JP2004085981A - Polarization splitter, polarization converter, and projector - Google Patents
Polarization splitter, polarization converter, and projector Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004085981A JP2004085981A JP2002248349A JP2002248349A JP2004085981A JP 2004085981 A JP2004085981 A JP 2004085981A JP 2002248349 A JP2002248349 A JP 2002248349A JP 2002248349 A JP2002248349 A JP 2002248349A JP 2004085981 A JP2004085981 A JP 2004085981A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- polarized light
- projector
- color
- intensity
- 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.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
- Optical Filters (AREA)
- Projection Apparatus (AREA)
- Polarising Elements (AREA)
Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像を投写表示するプロジェクタ、および該プロジェクタに用いられる偏光分離素子、偏光変換素子に関する。
【0002】
【従来の技術】
プロジェクタは、液晶パネルで光を変調して、スクリーン上に画像を投写する。プロジェクタでは、妥当なコストで十分な明るさを確保できる光源として、高圧水銀ランプが使用されることが多い。
【0003】
光源からの照射光を有効に活用するため、プロジェクタでは、照射光をs偏光またはp偏光に揃えて液晶パネルに入射する偏光変換部が設けられている。例えば、照射光をs偏光に変換する偏光変換部は、照射光をs偏光とp偏光とに分離する偏光分離膜と、分離されたp偏光をs偏光に変換する位相差層とから構成される。
【0004】
偏光変換部でs偏光またはp偏光にそろえられた光は、レッド(R)、グリーン(G)、ブルー(B)の3色光に分離される。色光の光束は、3枚の液晶パネルによって、色ごとに変調された後、合成され、投写される。
【0005】
良好な色バランスで画像を投写するためには、光源から射出される光に含まれる3色光の強度が均等であることが好ましいが、高圧水銀ランプは、G,Bに比較してRが弱いという特性がある。かかる強度差に起因する色バランスを調整するための方法としては、フィルタによりG,B全体の強度を低下させる方法、G,Bについては暗めになるよう液晶パネルでの変調を調整する方法が知られている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
一般に光源からの光束は、中心近傍ほど強度が強く、平行光に近い良質な光となっている。従来の方法では、G,Bについて、こうした良質な光の強度も低下させるため、投写におけるエネルギ効率が悪かった。また、熱が発生しやすい、全体が暗くなりやすいなどの課題があった。
【0007】
光源に起因する色バランスの不良は、プロジェクタ一般に共通の課題であった。本発明は、この課題を解決するためになされたものであり、プロジェクタにおいて、光源に起因する色バランスの不良を、効率的に補償するための技術を提供する。
【0008】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
上記課題の少なくとも一部を解決するために、本発明は、画像を投写するプロジェクタにおいて、光源から投写レンズまで、光束が通過する光路上に、光束の一部について、光束を色光に分離するとともに、強度が相対的に弱い色光を光路内に導く強度調整部を備えるものとした。光源は、色光間で相対的に強度差を有する特性があるものとする。
【0009】
本発明によれば、光束の一部について、強度が相対的に弱い色光を光路内に導くことができる。強度が相対的に強い色光については、吸収、反射、透過などによって投写レンズまで至らないようにすることができる。かかる強度調整を、光束の一部について行うことにより、強度の相対的に強い光についても、一部は投写に直接活用することができる。従って、効率的に色光間の強度差を補償することができる。
