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JP2005181659A - Rear projection display - Google Patents

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JP2005181659A
JP2005181659A JP2003422096A JP2003422096A JP2005181659A JP 2005181659 A JP2005181659 A JP 2005181659A JP 2003422096 A JP2003422096 A JP 2003422096A JP 2003422096 A JP2003422096 A JP 2003422096A JP 2005181659 A JP2005181659 A JP 2005181659A
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JP
Japan
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light
projection
optical system
color
display device
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2003422096A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Atsushi Sekine
淳 関根
Tetsuo Hattori
徹夫 服部
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
Priority to JP2003422096A priority Critical patent/JP2005181659A/en
Publication of JP2005181659A publication Critical patent/JP2005181659A/en
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Abstract

【課題】 リアプロジェクション型表示装置の小型化を図る。
【解決手段】 光源11と、光源11から射出される光を複数の色光に色分解する色分解光学系と、各色光毎に配置され、色分解光学系による各色光を入射して偏光分離する偏光分離光学系と、各色光毎に配置され、偏光分離光学系を射出した各色光を入射して変調するライトバルブ18R、18G、18Bから射出された光を反射ミラー42へ投射する投射レンズ20とを備えているリアプロジェクション型表示装置において、光源11から射出される光源光の光軸を色分解光学系によって分解されて進行する各色光の光軸によって形成される平面に直交させた。
【選択図】 図1
PROBLEM TO BE SOLVED: To downsize a rear projection type display device.
SOLUTION: A light source 11, a color separation optical system that separates light emitted from the light source 11 into a plurality of color lights, and a color separation optical system that is arranged for each color light, and each color light by the color separation optical system is incident and polarized and separated. A polarized light separating optical system and a projection lens 20 that is arranged for each color light and projects the light emitted from the light valves 18R, 18G, and 18B that are incident on and modulated each colored light emitted from the polarized light separated optical system onto the reflecting mirror 42. The optical axis of the light source light emitted from the light source 11 is orthogonal to a plane formed by the optical axis of each color light traveling by being separated by the color separation optical system.
[Selection] Figure 1

Description

この発明は、反射型ライトバルブを使用した投射型表示装置を内蔵したリアプロジェクション型表示装置に関する。   The present invention relates to a rear projection type display device incorporating a projection type display device using a reflective light valve.

図8は従来の投射型表示装置の概念図である。   FIG. 8 is a conceptual diagram of a conventional projection display device.

図8には反射型ライトバルブを使用した従来の投射型表示装置100が示されている。   FIG. 8 shows a conventional projection display device 100 using a reflective light valve.

なお、図8に示すようにX軸、Y軸、Z軸は互いに直交する。Z軸は紙面の下側から上側に向かう、紙面に直角な方向を示す。   As shown in FIG. 8, the X axis, the Y axis, and the Z axis are orthogonal to each other. The Z axis indicates a direction perpendicular to the paper surface from the bottom to the top of the paper.

ランプと凹面鏡とからなる光源101から射出された光源光は光軸をX軸方向へ進み、偏光変換照明装置102に入射して振動方向がZ軸と平行な方向を有する偏光に変換される。偏光変換照明装置102は、複数のレンズをマトリクス形状に配置した第1レンズ板(図示せず)と、この第1レンズ板を構成する各レンズの焦点位置近傍配置され、第1レンズ板と同様に複数のレンズをマトリクス形状に配置した第2レンズ板(図示せず)と、偏光変換装置(図示せず)と、偏光変換装置から射出された複数の光束を後述のライトバルブ上に重畳して照射するためのコンデンサレンズ(図示せず)とを有する。偏光変換装置は、偏光分離部とこの偏光分離部と平行に配置された反射層との組み合わせを複数組アレイ状に形成したプリズムアレイと、このプリズムアレイの偏光分離部を透過する偏光の射出面又は反射層によって反射され射出される偏光のどちらか一方の偏光の振動方向を変える1/2波長板とからなる。   The light source light emitted from the light source 101 composed of a lamp and a concave mirror travels along the optical axis in the X-axis direction, enters the polarization conversion illumination device 102, and is converted into polarized light having a vibration direction parallel to the Z-axis. The polarization conversion illumination device 102 is arranged in the vicinity of a focal point of each lens constituting the first lens plate (not shown) having a plurality of lenses arranged in a matrix shape, and is the same as the first lens plate. A second lens plate (not shown) having a plurality of lenses arranged in a matrix, a polarization conversion device (not shown), and a plurality of light beams emitted from the polarization conversion device are superimposed on a light valve described later. And a condenser lens (not shown) for irradiation. The polarization conversion device includes a prism array in which a combination of a polarization separation unit and a reflective layer arranged in parallel with the polarization separation unit is formed in an array, and an exit surface of polarized light that passes through the polarization separation unit of the prism array Alternatively, it comprises a half-wave plate that changes the vibration direction of either polarized light reflected and emitted by the reflective layer.

