JP2003029336A - Projection type display device - Google Patents
Projection type display deviceInfo
- Publication number
- JP2003029336A JP2003029336A JP2001219054A JP2001219054A JP2003029336A JP 2003029336 A JP2003029336 A JP 2003029336A JP 2001219054 A JP2001219054 A JP 2001219054A JP 2001219054 A JP2001219054 A JP 2001219054A JP 2003029336 A JP2003029336 A JP 2003029336A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- display device
- projection
- light modulation
- modulation element
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
- Projection Apparatus (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、フィールドレンズ
を備えた光変調素子を用いた投写型表示装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a projection type display device using a light modulation element having a field lens.
【０００２】[0002]
【従来の技術】液晶パネルや強誘電体を光変調素子とし
て光源からの光束を２次元画像により強度変調して、投
写レンズで映写スクリーン上に投写して画像表示を行う
投写型表示装置は、小型軽量の装置で大画面表示が可能
であることから多用されている。この投写型表示装置で
は、画像が拡大投写されることから明るい投写レンズが
必要とされるところ、光変調素子と投写レンズの間に他
の光学系が介在するため、投写レンズのバックフォーカ
ス長が一定長以上に制限される。したがって、投写レン
ズを明るく（すなわちＦ値を小さく）するためには大口
径とする必要があり、上記の小型軽量の特徴を十分に発
揮することが困難となる。2. Description of the Related Art A liquid crystal panel or a ferroelectric substance is used as a light modulation element to intensity-modulate a light flux from a light source by a two-dimensional image, and a projection lens projects the light flux onto a projection screen to display an image. It is widely used because it can display a large screen with a small and lightweight device. In this projection display device, a bright projection lens is required because an image is enlarged and projected.However, since another optical system is interposed between the light modulation element and the projection lens, the back focus length of the projection lens is reduced. Limited to a certain length or longer. Therefore, in order to make the projection lens bright (that is, to reduce the F value), it is necessary to have a large diameter, and it is difficult to sufficiently exhibit the above-mentioned features of small size and light weight.
【０００３】このようなバックフォーカス長が一定長以
上に制限される場合に、口径を大きくしないで所定の明
るさを得る手段として、以前に出願人は反射型液晶プロ
ジェクタについて、ＰＢＳ（偏光ビームスプリッタ）の
後段に凸レンズを挿入する技術について出願している
（特開２００１−５６４４９参照）。図６は、ＰＢＳの
後段に凸レンズを挿入した反射型液晶プロジェクタの要
部構成図である。光源１からの光束をダイクロイックミ
ラー６２ａ、６２ｂ、６２ｃおよびミラー６３でＲＧＢ
３原色の光束ｒ、ｇ、ｂに分解し、ＰＢＳ６４ｒ、６４
ｇ、６４ｂと反射型液晶パネル６６ｒ、６６ｇ、６６ｂ
からなる光変調素子で光束ｒ、ｇ、ｂを２次元画像で強
度変調して、ダイクロイックプリズム６で合成し、投写
レンズ７で映写スクリーン（図示せず）上に２次元画像
を投写表示する。このとき、ＰＢＳ６４ｒ、６４ｇ、６
４ｂの後段に凸レンズ６７ｒ、６７ｇ、６７ｂを挿入
し、ＰＢＳから出た光束を投写レンズ７に向けて集光す
ることで、投影画像の明るさを改善している。ただし、
この場合には、凸レンズ６７ｒ、６７ｇ、６７ｂが像面
となる反射型液晶パネル６６ｒ、６６ｇ、６６ｂから離
れるているため、Ｆ値の他に結像特性も含めて投写レン
ズと一体で総合的に設計を行う必要がある。また、反射
型液晶パネル６６ｒ、６６ｇ、６６ｂから拡散され凸レ
ンズの口径を大きくしないと広がる光束を有効に拾えな
い問題もある。As a means for obtaining a predetermined brightness without increasing the aperture when such a back focus length is limited to a certain length or more, the applicant has previously used a PBS (polarizing beam splitter) for a reflection type liquid crystal projector. ) Has applied for a technique of inserting a convex lens in the subsequent stage (see Japanese Patent Laid-Open No. 2001-56449). FIG. 6 is a configuration diagram of a main part of a reflection type liquid crystal projector in which a convex lens is inserted in a subsequent stage of the PBS. The dichroic mirrors 62a, 62b, 62c and the mirror 63 convert the luminous flux from the light source 1 into RGB.