【0010】
本発明では、光束を複数の部分光束に分割するレンズアレイを備え、この部分光束が通過するいずれかの光路上に強度調整部を設けることが好ましい。部分光束の一部で強度調整することにより、その他の部分光束への影響を抑制することができる。
【0011】
本発明において、強度調整は、例えば、強度の相対的に弱い色光を選択的に透過または反射する色分離部により実現することができる。
【0012】
本発明において、強度調整部は、光束の周辺部の光を分離するよう設けることが好ましい。こうすることにより、中心近傍の良質な光は、そのまま投写に活用しつつ、強度差の補償を行うことができる。
【0013】
液晶パネルを用いて変調を行う液晶プロジェクタの場合には、周辺部で強度調整することにより、以下に示す通り、コントラスト特性を向上することができる利点もある。一般に、液晶パネルのコントラスト特性は、入射角によって変化することが知られており、液晶パネルの法線方向からずれるほどコントラスト特性が低下する。液晶パネルに入射する光束のうち、周辺部の光は、法線方向からずれて入射することが多いため、コントラスト特性を低下させることがある。本発明において、周辺部の光を分離するよう強度調整部を設ける場合には、強度の相対的に強い色光について、コントラスト特性を低下させる入射角の光を抑制することができる。従って、コントラスト特性を向上させることができる。
【0014】
本発明は、DMD(登録商標)を用いたプロジェクタや液晶プロジェクタなど種々のプロジェクタに適用可能である。液晶プロジェクタに適用する場合には、例えば、光束を所定のs偏光またはp偏光にそろえるための偏光変換素子に強度調整部を設けることが好ましい。偏光変換素子には、s偏光とp偏光とを分離するための偏光分離膜と、偏光分離膜で分離された偏光を射出方向に反射する反射膜とが透光性部材を介して積層されている。かかる偏光変換素子において、反射膜の少なくとも一部を、強度の相対的に弱い色光を選択的に反射するよう構成することにより、強度調整部を実現することができる。
【0015】
例えば、偏光分離膜と反射膜とが透光性部材を介して複数枚交互に積層されている偏光変換素子の場合、反射膜の少なくとも一層を、強度の相対的に弱い色光を選択的に反射する領域(以下、選択反射領域と呼ぶ)とすることができる。反射膜の一部領域を、選択反射領域としてもよい。先に説明したコントラストの向上効果を考えると、選択反射領域は、最も外層を含むことが好ましい。
【0016】
偏光変換素子には、偏光分離膜と反射膜とを一層ずつ備えるタイプも存在する。かかるタイプでは、反射膜の一部領域を選択反射領域としてもよい。
【0017】
本発明は、種々のタイプの光源に適用可能である。高圧水銀ランプを光源とする場合には、強度が相対的に弱い色光はレッドとなる。
【0018】
本発明は、上述したプロジェクタとしての構成の他、種々の態様で構成可能である。例えば、上述の強度調整部を備えた偏光変換素子、偏光分離素子として構成してもよいし、かかる偏光変換素子の製造方法として構成してもよい。
【0019】
【発明の実施の形態】
A.全体構成:
図1は実施例としてのプロジェクタの概略構成を示す説明図である。プロジェクタ1000は、照明光学系100、色光分離光学系200、リレー光学系220、3つの液晶パネル300R,300G,300B、クロスダイクロイックプリズム520、および投写レンズ540を備えている。
【0020】
照明光学系100は光源装置120から光を射出する。色光分離光学系200は、ダイクロイックミラー202、204によって、この光を赤(R)、緑(G)、青(B)の3色に分離する。ダイクロイックミラー202は、赤色光Rを透過させ、青色光Bと緑色光Gとを反射することで、赤色光Rを分離する。ダイクロイックミラー204は、青色光Bを透過させ緑色光Gを反射することで、青色光Bと緑色光Gとを分離する。
【0021】
赤色光Rは、反射ミラー208で反射し、フィールドレンズ232を通って、液晶パネル300Rに入射する。フィールドレンズ232は、この入射光を中心軸に対してほぼ平行な光束に変換する。緑色光Gは、ダイクロイックミラー204で反射し、フィールドレンズ234を通って、液晶パネル300Gに入射する。青色光は、リレー光学系220によって液晶パネル300Bに入射する。リレー光学系220は、3つのレンズ、即ち、入射側レンズ222、リレーレンズ226、およびフィールドレンズ230と、2つの反射ミラー224、228で構成されている。
【0022】
各色光は、液晶パネル300R,300G,300Bで画像情報に応じて変調される。変調された各色光は、クロスダイクロイックプリズム520で合成され、投写レンズ540を介してスクリーンSC上に投写される。