クロスダイクロイックミラー103は、コンデンサレンズから射出されたZ軸に平行な方向に振動方向を有する偏光を、入射光軸に直交するとともに、互いに反対方向であるY軸方向の光軸を進行するB(青)光と、−Y軸方向の光軸を進行するR(赤)光とG(緑)光との混合光とに色分解する。クロスダイクロイックミラー103は、B光を反射し、R光とG光とを透過させる特性を有するダイクロイックミラー103Bと、R光とG光とを反射し、B光を透過させる特性を有するダイクロイックミラー103RGとを、互いに直交するように、且つ両者がXY平面に対して垂直になるように配置してなる。   The cross dichroic mirror 103 propagates polarized light having a vibration direction in a direction parallel to the Z-axis emitted from the condenser lens, along the optical axis in the Y-axis direction, which is orthogonal to the incident optical axis and opposite to each other. The color is separated into blue) light and mixed light of R (red) light and G (green) light traveling on the optical axis in the −Y axis direction. The cross dichroic mirror 103 includes a dichroic mirror 103B that reflects B light and transmits R light and G light, and a dichroic mirror 103RG that reflects R light and G light and transmits B light. Are arranged so as to be orthogonal to each other and to be perpendicular to the XY plane.

色分解されたB光は偏向ミラー104で反射されて進行方向を変え、偏光ビームスプリッタ107Bに入射する。偏光ビームスプリッタ107Bに入射した光は偏光分離部で反射され、射出面から射出され、B光用に配置された反射型ライトバルブ108Bに入射する。   The color-separated B light is reflected by the deflecting mirror 104, changes its traveling direction, and enters the polarization beam splitter 107B. The light that has entered the polarization beam splitter 107B is reflected by the polarization separation unit, exits from the exit surface, and enters the reflective light valve 108B disposed for the B light.

色分解されたR光とG光との混合光は偏向ミラー105で反射されて進行方向を変え、G光を反射し、R光を透過させる特性を有するダイクロイックミラー106に入射し、G光とR光とに色分解される。G光とR光とはそれぞれ各色光毎に配置された偏光ビームスプリッタ107G、107Rに入射し、偏光分離部で反射され、それぞれの色光毎に配置された反射型ライトバルブ108G、108Rに入射する。   The mixed light of the color-separated R light and G light is reflected by the deflecting mirror 105, changes its traveling direction, reflects the G light, and enters the dichroic mirror 106 having the characteristic of transmitting the R light. Color separation into R light. The G light and the R light are incident on the polarization beam splitters 107G and 107R arranged for the respective color lights, reflected by the polarization separation unit, and incident on the reflection type light valves 108G and 108R arranged for the respective color lights. .

色光毎に配置されたライトバルブ108B、108G、108Rに入射した各色光は、色信号によって変調作用を受けて反射され、偏光ビームスプリッタ107B、107G、107Rに再度入射し、偏光分離部で偏光分離されて検光される。透過光として取り出された変調光は色合成光学系を構成するクロスダイクロイックプリズム109のそれぞれ異なる入射面に入射する。クロスダイクロイックプリズム109はR光反射ダイクロイック膜109RとB光反射ダイクロイック膜109Bとが直交するように、且つXY平面に垂直に配置されている。そのため、R光はダイクロイック膜109Rで反射され、B光はダイクロイック膜109Bで反射され、G光は両ダイクロイック膜を透過し、色合成されて射出面から射出される。クロスダイクロイックプリズム109で色合成された変調光は投射レンズ110にX軸に平行な方向の光軸として入射する。この投射レンズ110は入射側の後群レンズ110Aと射出側の前群レンズ110Bとを有する。両者の光軸は直交する。また、図示しないが、投射レンズ110は反射偏向ミラーを有しており、前群レンズ110Bから射出される投射像はZ軸に平行な光軸で投射される。   Each color light incident on the light valves 108B, 108G, and 108R arranged for each color light is reflected by being modulated by the color signal, is incident again on the polarization beam splitters 107B, 107G, and 107R, and is separated by the polarization separation unit. To be analyzed. The modulated light extracted as transmitted light is incident on different incident surfaces of the cross dichroic prism 109 constituting the color synthesis optical system. The cross dichroic prism 109 is disposed so that the R light reflecting dichroic film 109R and the B light reflecting dichroic film 109B are orthogonal to each other and perpendicular to the XY plane. Therefore, the R light is reflected by the dichroic film 109R, the B light is reflected by the dichroic film 109B, and the G light is transmitted through both dichroic films, and is color-combined and emitted from the emission surface. The modulated light color-combined by the cross dichroic prism 109 enters the projection lens 110 as an optical axis in a direction parallel to the X axis. The projection lens 110 includes a rear group lens 110A on the incident side and a front group lens 110B on the exit side. Both optical axes are orthogonal. Although not shown, the projection lens 110 has a reflection deflection mirror, and the projection image emitted from the front lens group 110B is projected on an optical axis parallel to the Z axis.

図9は図8の投射型表示装置を使用した従来のリアプロジェクション型表示装置の縦断面を示す概念図である。   FIG. 9 is a conceptual diagram showing a longitudinal section of a conventional rear projection display device using the projection display device of FIG.

図9はリアプロジェクション型表示装置の筐体112内に収容された投射型表示装置100を図8の光源101の後側からX軸方向に見たときの図である。なお、図8のX軸方向と図9のX軸方向とは一致している。   FIG. 9 is a view of the projection display device 100 housed in the housing 112 of the rear projection display device when viewed from the rear side of the light source 101 in FIG. 8 in the X-axis direction. Note that the X-axis direction in FIG. 8 and the X-axis direction in FIG. 9 coincide.