Decomposes into three primary color luminous fluxes r, g, b, and PBS 64r, 64
g, 64b and reflective liquid crystal panels 66r, 66g, 66b
The light modulators (1) and (2) intensity-modulate the light fluxes r, g, and b with a two-dimensional image, combine them with the dichroic prism 6, and project and display the two-dimensional image on a projection screen (not shown) with a projection lens 7. At this time, PBS 64r, 64g, 6
By inserting the convex lenses 67r, 67g, 67b in the subsequent stage of 4b and converging the light flux emitted from the PBS toward the projection lens 7, the brightness of the projected image is improved. However,
In this case, since the convex lenses 67r, 67g, 67b are separated from the reflection type liquid crystal panels 66r, 66g, 66b serving as the image plane, the image forming characteristics as well as the F value are comprehensively integrated with the projection lens. Need to be designed. Further, there is a problem that the light flux diffused from the reflective liquid crystal panels 66r, 66g, 66b cannot be effectively picked up unless the aperture of the convex lens is increased.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記問題点に
鑑みなされたもので、投写型表示装置で光変調素子から
出射する光束を有効に投写レンズに導き、口径の小さな
投写レンズでも明るい投写画像が得られる技術を提供す
ることを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and effectively guides a light beam emitted from a light modulation element to a projection lens in a projection type display device, so that a projection lens having a small aperture can perform bright projection. It is intended to provide a technique for obtaining an image.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】光束を出射する光源と、
光源からの光束を２次元画像により強度変調する光変調
素子と、強度変調された光束を映写スクリーン上に投写
する投写レンズと、光源からの光束を光変調素子および
投写レンズに導く光学系を備え、光変調素子によって作
られた画像を映写スクリーン上に投写して表示する投写
型表示装置において、光変調素子の入射光側または出射
光側に出射光の光束の広がりを減少させるフィールドレ
ンズを設ける。[MEANS FOR SOLVING THE PROBLEMS] A light source for emitting a light beam,
An optical modulation element that intensity-modulates the light flux from the light source by a two-dimensional image, a projection lens that projects the intensity-modulated light flux onto a projection screen, and an optical system that guides the light flux from the light source to the light modulation element and the projection lens In a projection display device that projects and displays an image formed by a light modulation element on a projection screen, a field lens is provided on the incident light side or the emission light side of the light modulation element to reduce the spread of the luminous flux of the emitted light. .
【０００６】前記フィールドレンズは、前記光変調素子
に貼着して設け、光変調素子と一体とする。The field lens is attached to the light modulation element to be integrated with the light modulation element.
【０００７】前記フィールドレンズは、前記光変調素子
の基盤の入射光側または出射光側を凸状としてフィール
ドレンズの機能をもたせた光変調素子と一体構造とす
る。The field lens is formed integrally with a light modulation element having the function of a field lens by making the incident light side or the emission light side of the substrate of the light modulation element convex.
【０００８】当該投写型表示装置は、Ｒ（赤）Ｇ（緑）
Ｂ（青）３原色の光束を３つの光変調素子により強度変
調し、その光変調素子に近接するダイクロイックプリズ
ムで合成して投写するカラー型の投写型表示装置とし、
前記フィールドレンズはダイクロイックプリズムの入射
光面に貼着して設け、ダイクロイックプリズムと一体と
する。The projection display device has R (red) and G (green).
A color-type projection display device in which light fluxes of B (blue) three primary colors are intensity-modulated by three light modulation elements, and combined and projected by a dichroic prism close to the light modulation elements,
The field lens is attached to the incident light surface of the dichroic prism to be integrated with the dichroic prism.
【０００９】当該投写型表示装置は、Ｒ（赤）Ｇ（緑）
Ｂ（青）３原色の光束を３つの光変調素子により強度変
調し、その光変調素子に近接するダイクロイックプリズ
ムで合成して投写するカラー型の投写型表示装置とし、
前記フィールドレンズはダイクロイックプリズムの入射
光面を凸状としてフィールドレンズの機能をもたせたダ
イクロイックプリズムと一体構造とする。The projection display device has R (red) and G (green).
A color-type projection display device in which light fluxes of B (blue) three primary colors are intensity-modulated by three light modulation elements, and combined and projected by a dichroic prism close to the light modulation elements,
The field lens has a structure in which the incident light surface of the dichroic prism has a convex shape and is integrated with the dichroic prism having the function of the field lens.
【００１０】前記光変調素子は、偏光子および検光子を
兼用するＰＢＳ（偏光ビームスプリッタ）とこれに近接
する反射型液晶パネルから構成するものとし、前記フィ
ールドレンズはＰＢＳの反射型液晶パネル側に貼着して
設け、ＰＢＳと一体とする。The light modulation element is composed of a PBS (polarization beam splitter) which also serves as a polarizer and an analyzer and a reflective liquid crystal panel adjacent to the PBS, and the field lens is provided on the reflective liquid crystal panel side of the PBS. It is attached and provided, and is integrated with PBS.
【００１１】前記光変調素子は、偏光子および検光子を
兼用するＰＢＳ（偏光ビームスプリッタ）とこれに近接
する反射型液晶パネルから構成するものとし、前記フィ
ールドレンズはＰＢＳの反射型液晶パネル側を凸状とし
てフィールドレンズの機能をもたせたＰＢＳと一体構造
とする。The light modulation element is composed of a PBS (polarization beam splitter) that also serves as a polarizer and an analyzer and a reflective liquid crystal panel adjacent to the PBS, and the field lens is located on the reflective liquid crystal panel side of the PBS. It has an integral structure with a PBS having a convex function as a field lens.
【００１２】当該投写型表示装置は、Ｒ（赤）Ｇ（緑）
Ｂ（青）３原色の光束を３つの光変調素子により強度変
調して投写するカラー型の投写型表示装置とし、前記各
光変調素子毎に設けるフィールドレンズの材料またはレ
ンズ面の曲率を変えることで各フィールドレンズ間の焦
点距離を略同一とする。The projection display device has R (red) and G (green).
B (blue) A color-type projection display device that intensity-modulates and projects a light flux of three primary colors by changing the material of the field lens or the curvature of the lens surface provided for each light modulation element. Then, the focal lengths between the field lenses are made substantially the same.
【００１３】当該投写型表示装置は、Ｒ（赤）Ｇ（緑）
Ｂ（青）３原色の光束を３つの光変調素子により強度変
調して投写するカラー型の投写型表示装置とし、前記各
光変調素子毎に設けるフィールドレンズの材料またはレ
ンズ面の曲率を変えることで映写スクリーン上に投写し
た画像の白バランスがとれるように各フィールドレンズ
間の焦点距離を調整する。The projection display device has R (red) and G (green).