【0023】
本実施例では、高圧水銀ランプを光源装置120として用いた。高圧水銀ランプは、Rの強度が、G,Bの強度に比較して相対的に弱いという特性を有している。
【0024】
B.照明光学系:
図2は照明光学系100の拡大図である。本実施例では、インテグレータ光学系、即ち光源からの光束を複数の部分光束に分割した後、液晶パネルに重畳する光学系を用いた。
【0025】
照明光学系100において、光源装置120は略平行な光線束を射出する。光源ランプ122から射出された光は、リフレクタ124によって反射される。本実施例では、リフレクタ124は、回転楕円面形状の凹面としたが、回転放物面形状の凹面としてもよい。反射光は、平行化レンズ126によって光源光軸120axにほぼ平行な光に変換される。
【0026】
第1のレンズアレイ140は、マトリクス状に配列された複数の平凸レンズ142を有している。各平凸レンズ142をz方向から見たときの外形形状は、液晶パネルLAと相似形である。第1のレンズアレイ140は、光源装置120からの射出された光線束を複数の部分光線束に分割する。
【0027】
第2のレンズアレイ150は、第1のレンズアレイ140と同様、マトリクス状に配列された複数の平凸レンズ152を有している。第2のレンズアレイ150は、部分光線束のそれぞれの中心軸がシステム光軸100axにほぼ平行となるように揃える機能を有する。
【0028】
偏光変換素子160は、遮光板62、偏光ビームスプリッタアレイ64、および選択位相差板66を備えている。
【0029】
偏光ビームスプリッタアレイ64は、略平行四辺形の断面を有する柱状の透光性板材が複数貼り合わされている。各透光性板材の界面には、偏光分離膜64aと反射膜64bとが交互に形成されている。偏光分離膜64aは、p偏光を透過し、s偏光を反射することにより、入射した部分光線束をs偏光とp偏光とに分離する。偏光分離膜64aは、例えば、誘電体多層膜で形成することができる。反射膜64bは、全光束を反射する膜であり、誘電体多層膜や金属膜で形成することができる。
【0030】
遮光板62には、遮光面62bと開口面62aとがストライプ状に配列されている。遮光面62bは反射膜64bへの光の入射を遮るよう配置され、開口面62aは、偏光分離膜64aに光を入射させるよう配置されている。遮光板62としては、平板状の透明体(例えばガラス板)に遮光性の膜(例えばクロム膜や、アルミニウム膜、誘電体多層膜など)を部分的に形成したものを用いることができる。アルミニウム板のような遮光性の平板に開口部を設けたものを用いてもよい。
【0031】
選択位相差板66は、開口層66aとλ/2位相差層66bとがストライプ状に配列されている。開口層66aは、偏光光をそのまま透過する。λ/2位相差層66bは、有機物で構成された偏光変換素子であり、入射光の偏光方向を直交する方向に変換して射出する。この機能により、例えば、p偏光はs偏光に変換される。λ/2位相差層66bは、偏光分離膜64aを透過した光が入射するよう配置されている。
【0032】
レンズアレイ140、150から射出された部分光線束は、遮光板62の開口面62aを通り、偏光分離膜64aに入射する。入射光のうち、p偏光は偏光分離膜64aを透過してλ/2位相差層66bに入射し、s偏光に変換される。入射光のうち、s偏光は偏光分離膜64aで反射され、さらに反射膜64bで反射されて開口層66aからそのまま射出される。この結果、偏光変換素子160からの射出光は、s偏光にほぼ統一される。偏光変換素子160は、λ/2位相差層66bと開口層66aとの配置を入れ替えることにより、p偏光に統一する機構として構成してもよい。
【0033】
偏光変換素子160から射出された部分光線束は、重畳レンズ170によって照明領域LA上で重畳される。このとき、照明領域LAを照射する光の強度分布は、ほぼ均一となる。
【0034】
C.偏光変換素子:
図3は偏光変換素子160の拡大断面図である。図2で説明した通り、偏光ビームスプリッタアレイ64を構成する透光性板材の界面には、偏光分離膜64aと反射膜64bとが交互に形成されている。
【0035】
本実施例では、最も外部の反射膜64cは、Rのみを選択的に反射するダイクロイックミラーとなっている。従って、最外部の開口部から入射した光については、偏光分離膜64aで反射されたs偏光のうちR成分のみが射出され、G,B成分は偏光変換素子160外に放射されることになる。この結果、偏光変換素子160から射出される光は、入射光に比べてG,B成分の強度が低減された光となる。また、G,B成分の強度は、偏光変換素子160から射出される光束の周辺部分において低減されることになる。
【0036】
