
光光は、偏光ビームスプリッター8により反射され、隣
接する菱形プリズム内で本来の光軸方向にもう一度反射
してからS偏光光として出射される。その後、コンデン
サレンズ10により、液晶表示素子2に集光される。こ
の途中で偏光ビームスプリッター8の出射光は、全反射
ミラー15によりその光路を90°折り曲げられ、光軸
に対して45°の角度に配置されたB(青色),G(緑
色)反射ダイクロイックミラー16により、R(赤色)
の光は透過し、B,Gの光は反射する。透過したR光線
は、R用全反射ミラー17によりその光路を90°折り
曲げられて、液晶表示素子前コンデンサレンズ18及び
入射偏光板11を通過し、対向電極、液晶等で構成され
た液晶表示素子2に入射され、液晶表示素子2の光の出
射側に設けられた出射偏光板12を通過する。
FIG. 2 is a block diagram of one embodiment of the projection type liquid crystal display device according to the present invention. In the embodiment of FIG. 2, a total of three transmission liquid crystal display elements 2 corresponding to three primary colors of R (red), G (green), and B (blue) are used as liquid crystal light valves. 3 shows a three-panel projection display device. In the present embodiment, light emitted from a lamp 13 such as an ultra-high pressure mercury lamp, which is a light source, is reflected by a parabolic reflector 5 and then substantially coincides with the exit aperture of the parabolic reflector 5. It is composed of a plurality of condenser lenses provided in a rectangular frame of the same size, collects light emitted from the lamp unit 14 and enters the first array lens 6 for forming a plurality of secondary light source images. Further, the liquid crystal display element 2 is constituted by a plurality of condenser lenses, is arranged near the above-mentioned plurality of secondary light source images, and forms the individual lens images of the first array lens 6 on the liquid crystal display element 2. The light passes through the second array lens 7. This outgoing light is incident on a row of rhombic prisms each having a size approximately half the width of each lens arranged so as to match the lateral pitch of each lens optical axis of the second array lens 7. The prism surface is provided with a polarizing beam splitter 8, and the incident light is separated by this polarizing beam splitter 8 into P-polarized light and S-polarized light. The P-polarized light goes straight through the polarization beam splitter 8 as it is, and the polarization direction is 90 ° by the λ / 2 retardation plate 9 provided on the exit surface of the prism.
It is rotated, converted into S-polarized light, and emitted. On the other hand, the S-polarized light is reflected by the polarizing beam splitter 8, reflected again in the original optical axis direction in the adjacent rhombic prism, and emitted as S-polarized light. Thereafter, the light is condensed on the liquid crystal display element 2 by the condenser lens 10. During this process, the light emitted from the polarizing beam splitter 8 has its optical path bent by 90 ° by the total reflection mirror 15 and B (blue) and G (green) reflection dichroic mirrors arranged at an angle of 45 ° with respect to the optical axis. By 16, R (red)
Is transmitted, and B and G light are reflected. The transmitted R ray is bent at an angle of 90 ° by the R total reflection mirror 17, passes through the condenser lens 18 before the liquid crystal display element and the incident polarizer 11, and has a liquid crystal display element composed of a counter electrode, liquid crystal and the like. 2 and passes through an output polarizing plate 12 provided on the light output side of the liquid crystal display element 2.

【0023】液晶表示素子2には、表示する画素に対応
する(例えば横800画素縦600画素各3色など)数
の液晶表示部が設けてある。そして、外部より駆動され
る信号に従って、液晶表示素子2の各画素の偏光角度が
変わり、最終的に出射偏光板12の偏光方向と一致する
方向になった光が出射され、直交方向になった光が出射
偏光板12で吸収される。この途中の角度の偏光を持っ
た光は、出射偏光板12の偏光角度との関係で偏光板を
通る光の量と偏光板に吸収される量とが決まる。このよ
うにして、外部より入力する信号に従った画像を投影す
る。
The liquid crystal display element 2 is provided with a number of liquid crystal display portions corresponding to the pixels to be displayed (for example, 800 pixels in width and 600 pixels in three colors). Then, the polarization angle of each pixel of the liquid crystal display element 2 was changed in accordance with a signal driven from the outside, and finally light having a direction coinciding with the polarization direction of the exit polarizer 12 was emitted and became orthogonal. Light is absorbed by the output polarizer 12. The amount of light passing through the polarizing plate and the amount of light absorbed by the polarizing plate depend on the polarization angle of the output polarizing plate 12 with respect to the light having a polarization at an intermediate angle. In this way, an image is projected according to a signal input from the outside.

【0024】出射偏光板12を出射したR光線は、R光
線を反射させる作用を有するダイクロイックプリズム1
9にて反射され、例えばズームレンズのような投射手段
3に入射し、スクリーンに投射される。
The dichroic prism 1 having the function of reflecting the R light emitted from the output polarizing plate 12 reflects the R light.
The light is reflected at 9 and is incident on a projection means 3 such as a zoom lens, and is projected on a screen.