B (blue) A color-type projection display device that intensity-modulates and projects a light flux of three primary colors by changing the material of the field lens or the curvature of the lens surface provided for each light modulation element. Adjust the focal length between each field lens to adjust the white balance of the image projected on the projection screen.
【００１４】前記投写した画像の白バランスから判断し
て、Ｒ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）３原色のうち弱い光束を
変調する光変調素子にのみフィールドレンズを設ける。Judging from the white balance of the projected image, the field lens is provided only in the light modulation element that modulates the weak luminous flux among the three primary colors of R (red) G (green) B (blue).
【００１５】[0015]
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態につい
て、実施例により説明する。図１は、本発明による投写
型表示装置の１実施例を示す要部構成図である。白色光
を発光する光源１から出射する略平行光からなる光束を
ダイクロイックプリズム２でＲ光束ｒ、Ｇ光束ｇ、Ｂ光
束ｂの３原色の光束に分解する。この光束ｒ、ｇ、ｂで
それぞれ直接またはミラー３により光変調素子４ｒ、４
ｇ、４ｂを照明する。光変調素子４ｒ、４ｇ、４ｂは例
えば偏光子および検光子として働く偏光素子に挟まれた
透過型液晶パネルから構成する。光変調素子４ｒ、４
ｇ、４ｂで光束ｒ、ｇ、ｂを２次元画像で強度変調し、
ダイクロイックプリズム６で合成して、投写レンズ７で
映写スクリーン（図示せず）上にカラー画像として投写
表示する。ここで光変調素子４ｒ、４ｇ、４ｂの入射光
側（図１参照）または出射光側に（図示せず）、光変調
素子４ｒ、４ｇ、４ｂから投写レンズ７までの光路長に
略等しい焦点距離をもつ凸レンズからなるフィールドレ
ンズ５ｒ、５ｇ、５ｂを設ける。これにより、光変調素
子４ｒ、４ｇ、４ｂから射光する光束ｒ、ｇ、ｂの広が
りが押さえられ、有効に投写レンズ７に導かれるように
なる。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to Examples. FIG. 1 is a configuration diagram of essential parts showing one embodiment of a projection display device according to the present invention. A light beam consisting of substantially parallel light emitted from a light source 1 that emits white light is separated by a dichroic prism 2 into light beams of three primary colors of R light beam r, G light beam g, and B light beam b. The light beams r, g, and b are directly modulated by the mirror 3 or the light modulators 4r and 4b.
Illuminate g, 4b. The light modulators 4r, 4g, and 4b are composed of, for example, a transmissive liquid crystal panel sandwiched between a polarizer and a polarizer acting as an analyzer. Light modulation elements 4r, 4
Intensity modulation of the light fluxes r, g, b with g, 4b in a two-dimensional image,
The dichroic prism 6 synthesizes them, and the projection lens 7 projects and displays them as a color image on a projection screen (not shown). Here, on the incident light side (see FIG. 1) or the outgoing light side (not shown) of the light modulation elements 4r, 4g, 4b, a focus approximately equal to the optical path length from the light modulation elements 4r, 4g, 4b to the projection lens 7 is obtained. Field lenses 5r, 5g, and 5b, which are convex lenses having a distance, are provided. As a result, the spread of the light fluxes r, g, b emitted from the light modulation elements 4r, 4g, 4b is suppressed, and the light fluxes are effectively guided to the projection lens 7.
【００１６】図２は、本発明による投写型表示装置の別
の実施例の光変調素子周辺部の構成図である。上記と同
一機能の構成部分については、同一番号を付して説明を
省略する。ＲＧＢ３原色用の光変調素子は、それぞれ偏
光子４ｒ１、４ｇ１、４ｂ１と、ガラス基盤４ｒ２、４
ｇ２、４ｂ２と４ｒ４、４ｇ４、４ｂ４で液晶４ｒ３、
４ｇ３、４ｂ３を封入した液晶パネルと、検光子４ｒ
５、４ｇ５、４ｂ５からなる。入射光側のガラス基盤４
ｒ２、４ｇ２、４ｂ２（図２参照）または出射光側のガ
ラス基盤４ｒ４、４ｇ４、４ｂ４に（図示せず）、凸レ
ンズからなるフィールドレンズ２５ｒ、２５ｇ、２５ｂ
に屈折率を整合させて貼着する。これにより、光変調素
子とフィールドレンズ２５ｒ、２５ｇ、２５ｂが一体と
なり、フィールドレンズと光変調素子の間での光の損出
が少なくできる。また部品点数が減少して組立調整が容
易になる。なを、フィールドレンズ２５ｒ、２５ｇ、２
５ｂは、偏光子４ｒ１、４ｇ１、４ｂ１の入射光側（図
１参照）または、検光子４ｒ５、４ｇ５、４ｂ５の出射
光側に貼着して光変調素子と一体とすることもできる。FIG. 2 is a block diagram of the peripheral portion of a light modulator of another embodiment of the projection type display device according to the present invention. The components having the same functions as those described above are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. The light modulators for the three primary colors of RGB are the polarizers 4r1, 4g1, 4b1 and the glass substrates 4r2, 4b1, respectively.
liquid crystal 4r3 with g2, 4b2 and 4r4, 4g4, 4b4,
Liquid crystal panel in which 4g3, 4b3 are enclosed, and analyzer 4r
It consists of 5, 4g5 and 4b5. Incident light side glass substrate 4
r2, 4g2, 4b2 (see FIG. 2) or glass substrates 4r4, 4g4, 4b4 on the outgoing light side (not shown), field lenses 25r, 25g, 25b made of convex lenses
Adhere with matching refractive index. As a result, the light modulation element and the field lenses 25r, 25g, 25b are integrated, and loss of light between the field lens and the light modulation element can be reduced. In addition, the number of parts is reduced, which facilitates assembly and adjustment. The field lenses 25r, 25g, 2
5b can be attached to the incident light side of the polarizers 4r1, 4g1, 4b1 (see FIG. 1) or the emission light side of the analyzers 4r5, 4g5, 4b5 to be integrated with the light modulation element.