偏光ビームスプリッタアレイ64は、対称構造を有している。図3では上半分を図示したが、下半分も同様に最外部の反射膜はRのみを選択的に反射するダイクロイックミラーとなっている。
【0037】
G,B成分の低減量は、開口幅Dによって調整可能である。光源装置120から射出される光における各色成分の強度差を補償するよう、開口幅Dを設定すればよい。
【0038】
以上で説明した本実施例のプロジェクタによれば、ダイクロイックミラーによって、G,B成分の強度を低減することにより、光源に含まれる色光間の強度差を補償することができ、投写画像の色バランスを良好にすることができる。また、強度調整は光束の周辺部について行われるから、G,B光についても、光束の中心近傍の良質な光は投写に直接活用することができる。
【0039】
更に、本実施例によれば、光束の周辺部で強度調整することにより、G,Bについて液晶パネルに対して法線方向からずれて入射される光を抑制することができる。一般に、液晶パネルは、法線方向からずれて入射される光に対してコントラスト特性が低いという特徴があるから、本実施例では、かかる成分を抑制することにより、コントラスト特性を向上させることができる。
【0040】
D.第1変形例:
図4は第1変形例としての偏光変換素子160Aの拡大断面図である。実施例では、最外側の全領域について、Rのみを選択的に反射するダイクロイックミラーとした。これに対し、変形例では、最外側の一部の領域64d2をダイクロイックミラーとし、その他の領域64d1は、全ての色光成分を反射する反射膜とした。
【0041】
こうすることにより、破線で示すように、領域64d1への入射光は、R,G,Bの全成分が射出され、領域64d2への入射光は、R成分のみが射出される。従って、領域64d2の面積を調整することにより、G,B成分の強度補償量を調整することができる。
【0042】
図4では、最外側の両端に、ダイクロイックミラーの領域64d2を設ける場合を例示したが、一方の端に偏らせて設けてもよい。光束の周辺部の成分を低減させるという観点からすれば、図4中の右側に偏らせて領域64d2を設けることが好ましい。
【0043】
図4では、Rのみを選択的に反射するダイクロイックミラーを設ける場合を例示したが、最外側を3つの領域に分け、R、G、Bのそれぞれを選択的に反射する3種類のダイクロイックミラーを設けても良い。こうすれば、3つの領域の面積を調整することにより、G、B間の強度補償も含めて、各色間の強度補償をより精度良く行うことができる。
【0044】
R、G、Bのそれぞれを選択的に反射する3種類のダイクロイックミラーは、変形例(図4)の構成に限らず、実施例(図3)において適用しても構わない。例えば、上側の最外層にはRのみを選択的に反射する層を設け、下側の最外層には、G,Bを選択的に反射する層を設けるものとしてもよい。
【0045】
E.第2変形例:
図5は第2変形例としての偏光変換素子の拡大断面図である。実施例では、2組のレンズアレイの射出側に偏光変換素子が設けられている場合を例示したが、第2変形例では、2組のレンズアレイ240、250の間に設けられている構成を例示する。レンズアレイ240、250の構成は、平凸レンズをマトリックス状に配置している点では、実施例と同じであるが、レンズアレイ250を構成する平凸レンズのサイズは、レンズアレイ240よりも小さくなっている点で実施例と異なる。
【0046】
第2変形例の偏光変換素子では、レンズアレイ240、250の間に、プリズム260が配置されている。プリズム260の斜辺には、偏光分離膜264と反射膜265が設けられている。反射膜265の両端は、R成分のみを選択的に反射するダイクロイックミラー266となっている。
【0047】
レンズアレイ240を通過した光は、図中に矢印で示す通り、プリズム260に入射する。入射光のうち、s偏光は偏光分離膜264で反射される。p偏光は、偏光分離膜264を透過した後、反射膜265で反射される。偏光分離膜264の厚さ、レンズアレイ250のサイズおよび配置は、s偏光とp偏光が、レンズアレイ250を構成する個別の平凸レンズに入射するよう設定されている。図示を省略するが、λ/2位相差層を、s偏光またはp偏光の一方の光路にのみ設けることにより、いずれかに統一された偏光を得ることができる。λ/4位相差板を、偏光分離膜264と反射膜265の間に設ける構成としてもよい。
【0048】
両端のダイクロイックミラー266への入射光は、図中に破線で示す通り、p偏光のうちのR成分のみが反射される。従って、B,G成分の強度を低減することができる。強度の低減量は、ダイクロイックミラー266の面積によって調整することができる。
【0049】
第2変形例においても、第1変形例と同様、反射膜265のいずれか一方の端に偏らせてダイクロイックミラーを設けるものとしてもよい。また、R、G、Bを選択的に反射するダイクロイックミラーをそれぞれ配置してもよい。