【0025】一方、B,G透過ダイクロイックプリズム
19を透過したB光線とG光線は、G反射ダイクロイッ
クミラー20に入射し、該ミラーによりG光線は反射
し、液晶表示素子前コンデンサレンズ18及び入射偏光
板11を通過し、液晶表示素子2に入射し、液晶表示素
子2の光の出射側に設けられた出射偏光板12を通過す
る。出射偏光板12を出射したG光線は、G光線を透過
する作用を有するダイクロイックプリズム19を透過
し、投射レンズ3に入射し、スクリーンに投射される。
On the other hand, the B and G rays transmitted through the B and G transmitting dichroic prism 19 are incident on a G reflecting dichroic mirror 20, and the G rays are reflected by the mirror, and the condenser lens 18 before the liquid crystal display element and the incident polarized light. The light passes through the plate 11, enters the liquid crystal display element 2, and passes through the output polarizing plate 12 provided on the light output side of the liquid crystal display element 2. The G light emitted from the output polarizing plate 12 passes through a dichroic prism 19 having a function of transmitting the G light, enters the projection lens 3, and is projected on a screen.

【0026】また、G反射ダイクロイックミラー20を
透過したB光線は、リレーレンズ21を透過し、全反射
ミラー22によりその光路を90°折り曲げられてリレ
ーレンズ21を透過後、全反射ミラー23によりその光
路を90°折り曲げられて液晶表示素子前コンデンサレ
ンズ18及び入射偏光板11を通過し、液晶表示素子1
1に入射され、液晶表示素子2の光の出射側に設けられ
た出射偏光板12を通過する。出射偏光板12を出射し
たB光線は、B光線を反射させる作用を有するダイクロ
イックプリズム19にて反射後、投射レンズ3に入射
し、スクリーンに投射される。
The B light beam transmitted through the G reflection dichroic mirror 20 is transmitted through the relay lens 21, its optical path is bent by 90 ° by the total reflection mirror 22, passes through the relay lens 21, and then transmitted through the relay lens 21. The optical path is bent by 90 ° and passes through the condenser lens 18 and the incident polarizer 11 in front of the liquid crystal display element.
1 and passes through an output polarizing plate 12 provided on the light output side of the liquid crystal display element 2. The B light emitted from the output polarizing plate 12 is reflected by a dichroic prism 19 having a function of reflecting the B light, then enters the projection lens 3 and is projected on a screen.

【0027】以上より、R,G,Bそれぞれに対応した
光線が色分離手段及び色合成手段により分離、合成さ
れ、投射レンズ3によりR,G,Bそれぞれに対応した
液晶表示素子2上の画像を拡大し、スクリーン上に各色
の画像を合成し拡大した実像を得るものである。同図に
おいて、電源回路24、映像信号回路25のように配置
し、また、吹き出しファン26により光源1で発生する
熱を外部に導く作用を有する。また、本実施例では偏光
合成手段によりランダムな光源からの出射光を一方向に
揃えるため、入射偏光板の熱の発生が少ない。
As described above, the light beams corresponding to R, G, and B are separated and combined by the color separating means and the color combining means, and the image on the liquid crystal display element 2 corresponding to each of R, G, and B is projected by the projection lens 3. Is enlarged, and images of each color are synthesized on a screen to obtain an enlarged real image. In the same drawing, the power supply circuit 24 and the video signal circuit 25 are arranged, and the blowout fan 26 has an action of guiding heat generated by the light source 1 to the outside. Further, in this embodiment, since the emitted light from the random light source is aligned in one direction by the polarization synthesizing means, the generation of heat of the incident polarizing plate is small.

【0028】また、前記光源と前記投射手段は、それぞ
れの光軸が互いに平行になるように配置し、さらに、前
記色分離手段と前記液晶表示素子及び前記色合成手段と
からなる色分離合成ユニットを介して電源回路24及び
映像信号回路25を同図に示すように配置することによ
り、装置全体を小型化することができる。さらに、本発
明においては、偏光合成手段である偏光ビームスプリッ
ター8の厚さを第二アレイレンズ7より薄くしている、
(すなわち第二アレイレンズ7が2.5±0.5mm程度で
ある場合、偏光ビームスプリッター8は2mm以下とす
る)、ことにより光路長さが短縮でき、かつ全反射ミラ
ー15を接近させて配置でき、セットの小型化が可能と
なる。
Further, the light source and the projection means are arranged so that their optical axes are parallel to each other, and a color separation / combination unit comprising the color separation means, the liquid crystal display element and the color combination means. By arranging the power supply circuit 24 and the video signal circuit 25 as shown in the figure, the size of the entire device can be reduced. Further, in the present invention, the thickness of the polarization beam splitter 8 as the polarization combining means is made thinner than the second array lens 7.
(That is, when the second array lens 7 is about 2.5 ± 0.5 mm, the polarizing beam splitter 8 is set to 2 mm or less), whereby the optical path length can be shortened, and the total reflection mirror 15 is arranged close to The size of the set can be reduced.

【0029】図3(a)は、本発明による第2番目の一
実施形態を示す図である。
FIG. 3A is a diagram showing a second embodiment according to the present invention.