スクリーン114は筐体112の前面部112Aの開口に、反射ミラーは筐体112の背面部112Bにそれぞれ組み付けられている。   The screen 114 is assembled to the opening of the front surface portion 112A of the housing 112, and the reflection mirror is assembled to the back surface portion 112B of the housing 112.

投射型表示装置100の投射レンズ110によって投射される投射像は反射ミラー113に入射し、ここで反射されてスクリーン114に投射される。投射レンズ110からZ軸方向に光が射出されるので、反射ミラー113に光を入射させるため、断面が直角三角形の台111の斜面上に投射型表示装置100が配置されている(図9参照)。反射ミラー113で反射された光の光軸はスクリーン114に垂直に入射する。
特開2003−29210号公報
The projection image projected by the projection lens 110 of the projection display device 100 is incident on the reflection mirror 113, reflected here, and projected onto the screen 114. Since light is emitted from the projection lens 110 in the Z-axis direction, the projection display device 100 is arranged on the slope of the table 111 having a right-angled triangle in order to make the light incident on the reflection mirror 113 (see FIG. 9). ). The optical axis of the light reflected by the reflection mirror 113 enters the screen 114 perpendicularly.
JP 2003-29210 A

しかし、図9に示すように従来の投射型表示装置を利用したリアプロジェクション型表示装置では、投射レンズ110から投射型表示装置100の側面までの物理的な制約のために投射レンズ110をスクリーン114に十分近づけることができないので、その分リアプロジェクション型表示装置の厚さ(前後方向の長さ)が大きくなってしまうという問題があった。   However, in the rear projection display device using the conventional projection display device as shown in FIG. 9, the projection lens 110 is placed on the screen 114 due to physical restrictions from the projection lens 110 to the side surface of the projection display device 100. Therefore, there is a problem that the thickness (length in the front-rear direction) of the rear projection type display device is increased accordingly.

この発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、その課題はリアプロジェクション型表示装置の小型化を図ることである。   The present invention has been made in view of such circumstances, and its object is to reduce the size of the rear projection type display device.

請求項1に記載の発明は、光源から射出された光源光を複数の色光に色分解する色分解光学系と、前記各色光毎に配置され、前記色分解光学系によって色分解された各色光を偏光分離する偏光分離光学系と、前記偏光分離光学系から射出された前記各色光を変調するライトバルブから射出された光を反射ミラーへ投射する投射光学系と、前記反射ミラーで反射された投射光が入射するスクリーンとを備えているリアプロジェクション型表示装置において、前記色分解光学系に入射する前記光源光の光軸は、前記色分解光学系で色分解された各色光を含む平面に垂直であることを特徴とする。   The invention according to claim 1 is a color separation optical system that separates light source light emitted from a light source into a plurality of color lights, and each color light that is arranged for each color light and is color-separated by the color separation optical system. A polarized light separating optical system for separating the polarized light, a projection optical system for projecting light emitted from a light valve that modulates each color light emitted from the polarized light separating optical system to a reflecting mirror, and reflected by the reflecting mirror In a rear projection display device including a screen on which projection light is incident, an optical axis of the light source light incident on the color separation optical system is a plane including each color light color-separated by the color separation optical system. It is characterized by being vertical.

請求項2に記載の発明は、請求項1記載のリアプロジェクション型表示装置において、前記投射光学系は、投射レンズと、前記投射レンズに入射した光を偏向する偏向ミラーとを有することを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the rear projection display device according to the first aspect, the projection optical system includes a projection lens and a deflection mirror that deflects light incident on the projection lens. To do.

請求項3に記載の発明は、請求項1又は2記載のリアプロジェクション型表示装置において、前記投射光学系は前記スクリーンの近傍に配置されていることを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in the rear projection type display device according to the first or second aspect, the projection optical system is disposed in the vicinity of the screen.

請求項4に記載の発明は、請求項1〜3のいずれか1項記載のリアプロジェクション型表示装置において、前記投射光学系に入射する光の光軸と前記投射光学系から射出される投射光の光軸とのなす角度は90度未満であることを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the rear projection display device according to any one of the first to third aspects, the optical axis of light incident on the projection optical system and the projection light emitted from the projection optical system The angle formed with the optical axis is less than 90 degrees.

請求項5に記載の発明は、請求項1〜4のいずれか1項記載のリアプロジェクション型表示装置において、前記投射光学系から射出される投射光の光軸は、前記偏光分離光学系の偏光分離部に垂直な面に対して平行であることを特徴とする。   According to a fifth aspect of the present invention, in the rear projection type display device according to any one of the first to fourth aspects, the optical axis of the projection light emitted from the projection optical system is a polarization of the polarization separation optical system. It is characterized by being parallel to a plane perpendicular to the separation part.

請求項6に記載の発明は、請求項1〜4のいずれか1項記載のリアプロジェクション型表示装置において、前記投射レンズから射出される投射光の光軸は、前記偏光分離光学系の偏光分離部に垂直な面に対して傾斜していることを特徴とする。   According to a sixth aspect of the present invention, in the rear projection type display device according to any one of the first to fourth aspects, the optical axis of the projection light emitted from the projection lens is the polarization separation of the polarization separation optical system. It is characterized by being inclined with respect to a plane perpendicular to the part.