【００１７】図３は、本発明による投写型表示装置のま
た別の実施例の光変調素子周辺部の構成図である。上記
と同一機能の構成部分については、同一番号を付して説
明を省略する。この実施例では、ＲＧＢ３原色用の光変
調素子の構成部分である液晶パネルの一方のガラス基盤
は、凸レンズからなるフィールドレンズ３５ｒ、３５
ｇ、３５ｂとし、フィールドレンズ３５ｒ、３５ｇ、３
５ｂとガラス基盤４ｒ４、４ｇ４、４ｂ４の間に液晶４
ｒ３、４ｇ３、４ｂ３を封入して液晶パネルを構成す
る。これによりフィールドレンズと光変調素子の間での
境界が無くなり光の損出が少なくできる。また部品点数
が減少して組立調整が容易になる。なお、フィールドレ
ンズ３５ｒ、３５ｇ、３５ｂは、液晶パネルの出射光側
のガラス基盤とするこもできる（図示せず）。FIG. 3 is a block diagram of the peripheral portion of a light modulation element of another embodiment of the projection type display device according to the present invention. The components having the same functions as those described above are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. In this embodiment, one glass substrate of the liquid crystal panel, which is a component of the light modulation element for the three primary colors of RGB, has field lenses 35r, 35 made of convex lenses.
g, 35b, and field lenses 35r, 35g, 3
5b and the glass substrate 4r4, 4g4, 4b4 between the liquid crystal 4
A liquid crystal panel is configured by enclosing r3, 4g3, and 4b3. As a result, the boundary between the field lens and the light modulation element is eliminated, and the loss of light can be reduced. In addition, the number of parts is reduced, which facilitates assembly and adjustment. The field lenses 35r, 35g, and 35b may be a glass substrate on the outgoing light side of the liquid crystal panel (not shown).
【００１８】図４は、本発明による投写型表示装置のま
た別の実施例の光変調素子周辺部の構成図である。上記
と同一機能の構成部分については、同一番号を付して説
明を省略する。この実施例では、ＲＧＢ３原色の光束
ｒ、ｇ、ｂをそれぞれ３つの光変調素子４ｒ、４ｇ、４
ｂで強度変調して、その光変調素子４ｒ、４ｇ、４ｂに
近接するダイクロイックプリズム６で合成してカラー画
像を投写表示する。ここで、ダイクロイックプリズム６
の入射光面にフィールドレンズ４５ｒ、４５ｇ、４５ｂ
となる凸レンズをダイクロイックプリズム６と屈折率を
整合させて貼着する。これによりフィールドレンズ４５
ｒ、４５ｇ、４５ｂと光変調素子４ｒ、４ｇ、４ｂの間
での光の損失が少なくできる。また、図４で、ダイクロ
イックプリズム６の入射光面を凸状としてフィールドレ
ンズ４５ｒ、４５ｇ、４５ｂの機能をもたせた一体構造
とすることもできる。この場合には、フィールドレンズ
４５ｒ、４５ｇ、４５ｂとダイクロイックプリズム６の
間の境界が無くなり、この間での光の損失も無くなる。FIG. 4 is a block diagram of the peripheral portion of a light modulation element of a projection display apparatus according to another embodiment of the present invention. The components having the same functions as those described above are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. In this embodiment, the light fluxes r, g, and b of the RGB three primary colors are respectively converted into three light modulation elements 4r, 4g, and 4b.
The intensity is modulated by b, and the dichroic prism 6 close to the light modulation elements 4r, 4g, and 4b synthesizes them to project and display a color image. Here, the dichroic prism 6
Field lenses 45r, 45g, 45b on the incident light surface of
Then, the convex lens is bonded to the dichroic prism 6 with its refractive index matched. As a result, the field lens 45
The loss of light between r, 45g, 45b and the light modulation elements 4r, 4g, 4b can be reduced. Further, in FIG. 4, the incident light surface of the dichroic prism 6 may be formed in a convex shape so as to have an integral structure having the functions of the field lenses 45r, 45g, 45b. In this case, the boundaries between the field lenses 45r, 45g, 45b and the dichroic prism 6 are eliminated, and the light loss between them is also eliminated.