【0030】図3(a)の偏光ビームスプリッター8は
ガラス板材に光のP偏光光とS偏光光を分離する偏光ビ
ームスプリッター膜を付けており、これを積層に接着し
た後、45°にスライスした構成となっている。このた
め図3(a)のように、縦長の菱形プリズムが数個配列
された平板状の構成おなっている。この膜付けは一面お
きにアルミあるいは銀等のミラー蒸着を施しても良い。
但し、このミラー部はS偏光光を反射する役割となって
いるため、このプリズム光路には光線を入射させない工
夫が必要である。
The polarizing beam splitter 8 shown in FIG. 3A is provided with a polarizing beam splitter film for separating the P-polarized light and the S-polarized light of a glass plate material. The configuration is as follows. For this reason, as shown in FIG. 3A, it has a plate-like configuration in which several vertically elongated rhombic prisms are arranged. In this film formation, mirror deposition of aluminum or silver may be performed on every other surface.
However, since this mirror part plays the role of reflecting S-polarized light, it is necessary to take measures to prevent light from entering this prism optical path.

【0031】以上のような、数個の偏光ビームスプリッ
ター8が配列された平板状の構成では、一列おきにλ/
2位相差板9を貼り合せており、分離したP偏光光をS
偏光光へ変換し、偏光ビームスプリッター8から出射す
る光をS偏光光に揃えたり、あるいは、分離したS偏光
光が入射したプリズムの隣接するプリズムから図の矢印
のように反射して出射された後、λ/2位相差板9に
て、偏光ビームスプリッター8の出射光をP偏光光で揃
えることも可能である。
In the plate-like configuration in which several polarization beam splitters 8 are arranged as described above, λ /
Two phase difference plates 9 are bonded together, and the separated P-polarized light is
The light is converted into polarized light, and the light emitted from the polarizing beam splitter 8 is aligned with the S-polarized light, or the separated S-polarized light is reflected and emitted from a prism adjacent to the incident prism as shown by the arrow in the figure. Thereafter, the light emitted from the polarization beam splitter 8 can be aligned with the P-polarized light by the λ / 2 retardation plate 9.

【0032】以上のような平板状の偏光ビームスプリッ
ター8の各々の菱形プリズムを第二のアレイレンズ7の
各々のレンズ光軸の横配列方向のピッチに適合させて複
数個を配列し、かつ第二のアレイレンズ7の中央部に隙
間、例えば光軸ピッチの1/2幅の隙間h、をあけて、
第二のアレイレンズ7の左右あるいは上下半分づつに分
割して、中央部を境に左右対称状態にて、偏光ビームス
プリッター8と、同じ偏光ビームスプリッター8のもう
一枚を光軸を中心にして180°反転した状態で貼り合
せる。
A plurality of rhombic prisms of the above-mentioned plate-shaped polarizing beam splitter 8 are arranged so as to be adapted to the pitch in the horizontal arrangement direction of the optical axis of each lens of the second array lens 7, and A gap is provided at the center of the second array lens 7, for example, a gap h having a half width of the optical axis pitch.
The second array lens 7 is divided into left and right or upper and lower halves, and the polarizing beam splitter 8 and another of the same polarizing beam splitter 8 are centered on the optical axis in a symmetrical state with respect to the center. Laminate 180 ° inverted.

【0033】従来は、図3(b)のように左右対称型の
平板状の偏光ビームスプリッター8をメーカにて作成
し、この偏光ビームスプリッター8と第二アレイレンズ
7の光学部品同士の界面が空気層であると、反射防止膜
を界面に施しても、光の透過効率が低下するので、この
偏光ビームスプリッター8と第二アレイレンズ7とを、
各々のレンズ光軸と偏光ビームスプリッター8の横配列
方向のピッチを適合させて貼り合せる構成となってい
た。しかし、この方法は、偏光ビームスプリッター8が
中央を境にして左右対称型にて貼り合せる。この時、左
右片側づつ同じ平板状の偏光ビームスプリッター8を貼
り合せるが、中心に対して、図のように、片側を光軸中
心で180°回転させて貼り合せ、左右対称型の平板状
の偏光ビームスプリッター8となるようにする。
Conventionally, as shown in FIG. 3 (b), a symmetrical flat polarizing beam splitter 8 is prepared by a manufacturer, and the interface between the polarizing beam splitter 8 and the optical components of the second array lens 7 is determined. In the case of an air layer, even if an antireflection film is applied to the interface, the light transmission efficiency is reduced. Therefore, the polarization beam splitter 8 and the second array lens 7 are
The optical axis of each lens and the pitch of the polarizing beam splitter 8 in the horizontal arrangement direction are adapted to be bonded. However, in this method, the polarizing beam splitter 8 is bonded in a symmetrical manner with respect to the center. At this time, the same plate-shaped polarization beam splitter 8 is attached to each of the left and right sides, but as shown in the figure, one side is rotated by 180 ° about the optical axis and attached to the center, and the left-right symmetrical plate-shaped is attached. The polarizing beam splitter 8 is used.

【0034】本発明により、従来のような左右対称型の
平板状の偏光ビームスプリッター8をメーカにて作成し
てから、第二アレイレンズ7に貼り合せる2段階の加工
行程はせず、2個の偏光ビームスプリッター8を1段階
の加工行程で第二アレイレンズ7に貼り合せるので、加
工コストの低減が図れる。
According to the present invention, a symmetrical plate-shaped polarizing beam splitter 8 as in the related art is prepared by a manufacturer, and then is bonded to the second array lens 7 without performing a two-stage processing step. Since the polarizing beam splitter 8 is bonded to the second array lens 7 in a one-step processing step, the processing cost can be reduced.