この発明によれば、リアプロジェクション型表示装置の小型化を図ることができる。   According to the present invention, the rear projection display device can be reduced in size.

以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1はこの発明の第1実施形態に係るリアプロジェクション型表示装置に用いられる投射型表示装置の基本構成を示す図である。   FIG. 1 is a diagram showing a basic configuration of a projection display device used in a rear projection display device according to a first embodiment of the present invention.

なお、図1に示すようにX軸、Y軸、Z軸は互いに直交する。Z軸は紙面に直交し、紙面下部より上部へ向かう方向を示す。   As shown in FIG. 1, the X axis, the Y axis, and the Z axis are orthogonal to each other. The Z axis is orthogonal to the paper surface and indicates a direction from the lower part of the paper toward the upper part.

ランプと凹面鏡とからなる光源11から射出される光源光の光軸はZ軸に平行な方向に進行し、偏光変換照明装置12に入射し、Z軸に平行に進行する。偏光変換照明装置12から射出された光は、B光を反射し、R光とG光とを透過させる特性を有するダイクロイックミラー13Bと、R光とG光とを反射し、B光を透過させる特性のダイクロイックミラー13RGとを互いに直交して配置したクロスダイクロイックミラー13に入射し、Y方向に光軸が進行するB光と、その反対方向に光軸が進行するR光とG光との混合光とに色分解する。ダイクロイックミラー13Bとダイクロイックミラー13RGとはそれぞれYZ平面に垂直に配置されている。   The optical axis of the light source light emitted from the light source 11 including the lamp and the concave mirror travels in a direction parallel to the Z axis, enters the polarization conversion illumination device 12, and travels parallel to the Z axis. The light emitted from the polarization conversion illumination device 12 reflects the B light, reflects the R light and the G light, reflects the R light and the G light, and transmits the B light. The dichroic mirror 13RG having the characteristic is incident on the cross dichroic mirror 13 arranged orthogonal to each other, and the B light whose optical axis travels in the Y direction and the R light and G light whose optical axis travels in the opposite direction are mixed. Color separation into light. The dichroic mirror 13B and the dichroic mirror 13RG are respectively disposed perpendicular to the YZ plane.

色分解されたB光は偏向ミラー14で反射され、その光軸はXY平面に平行に進行して偏光ビームスプリッタ17Bに入射し、XY平面に垂直に配置された偏光分離部で反射され、B光用に配置された反射型ライトバルブ18Bに入射する。   The color-separated B light is reflected by the deflecting mirror 14, the optical axis thereof travels parallel to the XY plane, enters the polarization beam splitter 17B, and is reflected by the polarization separation unit arranged perpendicular to the XY plane. The light enters the reflective light valve 18B arranged for light.

色分解されたR光とG光との混合光は偏向ミラー15で反射され、その光軸はB光と同様にXY平面に平行に進行し、G光を反射し、R光を透過させる特性のダイクロイックミラー16に入射する。ダイクロイックミラー16でG光とR光とに色分解された光は、各色光毎に配置された偏光ビームスプリッタ(偏光分離光学系)17G、17Rに入射し、XY平面に垂直に配置された偏光分離部で反射され、各色光毎に配置された反射型ライトバルブ18G、18Rに入射する。   The mixed light of the color-separated R light and G light is reflected by the deflecting mirror 15, and its optical axis travels parallel to the XY plane in the same manner as the B light, reflects the G light, and transmits the R light. Is incident on the dichroic mirror 16. The light color-separated into G light and R light by the dichroic mirror 16 is incident on polarization beam splitters (polarization separation optical systems) 17G and 17R arranged for each color light, and polarized light arranged perpendicular to the XY plane. The light is reflected by the separation unit and enters the reflection type light valves 18G and 18R arranged for each color light.

この実施形態においては色分解光学系を構成するクロスダイクロイックミラー13、偏向ミラー14、15、ダイクロイックミラー16によって色分解されたB光、G光及びR光の各光軸によって形成される平面はXY平面に平行な平面であり、光源13から射出される光源光の光軸に直交する。   In this embodiment, the plane formed by the optical axes of the B light, G light, and R light separated by the cross dichroic mirror 13, the deflecting mirrors 14 and 15, and the dichroic mirror 16 constituting the color separation optical system is XY. The plane is parallel to the plane and is orthogonal to the optical axis of the light source light emitted from the light source 13.