【００１９】図５は、本発明による投写型表示装置のま
た別の実施例の要部構成図である。光源１からの光束を
ダイクロイックミラー６２ａ、６２ｂ、６２ｃおよびミ
ラー６３でＲＧＢ３原色の光束ｒ、ｇ、ｂに分解し、Ｐ
ＢＳ６４ｒ、６４ｇ、６４ｂと反射型液晶パネル６６
ｒ、６６ｇ、６６ｂからなる光変調素子で光束ｒ、ｇ、
ｂを２次元画像で強度変調して、ダイクロイックプリズ
ム６で合成し、投写レンズ７で映写スクリーン（図示せ
ず）上にカラー２次元画像を投写表示する。ここで、偏
光子および検光子を兼用するＰＢＳ６４ｒ、６４ｇ、６
４ｂの反射型液晶パネル６６ｒ、６６ｇ、６６ｂ側に、
フィールドレンズ６５ｒ、６５ｇ、６５ｂを構成する凸
レンズをＰＢＳ６４ｒ、６４ｇ、６４ｂと屈折率を整合
させて貼着する。これにより、フィールドレンズ６５
ｒ、６５ｇ、６５ｂとＰＢＳ６４ｒ、６４ｇ、６４ｂの
間での光の損失が少なくできる。また部品点数が減少し
て組立調整が容易になる。なお、ＰＢＳ６４ｒ、６４
ｂ、６４ｂとダイクロイックプリズム６との間には、リ
レーレンズ６７ｒ、６７ｇ、６７ｂを設けて、ＰＢＳ６
４ｒ、６４ｂ、６４ｂからの出射光が投写レンズ７に進
む間の光の損失を低減させるこもできるが、本技術の採
用によりこれを省略することもできる。また、図５で、
ＰＢＳ６４ｒ、６４ｇ、６４ｂの反射型液晶パネル６６
ｒ、６６ｇ、６６ｂ側を凸状としてフィールドレンズ６
５ｒ、６５ｇ、６５ｂの機能をもたせたＰＢＳと一体構
造とすることもできる。この場合には、フィールドレン
ズ６５ｒ、６５ｇ、６５ｂとＰＢＳ６４ｒ、６４ｇ、６
４ｂの間の境界がなくなり、この間での光の損失を無く
すこともできる。FIG. 5 is a schematic view of the essential portions of another embodiment of the projection type display device according to the present invention. The dichroic mirrors 62a, 62b, 62c and the mirror 63 split the light flux from the light source 1 into light fluxes r, g, b of RGB three primary colors, and P
BS 64r, 64g, 64b and reflective liquid crystal panel 66
With the light modulation element composed of r, 66g, and 66b, the light fluxes r, g,
b is intensity-modulated by a two-dimensional image, combined by a dichroic prism 6, and a projection lens 7 projects and displays a two-dimensional color image on a projection screen (not shown). Here, PBS 64r, 64g, 6 which also serves as a polarizer and an analyzer
4b reflective liquid crystal panels 66r, 66g, 66b side,
The convex lenses forming the field lenses 65r, 65g, and 65b are attached to the PBSs 64r, 64g, and 64b while matching their refractive indexes. As a result, the field lens 65
The loss of light between r, 65g, 65b and PBS 64r, 64g, 64b can be reduced. In addition, the number of parts is reduced, which facilitates assembly and adjustment. In addition, PBS64r, 64
relay lenses 67r, 67g, 67b are provided between the b, 64b and the dichroic prism 6, and the PBS 6
Although it is possible to reduce the loss of light while the light emitted from 4r, 64b and 64b travels to the projection lens 7, this can be omitted by adopting the present technology. Also, in FIG.
PBS 64r, 64g, 64b reflective liquid crystal panel 66
The field lens 6 with the r, 66g, and 66b sides as a convex shape
It is also possible to form an integral structure with a PBS having the functions of 5r, 65g, and 65b. In this case, the field lenses 65r, 65g, 65b and the PBSs 64r, 64g, 6
It is also possible to eliminate the boundary between 4b and eliminate the loss of light during this period.
【００２０】次に、例えば図１に示す投写型表示装置に
おいて、ＲＧＢ３原色用のフィールドレンズ５ｒ、５
ｇ、５ｂとして同一材料を使用したときは、一般に屈折
率がＲＧＢで異なる。そこで、各フィールドレンズ５
ｒ、５ｇ、５ｂの材料をＲＧＢで略同一となるように材
料を選択する。これにより同一形状の凸レンズで特性の
そろったフィールドレンズ５ｒ、５ｇ、５ｂが得られ
る。また、ＲＧＢ３原色用のフィールドレンズ５ｒ、５
ｇ、５ｂとして、各レンズ面の曲率をＲＧＢ間で変える
て各フィールドレンズ５ｒ、５ｇ、５ｂ間の焦点距離を
略同一とすることもできる。この場合には、同一材料の
レンズで特性のそろったフィールドレンズが得られる。Next, in the projection type display device shown in FIG. 1, for example, the field lenses 5r, 5 for RGB three primary colors are used.
When the same material is used for g and 5b, the refractive index is generally different for RGB. Therefore, each field lens 5
The materials of r, 5g, and 5b are selected so that they are substantially the same in RGB. As a result, the field lenses 5r, 5g, and 5b having the same shape and uniform characteristics are obtained. Also, the field lenses 5r, 5 for RGB three primary colors,
As g and 5b, the curvature of each lens surface can be changed between RGB so that the focal lengths between the field lenses 5r, 5g and 5b are substantially the same. In this case, a field lens having the same characteristics can be obtained by using lenses made of the same material.