【0050】
F.第3変形例:
図6は第3変形例としての偏光変換素子の拡大断面図である。第2変形例と類似の構成であるが、2つのプリズム360a,360bに分けられている点が相違する。プリズム360a、360bの斜辺には、偏光分離膜364と反射膜365が設けられている。反射膜365の両端は、R成分のみを選択的に反射するダイクロイックミラー366となっている。
【0051】
かかる構成によっても、第2変形例と同様、G,Bの強度を低減させることができる。プリズムが更に多段階に分割されていても同様である。第3変形例においても、第1変形例と同様、反射膜265のいずれか一方の端に偏らせてダイクロイックミラーを設けるものとしてもよい。また、R、G、Bを選択的に反射するダイクロイックミラーをそれぞれ配置してもよい。以上の実施例では、R成分が相対的に弱い高圧水銀ランプについて説明したが、2色の色光が相対的に弱い他の光源(ランプ)を用いた場合には、前記2色の色光を選択的に透過あるいは反射する構成とすることも可能である。
【0052】
以上、本発明の種々の実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の構成を採ることができることはいうまでもない。
【0053】
(1)本発明は、高圧水銀ランプに限らず、色光間で強度差がある種々の光源を用いたプロジェクタに適用可能である。
【0054】
(2)本発明は、液晶プロジェクタに限らず、DMDを用いたプロジェクタに適用してもよい。
【0055】
(3)色光間の強度補償を行うための構成は、偏光変換素子に限らず、光束が通過する光路上の任意の部位に設けることが可能である。また、光束の一部の領域で行うものであればよく、必ずしも光束の周辺部で強度補償を行う必要はない。
【0056】
(4)色光の一部のみを選択的に反射するダイクロイックミラーに代えて、選択的に透過する透過膜を用いてもよい。強度を低減したい色を選択的に吸収する素材を用いても良い。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例としてのプロジェクタの概略構成を示す説明図である。
【図2】照明光学系100の拡大図である。
【図3】偏光変換素子160の拡大断面図である。
【図4】第1変形例としての偏光変換素子160Aの拡大断面図である。
【図5】第2変形例としての偏光変換素子の拡大断面図である。
【図6】第3変形例としての偏光変換素子の拡大断面図である。
【符号の説明】
62…遮光板
62b…遮光面
62a…開口面
64…偏光ビームスプリッタアレイ
64a…偏光分離膜
64b…反射膜
64c…反射膜
66…選択位相差板
66a…開口層
66b…λ/2位相差層
100ax…システム光軸
100…照明光学系
120…光源装置
120ax…光源光軸
122…光源ランプ
124…リフレクタ
126…平行化レンズ
140…第1のレンズアレイ
142…平凸レンズ
150…第2のレンズアレイ
152…平凸レンズ
160、160A…偏光変換素子
170…重畳レンズ
200…色光分離光学系
202、204…ダイクロイックミラー
208…反射ミラー
220…リレー光学系
222…入射側レンズ
224…反射ミラー
226…リレーレンズ
230、232、234…フィールドレンズ
240、250…レンズアレイ
260…プリズム
264…偏光分離膜
265…反射膜
266…ダイクロイックミラー
300R,300G,300B…液晶パネル
360a,360b…プリズム
364…偏光分離膜
365…反射膜
366…ダイクロイックミラー
520…クロスダイクロイックプリズム
540…投写レンズ
1000…プロジェクタ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a projector that projects and displays an image, and a polarization separation element and a polarization conversion element used in the projector.
[0002]
[Prior art]
The projector modulates light with a liquid crystal panel and projects an image on a screen. In a projector, a high-pressure mercury lamp is often used as a light source that can secure sufficient brightness at a reasonable cost.