各色光用に配置した反射型ライトバルブ18R、18G、18Bにそれぞれ入射した各色光は各色光の色信号によって変調作用を受ける。反射型ライトバルブ18R、18G、18Bは、入射光と異なる振動方向を有する偏光に変換させた変調光と入射光と同じ偏光で反射させた非変調光とを再度偏光ビームスプリッタ17B、17G、17Rにそれぞれ入射させる。偏光ビームスプリッタ17B、17G、17Rは偏光分離部を透過する変調光だけを検光して取り出し、色合成光学系を構成するクロスダイクロイックプリズム19のそれぞれ異なる入射面から入射させる。R光はXY平面に垂直に配置されたR光反射ダイクロイック膜19Rで反射され、B光はXY平面に垂直且つR光反射ダイクロイク膜19Rと直交するように配置されたB光反射ダイクロイック19Bで反射され、G光は両膜を透過し、色合成されて射出面からX軸に平行な方向に射出される。合成光が投射レンズ(投射光学系)20を経由して入射し、図示しないスクリーン上に投射される。   Each color light incident on each of the reflection type light valves 18R, 18G, 18B arranged for each color light is modulated by the color signal of each color light. The reflection type light valves 18R, 18G, and 18B again convert the modulated light converted into polarized light having a vibration direction different from that of the incident light and the non-modulated light reflected by the same polarization as the incident light, to the polarization beam splitters 17B, 17G, and 17R. Respectively. The polarization beam splitters 17B, 17G, and 17R detect and extract only the modulated light that passes through the polarization separation unit, and enter it from different incident surfaces of the cross dichroic prism 19 that constitutes the color synthesis optical system. The R light is reflected by an R light reflecting dichroic film 19R arranged perpendicular to the XY plane, and the B light is reflected by a B light reflecting dichroic film 19B arranged perpendicular to the XY plane and orthogonal to the R light reflecting dichroic film 19R. Then, the G light passes through both films, is color-combined, and is emitted from the exit surface in a direction parallel to the X axis. The combined light enters through a projection lens (projection optical system) 20 and is projected on a screen (not shown).

投射レンズ20は後群レンズ20Aと前群レンズ20Bと、両者の間に配置された偏向ミラー20Cとを有する。偏向ミラー20CはXY平面に垂直であり、偏向ミラー20Cへの入射光軸の入射角は45度未満である。投射レンズ20の前群レンズ20Bから射出する投射光の光軸はXY平面に平行であり、その光軸と後群レンズ20Aに入射する合成光の光軸とがなす角度θは90度未満である。   The projection lens 20 includes a rear group lens 20A, a front group lens 20B, and a deflection mirror 20C disposed therebetween. The deflection mirror 20C is perpendicular to the XY plane, and the incident angle of the incident optical axis to the deflection mirror 20C is less than 45 degrees. The optical axis of the projection light emitted from the front group lens 20B of the projection lens 20 is parallel to the XY plane, and the angle θ formed by the optical axis and the optical axis of the combined light incident on the rear group lens 20A is less than 90 degrees. is there.

図2はこの発明の第1実施形態に係るリアプロジェクション型表示装置に用いられる投射型表示装置を説明するための概念図である。   FIG. 2 is a conceptual view for explaining a projection display device used in the rear projection display device according to the first embodiment of the present invention.

なお、筐体30の一部は図示されていない。   A part of the housing 30 is not shown.

図1における紙面(XY平面に平行な面)に平行な面は図2の床面部材31A(XZ平面に平行面)に垂直な面(XY平面に平行な面)である。投射型表示装置10を構成する光学部材はXY平面に平行な筐体30の床面部材(面)31A上に取り付けられている。各色光用の反射型ライトバルブ18R、18G、18Bと偏光ビームスプリッタ17R、17G、17Bとはそれぞれ図示しない一体化部材を用いて結合されている(図2においては、両者の配置だけを記載している)。   A plane parallel to the paper surface (a plane parallel to the XY plane) in FIG. 1 is a plane (a plane parallel to the XY plane) perpendicular to the floor member 31A (a plane parallel to the XZ plane) in FIG. The optical member constituting the projection display device 10 is mounted on a floor member (surface) 31A of the housing 30 parallel to the XY plane. The reflective light valves 18R, 18G, and 18B for light of each color and the polarization beam splitters 17R, 17G, and 17B are coupled using an unillustrated integrated member (FIG. 2 shows only the arrangement of both). ing).

一体化された各色用のライトバルブ18R、18G、18Bと偏光ビームスプリッタ17R、17G、17Bとはそれぞれ光路長補正光学部材21R、21G、21Bを用いて色合成光学系のクロスダイクロイックプリズム19に取り付けられている。床面部材31Aには、一体化された光学部品(一体型光学部品)のうちのクロスダイクロイックプリズム19の両ダイクロイック膜19R、19BのX型の露出する面の一方が接着されている。また、ダイクロイックミラー16と、偏向ミラー14、15と、クロスダイクロイックミラー13を構成するダイクロイックミラー13B、13RGとがそれぞれ図示しない取り付け部材を用いて床面部材31A上に取り付けられている。更に、床面部材31Aのクロスダイクロイックミラー13の下部には光源11から射出される光源光の通過を担保する開口部31Bが形成されている。   The integrated light valves 18R, 18G, and 18B for the respective colors and the polarizing beam splitters 17R, 17G, and 17B are attached to the cross dichroic prism 19 of the color synthesis optical system using optical path length correcting optical members 21R, 21G, and 21B, respectively. It has been. One of the X-type exposed surfaces of both dichroic films 19R and 19B of the cross dichroic prism 19 in the integrated optical component (integrated optical component) is bonded to the floor surface member 31A. Further, the dichroic mirror 16, the deflection mirrors 14 and 15, and the dichroic mirrors 13B and 13RG constituting the cross dichroic mirror 13 are respectively mounted on the floor member 31A using mounting members (not shown). Furthermore, an opening 31B that ensures passage of light source light emitted from the light source 11 is formed below the cross dichroic mirror 13 of the floor member 31A.

投射レンズ20の入射面側の鏡筒部分は箱部材31のマウント部分31Bに取り付けられている。   The lens barrel portion on the incident surface side of the projection lens 20 is attached to the mount portion 31 </ b> B of the box member 31.