【００２１】また、例えば図１に示す投写型表示装置に
おいて、光源やその他の光学系の分光特性により、一般
に映写スクリーン上に投写したカラー画像の白バランス
が取れない場合が多い。通常は、投写画像の白バランス
をとるためには、光変調素子への入力をＲＧＢで変えて
変調度を調整することで行っており、結果としてＲＧＢ
のうち強い光束を絞り、一番弱い光束に合わせることと
なり、光の損失が大きくなっていた。そこで、ＲＧＢ各
光変調素子４ｒ、４ｇ、４ｂ毎に設けるフィールドレン
ズ５ｒ、５ｇ、５ｂの材料またはレンズ面の曲率を変え
ることで、映写スクリーン上に投写した画像の白バラン
スからみて、最も弱い光束たとえば光束ｂに対応するフ
ィールドレンズ５ｂの焦点距離を略光変調素子４ｂから
投写レンズ７までの距離とし、他のフィールドレンズ５
ｒ、５ｇはそれぞれの光束の強度に応じてこれより長い
焦点距離とすることで、映写スクリーン上に投写した画
像の白バランスがとれるように調整する。これにより、
光変調素子への入力での白バランスの調整が容易となる
ばかりでなく、光変調素子のγ特性やコントラスト特性
のそろったところでの使用が可能となる。Further, in the projection type display device shown in FIG. 1, for example, the white balance of the color image projected on the projection screen is often unbalanced due to the spectral characteristics of the light source and other optical systems. Usually, in order to balance the white of the projected image, the input to the light modulation element is changed by RGB to adjust the modulation degree.
Among them, the strong light flux was narrowed down and the light flux was adjusted to the weakest light flux, resulting in a large light loss. Therefore, by changing the material of the field lenses 5r, 5g, and 5b provided for each of the RGB light modulation elements 4r, 4g, and 4b or the curvature of the lens surface, the weakest light flux is seen from the white balance of the image projected on the projection screen. For example, the focal length of the field lens 5b corresponding to the light flux b is set to be the distance from the light modulation element 4b to the projection lens 7, and the other field lenses 5
r and 5g are set to have focal lengths longer than this according to the intensity of each light flux, so that the white balance of the image projected on the projection screen is adjusted. This allows
Not only is it easy to adjust the white balance at the input to the light modulation element, but it is also possible to use it where the γ characteristics and contrast characteristics of the light modulation element are complete.
【００２２】さらには、映写スクリーン上に投写した画
像の白バランスから判断して、ＲＧＢ３原色のうち強い
光束例えば光束ｇに対しては、仮にフィールドレンズ５
ｇを挿入したとしても、白バランスをとる段階で光変調
素子４ｇの変調度を絞って使用することとなる。そこ
で、映写スクリーン上に投写した画像の白バランスから
判断して弱い光束を変調する光変調素子例えば４ｒ、４
ｂにのみフィールドレンズ５ｒ、５ｂを設けて、構成を
簡単にすることもできる。Further, judging from the white balance of the image projected on the projection screen, for the strong light flux of the RGB three primary colors, for example, the light flux g, the field lens 5 is assumed.
Even if g is inserted, the degree of modulation of the light modulation element 4g will be reduced and used at the stage of white balance. Therefore, a light modulator such as 4r or 4r that modulates a weak light flux is judged based on the white balance of the image projected on the projection screen.
The field lenses 5r and 5b may be provided only on b to simplify the structure.
【００２３】[0023]
【発明の効果】以上に説明したように、光束を出射する
光源と、光源からの光束を２次元画像により強度変調す
る光変調素子と、強度変調された光束を映写スクリーン
上に投写する投写レンズと、光源からの光束を光変調素
子および投写レンズに導く光学系を備え、光変調素子に
よって作られた画像を映写スクリーン上に投写して表示
する投写型表示装置において、光変調素子の入射光側ま
たは出射光側に出射光の光束の広がりを減少させるフィ
ールドレンズを設けることにより、光変調素子から出射
した光束が有効に投写レンズに伝えられるため、口径の
小さい（すなわちＦ値の大きい）投写レンズでも明るい
投写画像が得られることとなる。As described above, the light source for emitting the light flux, the light modulator for intensity-modulating the light flux from the light source by the two-dimensional image, and the projection lens for projecting the intensity-modulated light flux on the projection screen. An optical system for guiding the light flux from the light source to the light modulation element and the projection lens, and an image formed by the light modulation element is projected and displayed on a projection screen. By providing a field lens that reduces the spread of the luminous flux of the outgoing light on the side of the light or on the outgoing light side, the luminous flux emitted from the light modulation element is effectively transmitted to the projection lens, and thus projection with a small aperture (that is, a large F value) is performed. Even with a lens, a bright projected image can be obtained.
【図１】本発明による投写型表示装置の１実施例を示す
要部構成図である。FIG. 1 is a main part configuration diagram showing an embodiment of a projection display device according to the present invention.
【図２】本発明による投写型表示装置の別の実施例の光
変調素子周辺部の構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram of a peripheral portion of a light modulation element of another embodiment of the projection display device according to the present invention.
【図３】本発明による投写型表示装置のまた別の実施例
の光変調素子周辺部の構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram of a peripheral portion of a light modulation element of still another embodiment of the projection display device according to the present invention.
【図４】本発明による投写型表示装置のまた別の実施例
の光変調素子周辺部の構成図である。FIG. 4 is a configuration diagram of a light modulating element peripheral portion of still another embodiment of the projection display apparatus according to the present invention.
【図５】本発明による投写型表示装置のまた別の実施例
の要部構成図である。FIG. 5 is a main part configuration diagram of still another embodiment of the projection display device according to the present invention.
【図６】ＰＢＳの後段に凸レンズを挿入した反射型液晶
プロジェクタの要部構成図である。FIG. 6 is a main part configuration diagram of a reflection type liquid crystal projector in which a convex lens is inserted in the latter stage of PBS.