【0035】また、従来の偏光ビームスプリッター8
は、左右一体なので、貼り合せ精度が、左端から右端ま
で積み重なり、第二アレイレンズ7に貼り合せる時に、
中央振り分けとなり、どうしても左右の貼り合せ精度誤
差、例えば±0.25が左右両側に出てしまう。
The conventional polarization beam splitter 8
Since the right and left are integrated, the bonding accuracy is stacked from the left end to the right end, and when bonding to the second array lens 7,
It becomes the center distribution, and an inevitable bonding accuracy error on the left and right, for example, ± 0.25 appears on both the left and right sides.

【0036】しかし、本発明により、左右別体の偏光ビ
ームスプリッター8を第二アレイレンズ7に貼り合せる
ので、中央からの精度誤差を積み上げることにはなら
ず、左の偏光ビームスプリッター8は左側の中心または
光量の大きな第二アレイレンズ7上の左半分の中のレン
ズ光軸を精度振り分けの中心とすることが可能なため、
上述の数値でいえば、±0.125の貼り合せ精度誤差に抑
えられる。また同様に右側の偏光ビームスプリッター8
を第二アレイレンズ7に貼り合せる場合も、上述の左側
同様に貼り合せ精度誤差を半減できる効果もある。これ
により、第二レンズアレイ7のレンズ光軸ピッチの1/
2幅の偏光ビームスプリッター8の貼り合せ誤差による
光軸の位置ズレが少なくなり、第二アレイレンズ7から
の入射光が偏光ビームスプリッター8によってケラレる
光量が減少する。これにより光の透過効率が向上し、明
るさの性能向上が実現可能となる。
However, according to the present invention, since the left and right separate polarization beam splitters 8 are bonded to the second array lens 7, accuracy errors from the center are not accumulated, and the left polarization beam splitter 8 is not Since the center or the optical axis of the lens in the left half on the second array lens 7 having a large light amount can be set as the center of the accuracy distribution,
With the above numerical values, the bonding accuracy error of ± 0.125 can be suppressed. Similarly, the polarization beam splitter 8 on the right side
Is also bonded to the second array lens 7, there is an effect that the bonding accuracy error can be reduced to half as in the case of the left side. As a result, 1/1 of the lens optical axis pitch of the second lens array 7
The displacement of the optical axis due to the bonding error of the two-width polarization beam splitter 8 is reduced, and the amount of incident light from the second array lens 7 that is vignetted by the polarization beam splitter 8 is reduced. As a result, the light transmission efficiency is improved, and the performance of brightness can be improved.

【0037】図4は、本発明の第3番目の一実施形態の
外観を示す図である。本発明では第一アレイレンズ6ま
たは第二アレイレンズ7には各々のレンズの位置を決め
基準としての第一位置決め部27と、偏光ビームスプリ
ッター8には位置決め基準としての第二位置決め部28
を設けている。この第一位置決め部27および第二位置
決め部28は、刻印(図4に示す)、凹部、凸部、端
面、切り欠き部、段差部あるいはマーキング等で形成さ
れており、この第一位置決め部27を第一アレイレンズ
6あるいは第二アレイレンズ7を支持固定する構造部材
に設けられた位置出し部(図示せず)に合わせることに
より、第一アレイレンズ6あるいは第二アレイレンズ7
の絶対位置決めを行う。同様に、偏光ビームスプリッタ
ー8の第二位置決め部28を偏光ビームスプリッター8
を支持固定する構造部材に設けられた位置出し部(図示
せず)に合わせることにより、偏光ビームスプリッター
8の絶対位置決めを行う。
FIG. 4 is a view showing the appearance of a third embodiment of the present invention. In the present invention, the first array lens 6 or the second array lens 7 has a first positioning portion 27 as a reference for determining the position of each lens, and the polarizing beam splitter 8 has a second positioning portion 28 as a positioning reference.
Is provided. The first positioning portion 27 and the second positioning portion 28 are formed by engraving (shown in FIG. 4), a concave portion, a convex portion, an end face, a cutout portion, a step portion, a marking, or the like. Is aligned with a positioning portion (not shown) provided on a structural member for supporting and fixing the first array lens 6 or the second array lens 7, thereby obtaining the first array lens 6 or the second array lens 7.
Absolute positioning. Similarly, the second positioning portion 28 of the polarizing beam splitter 8 is connected to the polarizing beam splitter 8.
Absolute positioning of the polarizing beam splitter 8 is performed by matching with a positioning portion (not shown) provided on a structural member for supporting and fixing the polarizing beam splitter 8.