図3は図2の投射型表示装置をX軸方向から見た図である。   FIG. 3 is a view of the projection display device of FIG. 2 viewed from the X-axis direction.

筐体30は箱部材31と箱部材32とを組み合わせてなる。   The housing 30 is a combination of a box member 31 and a box member 32.

箱部材31には、反射型ライトバルブ18R、18G、18Bと偏光ビームスプリッタ17R、17G、17Bとクロスダイクロイックプリズム19とからなる一体型光学部品が床面部材31Aに前述の方法で取り付けられている。箱部材31に隣接して配置された箱部材32内には床面部材31Aに一体型光学部品とは反対方向から取り付けた偏光変換照明装置12及び光源11が配置されている。   In the box member 31, an integrated optical component composed of the reflection type light valves 18R, 18G, 18B, the polarization beam splitters 17R, 17G, 17B and the cross dichroic prism 19 is attached to the floor member 31A by the method described above. . In the box member 32 arranged adjacent to the box member 31, the polarization conversion illumination device 12 and the light source 11 attached to the floor member 31A from the opposite direction to the integrated optical component are arranged.

図4はリアプロジェクション型表示装置の縦断面を示す概念図である。   FIG. 4 is a conceptual diagram showing a longitudinal section of the rear projection type display device.

反射ミラー42とスクリーン43とはそれぞれXY平面に垂直であり、両者は所定の角度をなすように配置されている。投射型表示装置10の投射レンズ20をスクリーン43を取り付ける前面部材41Aに近接させて配置する。投射レンズ20から射出された投射光は反射ミラー42で反射されてスクリーン43上に投射像が投射される。投射レンズ20から射出される拡散投射光の外縁部であって、スクリーン42の最も上部に入射する部分を反射ミラー42のスクリーン43に最も近い位置に入射させることができる。   The reflection mirror 42 and the screen 43 are each perpendicular to the XY plane, and both are arranged at a predetermined angle. The projection lens 20 of the projection type display device 10 is arranged close to the front member 41A to which the screen 43 is attached. The projection light emitted from the projection lens 20 is reflected by the reflection mirror 42 and a projection image is projected onto the screen 43. A portion that is the outer edge portion of the diffuse projection light emitted from the projection lens 20 and that is incident on the uppermost portion of the screen 42 can be incident on a position closest to the screen 43 of the reflection mirror 42.

この実施形態の投射型表示装置によれば、光源11から射出される光源光の光軸が色分解光学系によって分解されて進行する各色光の光軸で形成される仮想平面に対して直交するので、投射レンズ20をスクリーン43に接近させることができ、リアプロジェクション型表示装置の厚み(X軸方向の寸法)を小さくすることができる。   According to the projection type display apparatus of this embodiment, the optical axis of the light source light emitted from the light source 11 is orthogonal to the virtual plane formed by the optical axes of the respective color lights traveling by being separated by the color separation optical system. Therefore, the projection lens 20 can be brought close to the screen 43, and the thickness (dimension in the X-axis direction) of the rear projection display device can be reduced.

また、反射ミラー42からの光が入射するスクリーン43の最上部と反射ミラー42との距離を従来例より短くできるので、リアプロジェクション型表示装置の厚みを更に小さくすることができる。   Further, since the distance between the uppermost part of the screen 43 on which the light from the reflection mirror 42 enters and the reflection mirror 42 can be made shorter than that of the conventional example, the thickness of the rear projection display device can be further reduced.

図5はこの発明の第2実施形態に係るリアプロジェクション型表示装置に用いられる投射型表示装置の基本構成を示す図であり、第1実施形態と共通する部分には同一符号を付してその説明を省略する。   FIG. 5 is a diagram showing a basic configuration of a projection type display device used in a rear projection type display device according to a second embodiment of the present invention, and parts common to the first embodiment are assigned the same reference numerals and Description is omitted.

なお、図5に示すようにX軸、Y軸、Z軸は互いに直交する。Z軸は紙面に直交し、紙面下部より上部へ向かう方向を示す。   As shown in FIG. 5, the X axis, the Y axis, and the Z axis are orthogonal to each other. The Z axis is orthogonal to the paper surface and indicates a direction from the lower part of the paper toward the upper part.

第1実施形態と同様に、色分解光学系を構成するクロスダイクロイックミラー13、偏向ミラー14、15、ダイクロイックミラー16によって色分解されたB光、G光及びR光のそれぞれの光軸によって形成される平面はXY平面に平行な平面である。光源11から射出される光源光の光軸はZ軸に平行であって、XY平面に平行な平面に垂直である。   As in the first embodiment, each of the optical axes of the B light, G light, and R light separated by the cross dichroic mirror 13, the deflection mirrors 14 and 15, and the dichroic mirror 16 constituting the color separation optical system is formed. The plane that is parallel to the XY plane. The optical axis of the light source light emitted from the light source 11 is parallel to the Z axis and perpendicular to a plane parallel to the XY plane.