１ 光源
２ ダイクロイックプリズム
３ ミラー
４ｒ、４ｇ、４ｂ 光変調素子
５ｒ、５ｇ、５ｂ フィールドレンズ
６ ダイクロイックプリズム
７ 投写レンズ
２５ｒ、２５ｇ、２５ｂ フィールドレンズ
３５ｒ、３５ｇ、３５ｂ フィールドレンズ
４５ｒ、４５ｇ、４５ｂ フィールドレンズ
６２ａ、６２ｂ、６２ｃ ダイクロイックミラー
６３ ミラー
６４ｒ、６４ｇ、６４ｂ ＰＢＳ（偏光ビームスプリッ
タ）
６５ｒ、６５ｇ、６５ｂ フィールドレンズ
６６ｒ、６６ｇ、６６ｂ 反射型液晶パネル
６７ｒ、６７ｇ、６７ｂ リレーレンズ1 light source 2 dichroic prism 3 mirrors 4r, 4g, 4b light modulation elements 5r, 5g, 5b field lens 6 dichroic prism 7 projection lens 25r, 25g, 25b field lens 35r, 35g, 35b field lens 45r, 45g, 45b field lens 62a , 62b, 62c Dichroic mirror 63 Mirrors 64r, 64g, 64b PBS (polarizing beam splitter) 65r, 65g, 65b Field lens 66r, 66g, 66b Reflective liquid crystal panel 67r, 67g, 67b Relay lens
Claims (10)
を２次元画像により強度変調する光変調素子と、強度変
調された光束を映写スクリーン上に投写する投写レンズ
と、光源からの光束を光変調素子および投写レンズに導
く光学系を備え、光変調素子によって作られた画像を映
写スクリーン上に投写して表示する投写型表示装置にお
いて、光変調素子の入射光側または出射光側に出射光の
光束の広がりを減少させるフィールドレンズを設けるこ
とを特徴とした投写型表示装置。1. A light source that emits a light flux, a light modulation element that intensity-modulates the light flux from the light source by a two-dimensional image, a projection lens that projects the intensity-modulated light flux onto a projection screen, and a light flux from the light source. In a projection display device that includes an optical system that guides a light modulation element and a projection lens and projects and displays an image created by the light modulation element on a projection screen, outputs the light to the incident light side or the emission light side of the light modulation element. A projection type display device characterized by comprising a field lens for reducing a spread of a luminous flux.
子に貼着して設け、光変調素子と一体とすることを特徴
とした請求項１に記載の投写型表示装置。2. The projection display device according to claim 1, wherein the field lens is provided by being attached to the light modulation element and is integrated with the light modulation element.
子の基盤の入射光側または出射光側を凸状としてフィー
ルドレンズの機能をもたせた光変調素子と一体構造とす
ることを特徴とした請求項１に記載の投写型表示装置。3. The field lens is integrated with a light modulation element having a function of a field lens by making the incident light side or the emission light side of the substrate of the light modulation element convex. 1. The projection display device according to 1.
（緑）Ｂ（青）３原色の光束を３つの光変調素子により
強度変調し、その光変調素子に近接するダイクロイック
プリズムで合成して投写するカラー型の投写型表示装置
とし、前記フィールドレンズはダイクロイックプリズム
の入射光面に貼着して設け、ダイクロイックプリズムと
一体とすることを特徴とした請求項１に記載の投写型表
示装置。4. The projection display device is R (red) G.
(Green) B (Blue) A light beam of three primary colors is intensity-modulated by three light modulation elements, and a color-type projection display device that combines and projects by a dichroic prism adjacent to the light modulation elements is used, and the field lens is The projection display device according to claim 1, wherein the projection display device is attached to the incident light surface of the dichroic prism and is provided integrally with the dichroic prism.
（緑）Ｂ（青）３原色の光束を３つの光変調素子により
強度変調し、その光変調素子に近接するダイクロイック
プリズムで合成して投写するカラー型の投写型表示装置
とし、前記フィールドレンズはダイクロイックプリズム
の入射光面を凸状としてフィールドレンズの機能をもた
せたダイクロイックプリズムと一体構造とすることを特
徴とした請求項１に記載の投写型表示装置。5. The projection display device is R (red) G
(Green) B (Blue) A light beam of three primary colors is intensity-modulated by three light modulation elements, and a color-type projection display device that combines and projects by a dichroic prism adjacent to the light modulation elements is used, and the field lens is The projection display device according to claim 1, wherein the incident light surface of the dichroic prism has a convex shape and is integrated with a dichroic prism having a function of a field lens.
を兼用するＰＢＳ（偏光ビームスプリッタ）とこれに近
接する反射型液晶パネルから構成するものとし、前記フ
ィールドレンズはＰＢＳの反射型液晶パネル側に貼着し
て設け、ＰＢＳと一体とすることを特徴とした請求項１
に記載の投写型表示装置。6. The light modulation element comprises a PBS (polarization beam splitter) that also serves as a polarizer and an analyzer and a reflective liquid crystal panel adjacent to the PBS, and the field lens is a reflective liquid crystal panel of PBS. The device is attached to the side and is integrated with the PBS.
The projection display device according to.
を兼用するＰＢＳ（偏光ビームスプリッタ）とこれに近
接する反射型液晶パネルから構成するものとし、前記フ
ィールドレンズはＰＢＳの反射型液晶パネル側を凸状と
してフィールドレンズの機能をもたせたＰＢＳと一体構
造とすることを特徴とした請求項１に記載の投写型表示
装置。7. The light modulation element is composed of a PBS (polarization beam splitter) that also serves as a polarizer and an analyzer and a reflective liquid crystal panel adjacent to the PBS, and the field lens is a PBS reflective liquid crystal panel. The projection type display device according to claim 1, wherein the projection type display device has an integral structure with a PBS having a convex side and having a function of a field lens.