【0038】この本発明により、第一アレイレンズ6、
第二アレイレンズ7および偏光ビームスプリッター8を
光学部品の支持構造部材への組み込み時に、それぞれの
基準位置合わせが容易になり、かつ、第一アレイレンズ
6および第二アレイレンズ7の各々の相対するレンズ光
軸が設計位置にて一致し、偏光ビームスプリッター8の
配列も上記レンズ光軸の横配列ピッチに合わせて光の利
用効率が最大となる位置に合わせることができる。これ
により光学性能の向上と、これらの光学部品の組み付け
作業が単純となり作業効率も向上する。
According to the present invention, the first array lens 6,
When the second array lens 7 and the polarizing beam splitter 8 are incorporated into the support structure of the optical component, the reference alignment of each of them becomes easy, and the first array lens 6 and the second array lens 7 face each other. The optical axis of the lens coincides with the designed position, and the arrangement of the polarization beam splitter 8 can be adjusted to the position where the light use efficiency is maximized in accordance with the horizontal arrangement pitch of the optical axis of the lens. This improves the optical performance and simplifies the work of assembling these optical components, thereby improving work efficiency.

【0039】さらに、図4に示すように、第二アレイレ
ンズ7の第一位置決め部27と、偏光ビームスプリッタ
ー8の第二位置決め部28を互いに合致する位置に設
け、組み込み時にそれぞれの位置決め部を合致させるこ
とにより、第二アレイレンズ7の各々のレンズ光軸に対
して最適な位置に、偏光ビームスプリッター8の配列が
配置されるようになる。これにより光の利用効率が最大
となる位置に合わせることができ、光学性能の向上が図
れる。
Further, as shown in FIG. 4, a first positioning portion 27 of the second array lens 7 and a second positioning portion 28 of the polarization beam splitter 8 are provided at positions matching each other, and the respective positioning portions are assembled when assembled. By matching, the arrangement of the polarizing beam splitters 8 is arranged at an optimum position with respect to each lens optical axis of the second array lens 7. As a result, the position can be adjusted to the position where the light use efficiency is maximized, and the optical performance can be improved.

【0040】図5は、本発明の第4番目の一実施形態の
外観を示す図である。本発明では第一アレイレンズ6ま
たは第二アレイレンズ7には各々のレンズの位置を決め
基準としての第一位置決め部27と、偏光ビームスプリ
ッター8には位置決め基準としての第二位置決め部28
を設けている。この第一位置決め部27および第二位置
決め部28は、図5(a)に示すような凹部と凸部で形
成されており、この第一位置決め部27と第二位置決め
部28を組み合わせて凸部と凹部が合致するようして、
第一アレイレンズ6または第二アレイレンズ7の各々の
レンズ光軸に対して最適な位置に偏光ビームスプリッタ
ー8の配列が配置されるよう位置出しし、偏光ビームス
プリッター8を第一アレイレンズ6または第二アレイレ
ンズ7に貼り付ける。これにより光の利用効率が最大と
なる位置に合わせることができ、さらに、貼り合せによ
り、光学部品の境界面における光の反射光を減少でき光
学性能の向上が図れる。また、この第一位置決め部27
および第二位置決め部28は、凹部と凸部に限定される
ものではなく、(b)図のように端面どうしであった
り、(c)図のように凸部どうしであったり、(d)図
のように片方の位置決め枠に片方の全体をはめ込む形式
であったり、(e)図のように位置決め治具31等の第
三の部材を介して互いに位置決めして貼り合せてもよ
い。さらに、アレイレンズの各々のレンズ光軸に対して
より最適な位置に偏光ビームスプリッター8の配列が配
置されるよう部品精度誤差の積上げ分を考慮して互いの
寸法を設計し、さらに精度向上を行い位置出しを行う方
法も可能である。
FIG. 5 is a view showing the appearance of a fourth embodiment of the present invention. In the present invention, the first array lens 6 or the second array lens 7 has a first positioning portion 27 as a reference for determining the position of each lens, and the polarizing beam splitter 8 has a second positioning portion 28 as a positioning reference.
Is provided. The first positioning portion 27 and the second positioning portion 28 are formed of a concave portion and a convex portion as shown in FIG. 5A, and the first positioning portion 27 and the second positioning portion 28 are combined to form a convex portion. So that the recess matches
The polarizing beam splitter 8 is positioned so that the arrangement of the polarizing beam splitters 8 is arranged at an optimum position with respect to the lens optical axis of each of the first array lens 6 or the second array lens 7, and the polarizing beam splitter 8 is moved to the first array lens 6 or Affix to the second array lens 7. Accordingly, the position can be adjusted to the position where the light use efficiency is maximized. Further, by bonding, the reflected light of the light on the boundary surface of the optical component can be reduced, and the optical performance can be improved. In addition, the first positioning portion 27
Further, the second positioning portion 28 is not limited to the concave portion and the convex portion, but may be formed between end faces as shown in FIG. 2B, or may be formed between convex portions as shown in FIG. As shown in the drawing, the whole of one may be fitted into one of the positioning frames, or the positioning frames may be bonded to each other via a third member such as a positioning jig 31 as shown in FIG. Furthermore, each dimension is designed in consideration of the accumulated error of the component accuracy so that the arrangement of the polarizing beam splitters 8 is arranged at an optimum position with respect to the optical axis of each lens of the array lens. A method of performing positioning is also possible.