この実施形態は、後群レンズ20Aと前群レンズ20Bとの間に配置される偏向ミラー20Cの反射方向を図5のXZ平面に平行な方向とした点で第1実施形態と相違する。なお、投射レンズ20に入射する合成光の光軸と投射レンズ20から射出される投射光の光軸とのなす角度は90度未満であり、その角度は第1実施形態と同じである。また、画像形成領域が長方形形状である各色光用反射型ライトバルブ18B、18G、18Gの偏光ビームスプリッタ17B、17G、17Rに対する配置が第1実施形態の投射型表示装置と相違する。この実施形態では偏光ビームスプリッタ17B、17G、17Rの高さ方向(Z軸方向)に配置する反射型ライトバルブ18B、18G、18Rの長方形形状の画像形成領域の短辺がZ軸に平行になるように配置した。   This embodiment is different from the first embodiment in that the reflection direction of the deflecting mirror 20C disposed between the rear group lens 20A and the front group lens 20B is parallel to the XZ plane of FIG. The angle formed by the optical axis of the combined light incident on the projection lens 20 and the optical axis of the projection light emitted from the projection lens 20 is less than 90 degrees, and the angle is the same as in the first embodiment. In addition, the arrangement of the reflective light valves for color light 18B, 18G, and 18G having the rectangular image forming area with respect to the polarization beam splitters 17B, 17G, and 17R is different from that of the projection display device of the first embodiment. In this embodiment, the short sides of the rectangular image forming regions of the reflection type light valves 18B, 18G, and 18R arranged in the height direction (Z-axis direction) of the polarizing beam splitters 17B, 17G, and 17R are parallel to the Z-axis. Arranged.

図6はこの発明の第2実施形態に係るリアプロジェクション型表示装置に用いられる投射型表示装置を説明するための概念図である。   FIG. 6 is a conceptual diagram for explaining a projection type display device used in a rear projection type display device according to a second embodiment of the present invention.

ライトバルブ18B、18G、18Rと偏光ビームスプリッタ17B、17G、17Rとクロスダイクロイックプリズム19とは一体化されている。クロスダイクロイックプリズム19の下面は筐体30のXY面に平行な床面部材31Aに取り付けられている。筐体30は互いに隣接するように接合された箱部材31,32で構成される。投射レンズ20の入射面側の鏡筒部分は箱部材31のマウント部31Bに取り付けられている。ダイクロイックミラー16、偏向ミラー14、15、クロスダイクロイックミラー13が床面部材31A上に配置されている。なお、床面部材31Aのクロスダイクロイックミラー13の下部には光源光の通過を担保する円形開口部が形成されている。   The light valves 18B, 18G, and 18R, the polarizing beam splitters 17B, 17G, and 17R, and the cross dichroic prism 19 are integrated. The lower surface of the cross dichroic prism 19 is attached to a floor member 31 </ b> A parallel to the XY plane of the housing 30. The housing 30 is composed of box members 31 and 32 joined so as to be adjacent to each other. The lens barrel portion on the incident surface side of the projection lens 20 is attached to the mount portion 31 </ b> B of the box member 31. The dichroic mirror 16, the deflection mirrors 14 and 15, and the cross dichroic mirror 13 are arranged on the floor member 31A. Note that a circular opening that ensures passage of light source light is formed in the lower portion of the cross dichroic mirror 13 of the floor member 31A.

箱部材32内には光源11及び偏光変換照明装置12が図に示すように配置され、光源光がZ軸に平行な方向に進行し、開口部を経てクロスダイクロイックミラー13に入射する。   The light source 11 and the polarization conversion illumination device 12 are arranged in the box member 32 as shown in the figure, and the light source light travels in a direction parallel to the Z axis and enters the cross dichroic mirror 13 through the opening.

図7はリアプロジェクション型表示装置の縦断面を示す概念図であり、第1実施形態と共通する部分には同一符号を付してその説明を省略する。   FIG. 7 is a conceptual diagram showing a longitudinal section of the rear projection type display device. The same reference numerals are given to the same parts as those in the first embodiment, and the description thereof is omitted.

反射ミラー42とスクリーン43とはそれぞれXY平面に垂直であり、両者は所定の角度をなすように配置されている。投射レンズ20をスクリーン43を取り付ける前面部材41Aに近接させて配置する。投射レンズ20から射出された投射光は反射ミラー42で反射され、スクリーン43上に投射像が投射される。このとき、投射レンズ20から射出される拡散投射光の外縁部であって、スクリーン42の最も上部に入射する部分をスクリーン43に最も近い位置に入射させることができる。   The reflection mirror 42 and the screen 43 are each perpendicular to the XY plane, and both are arranged at a predetermined angle. The projection lens 20 is arranged close to the front member 41A to which the screen 43 is attached. The projection light emitted from the projection lens 20 is reflected by the reflection mirror 42, and a projection image is projected on the screen 43. At this time, the outer edge of the diffuse projection light emitted from the projection lens 20 and entering the uppermost part of the screen 42 can be made incident at a position closest to the screen 43.

この実施形態によれば、第1実施形態と同様の効果を奏する。   According to this embodiment, the same effects as those of the first embodiment can be obtained.

なお、本明細書中で光軸とは光束の中心線をいうものとする。   In the present specification, the optical axis refers to the center line of the light beam.