（緑）Ｂ（青）３原色の光束を３つの光変調素子により
強度変調して投写するカラー型の投写型表示装置とし、
前記各光変調素子毎に設けるフィールドレンズの材料ま
たはレンズ面の曲率を変えることで各フィールドレンズ
間の焦点距離を略同一とすることを特徴とした請求項１
乃至請求項７の何れかに記載の投写型表示装置。8. The projection display device is R (red) G
(Green) B (Blue) A color-type projection display device for intensity-modulating and projecting light beams of three primary colors by three light modulation elements,
The focal length between the field lenses is made substantially the same by changing the material of the field lens provided for each of the light modulation elements or the curvature of the lens surface.
The projection display device according to claim 7.
（緑）Ｂ（青）の３原色の光束を３つの光変調素子によ
り強度変調して投写するカラー型の投写型表示装置と
し、前記各光変調素子毎に設けるフィールドレンズの材
料またはレンズ面の曲率を変えることで映写スクリーン
上に投写した画像の白バランスがとれるように各フィー
ルドレンズ間の焦点距離を調整することを特徴とした請
求項１乃至請求項７の何れかに記載の投写型表示装置。9. The projection display device is R (red) G
(EN) A color type projection display device in which light fluxes of three primary colors (green) B (blue) are intensity-modulated by three light modulation elements and projected, and a material or a lens surface of a field lens provided for each light modulation element 8. The projection type display according to claim 1, wherein the focal length between the field lenses is adjusted so that the white balance of the image projected on the projection screen can be obtained by changing the curvature. apparatus.
の白バランスから判断して、Ｒ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）
３原色のうち弱い光束を変調する光変調素子にのみフィ
ールドレンズを設けることを特徴とした請求項９に記載
の投写型表示装置。10. R (red) G (green) B (blue), judging from the white balance of the image projected on the projection screen.
10. The projection display device according to claim 9, wherein a field lens is provided only on a light modulation element that modulates a weak light beam among the three primary colors.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001219054A JP2003029336A (en) | 2001-07-19 | 2001-07-19 | Projection type display device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001219054A JP2003029336A (en) | 2001-07-19 | 2001-07-19 | Projection type display device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003029336A true JP2003029336A (en) | 2003-01-29 |
Family
ID=19053128
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001219054A Pending JP2003029336A (en) | 2001-07-19 | 2001-07-19 | Projection type display device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003029336A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009545776A (en) * | 2006-07-31 | 2009-12-24 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | Optical projection subsystem |
| JP2010085559A (en) * | 2008-09-30 | 2010-04-15 | Seiko Epson Corp | Projector |
| JP2017223970A (en) * | 2010-12-24 | 2017-12-21 | マジック リープ， インコーポレイテッドＭａｇｉｃ Ｌｅａｐ，Ｉｎｃ． | Ergonomic head mount display device and optical system |
-
2001
- 2001-07-19 JP JP2001219054A patent/JP2003029336A/en active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009545776A (en) * | 2006-07-31 | 2009-12-24 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | Optical projection subsystem |
| US8459800B2 (en) | 2006-07-31 | 2013-06-11 | 3M Innovative Properties Company | Optical projection subsystem |
| JP2010085559A (en) * | 2008-09-30 | 2010-04-15 | Seiko Epson Corp | Projector |
| JP2017223970A (en) * | 2010-12-24 | 2017-12-21 | マジック リープ， インコーポレイテッドＭａｇｉｃ Ｌｅａｐ，Ｉｎｃ． | Ergonomic head mount display device and optical system |
| JP2019152881A (en) * | 2010-12-24 | 2019-09-12 | マジック リープ， インコーポレイテッドＭａｇｉｃ Ｌｅａｐ，Ｉｎｃ． | Ergonomic head mount display device and optical system |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5105265A (en) | Projector apparatus having three liquid crystal panels | |
| US5706063A (en) | Optical system of a reflection LCD projector | |
| US5097323A (en) | Liquid crystal projector | |
| US7204594B2 (en) | Projector | |
| US7327521B2 (en) | Colored light synthesis element and projection device therewith | |
| JP3055683B2 (en) | Electronic image display and projection device | |
| EP1394601A1 (en) | Lighting device and projection type image display device | |
| JP2001092005A (en) | Projector for display of electronic picture | |
| JP2019101415A (en) | Light source device and projection type display apparatus using the same | |
| KR101031988B1 (en) | Two-stage projector architecture | |
| US20080192205A1 (en) | Projection Display Device | |
| US10969674B2 (en) | Display system | |
| US11669001B2 (en) | Projection display system | |
| WO2021132059A1 (en) | Illumination device and display device | |
| CN110832396A (en) | Image display apparatus | |
| JP2003029336A (en) | Projection type display device | |
| JP2879554B2 (en) | Projection display device | |
| KR100698752B1 (en) | Optical system of projection display | |
| CN211603818U (en) | Optical element and projection device | |
| JPH0372332A (en) | Projection type color display device | |
| US20220221778A1 (en) | Image display apparatus and image display unit | |
| JP3731325B2 (en) | Optical device and display device including the optical device | |
| JP2007206141A (en) | Projector | |
| EP0961501A2 (en) | Color image projecting device | |
| JP4609028B2 (en) | projector |