【0041】[0041]

【発明の効果】以上、説明したように本発明の投写型映
像表示装置は、偏光合成手段である偏光ビームスプリッ
ターの厚さを第二アレイレンズの厚さより薄くしてい
る、(すなわち第二アレイレンズが2.5±0.5mm程度
である場合、偏光ビームスプリッターは2mm以下とす
る)、ことにより光路長さが短縮でき、かつ全反射ミラ
ーを接近させて配置でき、セットの小型化が可能とな
る。
As described above, in the projection type image display apparatus of the present invention, the thickness of the polarization beam splitter, which is the polarization combining means, is smaller than the thickness of the second array lens (ie, the second array lens). (When the lens is about 2.5 ± 0.5mm, the polarizing beam splitter should be 2mm or less.) This makes it possible to shorten the optical path length and to arrange the total reflection mirror close to each other, making it possible to reduce the size of the set. Becomes

【0042】また、偏光ビームスプリッターを第一アレ
イレンズまたは第二アレイレンズに光の利用効率が最大
となる位置に合わせることができ、さらに、これらの光
学部品を貼り合せることにより、光学部品の境界面にお
ける光の反射光を減少でき光学性能の向上が図れるとい
う効果がある。従来のような左右対称型の平板状の偏光
ビームスプリッターをメーカにて作成してから、第二ア
レイレンズに貼り合せる2段階の加工行程はせず、2個
の偏光ビームスプリッターを1段階の加工行程で第二ア
レイレンズに貼り合せるので、加工コストの低減が図れ
る。
Further, the polarizing beam splitter can be adjusted to the position where the light use efficiency is maximized on the first array lens or the second array lens. Further, by bonding these optical components, the boundary between the optical components can be adjusted. There is an effect that the reflected light of the light on the surface can be reduced and the optical performance can be improved. A two-stage processing step of attaching a second symmetrical polarizing beam splitter to a second array lens after manufacturing a left-right symmetrical plate-shaped polarizing beam splitter by a manufacturer is performed in one step. Since it is bonded to the second array lens in the process, the processing cost can be reduced.

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

【図1】本発明の第1番目の一実施形態を示す図。FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1番目の一実施形態を示す投射型液
晶表示装置の構成図。
FIG. 2 is a configuration diagram of a projection type liquid crystal display device showing a first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第2番目の一実施形態を示す図。FIG. 3 is a diagram showing a second embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第3番目の一実施形態を示す図。FIG. 4 is a diagram showing a third embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第4番目の一実施形態を示す図FIG. 5 is a diagram showing a fourth embodiment of the present invention;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 光源 2 映像表示素子 3 投射レンズ 5 リフレクタ 6 第一アレイレンズ 7 第二アレイレンズ 8 偏光ビームスプリッター 9 λ/2位相差板 10 コンデンサレンズ 11 入射偏光板 12 出射偏光板 27 第一位置決め部 28 第二位置決め部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light source 2 Image display element 3 Projection lens 5 Reflector 6 First array lens 7 Second array lens 8 Polarization beam splitter 9 λ / 2 phase difference plate 10 Condenser lens 11 Incident polarizer 12 Outgoing polarizer 27 First positioning part 28 First Two positioning parts

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 今長谷 太郎 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式 会社日立製作所マルチメディアシステム開 発本部内 (72)発明者 三好 智浩 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式 会社日立製作所マルチメディアシステム開 発本部内 (72)発明者 大塚 康男 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式 会社日立製作所マルチメディアシステム開 発本部内 (72)発明者 丸山 竹介 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式 会社日立製作所マルチメディアシステム開 発本部内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing from the front page (72) Inventor Taro Hase, 292 Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Pref. Multimedia System Development Headquarters, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Tomohiro Miyoshi Yoshida, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa (292) Inventor Yasuo Otsuka 292 Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Pref. Hitachi, Ltd. Multimedia System Development Headquarters (72) Inventor Maruyama Takesuke 292 Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture Hitachi, Ltd. Multimedia System Development Headquarters