図1はこの発明の第1実施形態に係るリアプロジェクション型表示装置に用いられる投射型表示装置の基本構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a basic configuration of a projection display device used in a rear projection display device according to a first embodiment of the present invention. 図2はこの発明の第1実施形態に係るリアプロジェクション型表示装置に用いられる投射型表示装置を説明するための概念図である。FIG. 2 is a conceptual view for explaining a projection display device used in the rear projection display device according to the first embodiment of the present invention. 図3は図2の投射型表示装置をX軸方向から見た図である。FIG. 3 is a view of the projection display device of FIG. 2 viewed from the X-axis direction. 図4はリアプロジェクション型表示装置の縦断面を示す概念図である。FIG. 4 is a conceptual diagram showing a longitudinal section of the rear projection type display device. 図5はこの発明の第2実施形態に係るリアプロジェクション型表示装置に用いられる投射型表示装置の基本構成を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a basic configuration of a projection display device used in a rear projection display device according to the second embodiment of the present invention. 図6はこの発明の第2実施形態に係るリアプロジェクション型表示装置に用いられる投射型表示装置を説明するための概念図である。FIG. 6 is a conceptual diagram for explaining a projection type display device used in a rear projection type display device according to a second embodiment of the present invention. 図7はリアプロジェクション型表示装置の縦断面を示す概念図である。FIG. 7 is a conceptual diagram showing a longitudinal section of the rear projection type display device. 図8は従来の投射型表示装置の概念図である。FIG. 8 is a conceptual diagram of a conventional projection display device. 図9は従来のリアプロジェクション型表示装置の縦断面を示す概念図である。FIG. 9 is a conceptual diagram showing a longitudinal section of a conventional rear projection display device.

符号の説明Explanation of symbols

11 光源
12 偏光変換照明装置
13,13B,13RG クロスダイクロイックミラー
14、15 偏向ミラー
16 ダイクロイックミラー
17R、17G、17B 偏光ビームスプリッタ
18R、18G、18B 反射型ライトバルブ
19 クロスダイクロイックプリズム
20 投射レンズ(投射光学系)
20C 偏向ミラー
31A 床面部材(面)
42 反射ミラー
43 スクリーン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Light source 12 Polarization conversion illumination apparatus 13, 13B, 13RG Cross dichroic mirror 14, 15 Deflection mirror 16 Dichroic mirror 17R, 17G, 17B Polarization beam splitter 18R, 18G, 18B Reflection type light valve 19 Cross dichroic prism 20 Projection lens (projection optics) system)
20C Deflection mirror 31A Floor member (surface)
42 reflection mirror 43 screen

Claims (6)

光源から射出された光源光を複数の色光に色分解する色分解光学系と、
前記各色光毎に配置され、前記色分解光学系によって色分解された各色光を偏光分離する偏光分離光学系と、
前記偏光分離光学系から射出された前記各色光を変調するライトバルブから射出された光を反射ミラーへ投射する投射光学系と、
前記反射ミラーで反射された投射光が入射するスクリーンとを備えているリアプロジェクション型表示装置において、
前記色分解光学系に入射する前記光源光の光軸は、前記色分解光学系で色分解された各色光を含む平面に垂直である
ことを特徴とするリアプロジェクション型表示装置。
A color separation optical system for separating the light source light emitted from the light source into a plurality of color lights;
A polarization separation optical system that is arranged for each color light and separates each color light color-separated by the color separation optical system;
A projection optical system that projects light emitted from a light valve that modulates each color light emitted from the polarization separation optical system onto a reflection mirror;
In a rear projection type display device comprising a screen on which the projection light reflected by the reflection mirror is incident,
The rear projection display device, wherein an optical axis of the light source light incident on the color separation optical system is perpendicular to a plane including each color light color-separated by the color separation optical system.
前記投射光学系は、
投射レンズと、
前記投射レンズに入射した光を偏向する偏向ミラーと
を有することを特徴とする請求項1記載のリアプロジェクション型表示装置。
The projection optical system is
A projection lens;
The rear projection display device according to claim 1, further comprising: a deflecting mirror that deflects light incident on the projection lens.
前記投射光学系は前記スクリーンの近傍に配置されている
ことを特徴とする請求項1又は2記載のリアプロジェクション型表示装置。
The rear projection type display device according to claim 1, wherein the projection optical system is disposed in the vicinity of the screen.
前記投射光学系に入射する光の光軸と前記投射光学系から射出される投射光の光軸とのなす角度は90度未満であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項記載のリアプロジェクション型表示装置。   The angle formed by the optical axis of the light incident on the projection optical system and the optical axis of the projection light emitted from the projection optical system is less than 90 degrees. The rear projection type display device described. 前記投射光学系から射出される投射光の光軸は、前記偏光分離光学系の偏光分離部に垂直な面に対して平行であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項記載のリアプロジェクション型表示装置。   5. The optical axis of projection light emitted from the projection optical system is parallel to a plane perpendicular to the polarization separation unit of the polarization separation optical system. Rear projection type display device. 前記投射レンズから射出される投射光の光軸は、前記偏光分離光学系の偏光分離部に垂直な面に対して傾斜していることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項記載のリアプロジェクション型表示装置。   5. The optical axis of projection light emitted from the projection lens is inclined with respect to a plane perpendicular to the polarization separation portion of the polarization separation optical system. Rear projection type display device.
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JP2008216867A (en) * 2007-03-07 2008-09-18 Sanyo Electric Co Ltd Projection type display device

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