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】光を放射する光源ユニットを有し、該光源
の出射光を映像信号に応じた光学像が形成されるライト
バルブ手段である映像表示素子、例えば、光を変調する
液晶表示素子あるいは反射式表示素子等、と、該映像表
示素子の上に照射させる作用を有する照明光学系と、該
映像表示素子から出射した光を投射する投射手段とで構
成される映像表示装置において、 前記照明手段は、矩形ないし円形ないし多角形の出射開
口を持つ少なくとも1つの反射面鏡を有する光源ユニッ
トと、該出射開口と略同等サイズ内に設けられた複数の
集光レンズにより構成され、該光源ユニットから出射し
た光を集光して、複数の2次光源像を形成するための第
一のアレイレンズと、複数の集光レンズにより構成さ
れ、前記複数の2次光源像が形成される近傍に配置さ
れ、映像表示素子に第一のアレイレンズの個々のレンズ
像を結像させる第二のアレイレンズと、前記光源あるい
は前記第一のアレイレンズあるいは前記第二のアレイレ
ンズからの光をP偏光光とS偏光光とに分離する偏光ビ
ームスプリッターと、該偏光ビームスプリッターの出射
光であるP偏光光とS偏光光のいずれかの偏光方向を回
転するためのλ/2位相差板と、該P偏光光とS偏光光
のいずれかの偏光光を反射させるための反射部から構成
される偏光合成手段とを有し、 該偏光合成手段は、前記第一のアレイレンズおよび、ま
たは前記第二のアレイレンズの各々のレンズ光軸の縦配
列方向あるいは横配列方向のいずれかのピッチに偏光ビ
ームスプリッターの光軸を適合させて複数個の偏光合成
手段を配列し、かつ前記第一のアレイレンズおよび、ま
たは第二のアレイレンズの光軸方向の厚さと同等、もし
くは薄い偏光合成手段の配列とを、前記光源と映像表示
素子の間に介在させたことを特徴とする映像表示装置。
1. An image display device having a light source unit for emitting light, wherein the light emitted from the light source is a light valve means for forming an optical image corresponding to an image signal, for example, a liquid crystal display device for modulating light. Alternatively, in a video display device including a reflective display element and the like, an illumination optical system having an action of irradiating the video display element, and projection means for projecting light emitted from the video display element, The illuminating means includes a light source unit having at least one reflecting surface mirror having a rectangular, circular, or polygonal exit aperture, and a plurality of condenser lenses provided within a size substantially equal to the exit aperture. A first array lens for condensing the light emitted from the unit to form a plurality of secondary light source images, and a plurality of condensing lenses, and a near array where the plurality of secondary light source images are formed A second array lens that is arranged beside and forms an image of each lens of the first array lens on the image display element, and light from the light source or the first array lens or the second array lens. A polarizing beam splitter for separating into P-polarized light and S-polarized light, and a λ / 2 phase difference plate for rotating any one of the P-polarized light and the S-polarized light, which is the output light of the polarized beam splitter. A polarization combining unit configured to reflect any one of the P-polarized light and the S-polarized light, and the polarization combining unit includes a first array lens and / or Arranging a plurality of polarization combining means by adjusting the optical axis of the polarizing beam splitter to a pitch in either the vertical arrangement direction or the horizontal arrangement direction of each lens optical axis of the second array lens; and Ray lens and, or a sequence of a second optical axial thickness of the lens array is equal to or thinner polarization combining means, the image display device being characterized in that interposed between the light source and the image display device.
【請求項2】光源からの出射光を被照射面上に照射させ
る作用を有する照射手段と、光を変調する映像表示素子
と、該映像表示素子から出射した光を投射する投射手段
とを有する映像表示装置において、 前記照明手段は、少なくとも1つの反射面鏡を有する光
源ユニットと、複数の集光レンズにより構成され、前記
光源から出射した光を集光して複数の2次光源像を形成
する第一のレンズアレイと、 複数の集光レンズにより構成され、該複数の2次光源像
が形成される近傍に配置される第二のレンズアレイと、
該第二のレンズアレイのレンズ列ごとに対応して設け
られた光をP偏光光とS偏光光に分離するための偏光ビ
ームスプリッターと該偏光ビームスプリッターの出射光
であるP偏光光とS偏光光のいずれかの偏光方向を回転
するためのλ/2位相差板と該P偏光光とS偏光光のい
ずれかの偏光光を反射させるための反射部から構成され
ている偏光合成手段とを有し、 該偏光合成手段は、前記第一のアレイレンズあるいは前
記第二のアレイレンズの各々のレンズ光軸の縦配列方向
あるいは横配列方向のいずれかのピッチに偏光ビームス
プリッターの光軸を適合させて複数個の偏光合成手段を
配列し、かつ前記第一のレンズアレイあるいは前記第二
のレンズアレイの中央部に一列分、すなわち前記ピッチ
の1/2幅の隙間をあけて、前記第一のレンズアレイあ
るいは前記第二のレンズアレイの左右あるいは上下半分
づつに分割して、前記中央部を境に横配列方向ならば左
右対称状態に、あるいは縦配列方向ならば上下対称状態
にて、前記偏光合成手段と、同じ偏光合成手段のもう一
枚を光軸を中心にして180°反転した状態で貼り合せ
たことを特徴とする映像表示装置。
2. An illuminating device having a function of irradiating light emitted from a light source onto a surface to be irradiated, an image display device for modulating light, and a projecting device for projecting light emitted from the image display device. In the image display device, the illumination unit includes a light source unit having at least one reflecting surface mirror and a plurality of condenser lenses, and collects light emitted from the light source to form a plurality of secondary light source images. A first lens array, comprising a plurality of condenser lenses, and a second lens array disposed in the vicinity where the plurality of secondary light source images are formed;
A polarizing beam splitter for separating light provided corresponding to each lens row of the second lens array into p-polarized light and s-polarized light, and p-polarized light and s-polarized light emitted from the polarized beam splitter A λ / 2 retardation plate for rotating any one of the polarization directions of the light, and a polarization synthesizing means composed of a reflector for reflecting any of the P-polarized light and the S-polarized light. The polarization combining means adjusts the optical axis of the polarizing beam splitter to a pitch in either the vertical or horizontal arrangement direction of the optical axis of each of the first array lens or the second array lens. A plurality of polarization combining means are arranged, and the first lens array or the second lens array is arranged in a central part of the first lens array or the second lens array with a gap of a half width of the pitch. The Len The left and right or upper and lower halves of the array or the second lens array are divided into two halves. An image display apparatus, wherein another part of the same polarization combining means is bonded to the means in a state of being inverted by 180 ° about the optical axis.
【請求項3】請求項1に記載の映像表示装置であって、 偏光合成手段は、前記第一のアレイレンズあるいは前記
第二のアレイレンズの各々のレンズ光軸の縦配列方向あ
るいは横配列方向のいずれかのピッチに適合させて複数
個を配列し、かつ前記第一のアレイレンズあるいは前記
第二のアレイレンズの中央部に一列分、すなわち前記ピ
ッチの1/2幅の隙間をあけて、前記第一のアレイレン
ズあるいは前記第二のアレイレンズの左右あるいは上下
半分づつに分割して、前記中央部を境に横配列方向なら
ば左右対称状態に、あるいは立て配列方向ならば上下対
称状態にて、前記偏光合成手段と、同じ偏光合成手段の
もう一枚を光軸を中心にして180°反転した状態で貼
り合たことを特徴とする映像表示装置。
3. The image display device according to claim 1, wherein the polarization combining means is arranged in a vertical or horizontal arrangement direction of a lens optical axis of each of the first array lens or the second array lens. A plurality of arrays are arranged in conformity with any of the pitches, and a line is provided in a central portion of the first array lens or the second array lens, that is, a gap having a half width of the pitch is provided. The first array lens or the second array lens is divided into left and right or upper and lower halves, and is symmetrical in the horizontal arrangement direction with respect to the central portion, or in the vertical arrangement direction in the vertical arrangement direction. An image display device, wherein the polarization combining means and another piece of the same polarization combining means are bonded in a state of being inverted by 180 ° about the optical axis.
【請求項4】請求項1ないし請求項3のいずれかに記載
の映像表示装置であって、 第一のアレイレンズあるいは第二のアレイレンズの各々
のレンズにおいて、通過する光束量が最大となるレンズ
の光軸をレンズ基準位置とし、偏光合成手段の位置決め
基準を該レンズ基準位置に合わせたことを特徴とする映
像表示装置。
4. The image display device according to claim 1, wherein the amount of luminous flux passing through each of the first array lens and the second array lens is maximized. An image display device, wherein an optical axis of a lens is set as a lens reference position, and a positioning reference of the polarization combining means is adjusted to the lens reference position.
【請求項5】請求項ないし請求項4のいずれかに記載の
映像表示装置であって、 第一のアレイレンズあるいは第二のアレイレンズの各々
のレンズの位置を決め基準としての位置決め部と、偏光
合成手段の位置決め基準としての位置決め部を設けたこ
とを特徴とする映像表示装置。
5. The image display device according to claim 4, wherein: a positioning section as a reference for determining a position of each lens of the first array lens or the second array lens; An image display device comprising a positioning section as a positioning reference for a polarization combining means.
【請求項6】請求項ないし請求項5のいずれかに記載の
映像表示装置であって、 第一のアレイレンズあるいは第二のアレイレンズの各々
のレンズの基準位置を示す第一の位置決め部と、該基準
位置に偏光合成手段の1つの配列の光軸中心を適合する
ための第二の位置決め部が、組み立て時に、それぞれ組
み合わさる構成、例えば第一の位置決め部および第二の
位置決め部が凸部と凹部で構成されて、組み立て時には
位置決めされる構成、であることを特徴とする映像表示
装置。
6. The image display device according to claim 5, wherein a first positioning portion indicating a reference position of each lens of the first array lens or the second array lens. A configuration in which a second positioning portion for adjusting the optical axis center of one array of the polarization combining means to the reference position is combined at the time of assembly, for example, the first positioning portion and the second positioning portion are convex. A video display device comprising a part and a concave part, which is positioned during assembly.
【請求項7】請求項ないし請求項5のいずれかに記載の
映像表示装置であって、 第一のアレイレンズあるいは第二のアレイレンズの各々
のレンズにおける基準位置を偏光合成手段の1つの基準
配列の光軸中心に適合させ、かつ前記基準位置から各々
のレンズの光軸ピッチを、前記偏光合成手段の1つの基
準配列の光軸中心から各々の配列の光軸中心のピッチの
積み上げ誤差を含む寸法値に適合する位置に設けたこと
を特徴とする映像表示装置。
7. The image display device according to claim 5, wherein a reference position in each of the first array lens and the second array lens is set as one reference of the polarization combining means. The optical axis pitch of each lens is adjusted to the center of the optical axis of the array, and the stacking error of the pitch of the center of the optical axis of each array from the center of the optical axis of one reference array of the polarization combining means is determined. An image display device provided at a position suitable for a dimension value including the image value.
【請求項8】多分割状とされたアレイレンズと、 前記アレイレンズの少なくとも1つと同等、ないしはよ
り薄い厚みを有する偏光合成手段と、 を備えてなることを特徴とする表示装置。
8. A display device comprising: a multi-segment array lens; and polarization combining means having a thickness equal to or smaller than at least one of the array lenses.
【請求項9】多分割状とされたアレイレンズと、偏光合
成手段とを備え、 前記アレイレンズと前記偏光合成手段は、前記アレイレ
ンズの各レンズの光軸に適合するように所定の相対位置
関係を有して一体状に貼り合わされてなることを特徴と
する表示装置。
9. An array lens having a multi-segment shape and polarization combining means, wherein said array lens and said polarization combining means have predetermined relative positions so as to match the optical axis of each lens of said array lens. A display device characterized by being integrally bonded with a relationship.
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