[0003]
In order to make effective use of the irradiation light from the light source, the projector is provided with a polarization conversion unit that adjusts the irradiation light to s-polarized light or p-polarized light and enters the liquid crystal panel. For example, a polarization conversion unit that converts irradiation light into s-polarized light includes a polarization separation film that separates irradiation light into s-polarized light and p-polarized light, and a retardation layer that converts the separated p-polarized light into s-polarized light. You.
[0004]
The light that has been aligned to s-polarized light or p-polarized light in the polarization conversion unit is separated into red (R), green (G), and blue (B) three-color light. The luminous flux of the color light is modulated for each color by the three liquid crystal panels, then combined and projected.
[0005]
In order to project an image with a good color balance, it is preferable that the intensity of the three-color light included in the light emitted from the light source is uniform, but the high-pressure mercury lamp has weaker R than G and B. There is a characteristic that. As a method for adjusting the color balance caused by such an intensity difference, there is known a method of lowering the overall intensity of G and B by a filter, and a method of adjusting the modulation in the liquid crystal panel so that G and B are darkened. Has been.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In general, the intensity of a light beam from a light source is higher near the center, and is high-quality light close to parallel light. In the conventional method, the intensity of such high-quality light is also reduced for G and B, so that the energy efficiency in projection is low. In addition, there are problems that heat is easily generated and the whole is easily darkened.
[0007]
Poor color balance caused by a light source has been a common problem in projectors in general. SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to provide a technique for efficiently compensating for a color balance defect caused by a light source in a projector.
[0008]
[Means for Solving the Problems and Their Functions and Effects]
In order to solve at least a part of the above problems, the present invention provides a projector for projecting an image, from a light source to a projection lens, on a light path through which a light beam passes, for a part of the light beam, while separating the light beam into color light. And an intensity adjusting unit for guiding color light having relatively low intensity into the optical path. It is assumed that the light source has a characteristic having a relative intensity difference between the color lights.
[0009]
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it can guide | induce the color light whose intensity | strength is relatively weak about a part of light beam in an optical path. Colored light having relatively high intensity can be prevented from reaching the projection lens by absorption, reflection, transmission, or the like. By performing such intensity adjustment for a part of the light beam, a part of the light having relatively high intensity can be directly used for projection. Therefore, it is possible to efficiently compensate for the intensity difference between the color lights.
[0010]
In the present invention, it is preferable to provide a lens array that divides a light beam into a plurality of partial light beams, and to provide an intensity adjustment unit on any optical path through which the partial light beams pass. By adjusting the intensity with a part of the partial light beam, it is possible to suppress the influence on other partial light beams.
[0011]
In the present invention, the intensity adjustment can be realized, for example, by a color separation unit that selectively transmits or reflects color light having a relatively low intensity.
[0012]
In the present invention, it is preferable that the intensity adjusting section is provided so as to separate the light around the light beam. By doing so, it is possible to compensate for the difference in intensity while using the high-quality light near the center for projection as it is.
[0013]
In the case of a liquid crystal projector that performs modulation using a liquid crystal panel, there is also an advantage that the contrast characteristics can be improved as described below by adjusting the intensity at the peripheral portion. In general, it is known that the contrast characteristic of a liquid crystal panel changes depending on the incident angle, and the contrast characteristic decreases as the position deviates from the normal direction of the liquid crystal panel. Of the luminous flux incident on the liquid crystal panel, the light in the peripheral portion is often shifted from the normal direction, so that the contrast characteristic may be reduced. In the present invention, when the intensity adjusting unit is provided so as to separate the light in the peripheral part, it is possible to suppress the light of the incident angle that lowers the contrast characteristic of the color light having relatively strong intensity. Therefore, the contrast characteristics can be improved.
[0014]
The present invention is applicable to various projectors such as a projector using DMD (registered trademark) and a liquid crystal projector. When applied to a liquid crystal projector, for example, it is preferable to provide an intensity adjustment unit in a polarization conversion element for aligning a light beam to a predetermined s-polarized light or p-polarized light. In the polarization conversion element, a polarization separation film for separating s-polarized light and p-polarized light, and a reflection film that reflects the polarized light separated by the polarization separation film in the emission direction are laminated via a light-transmitting member. I have. In such a polarization conversion element, by configuring at least a part of the reflection film to selectively reflect color light having relatively low intensity, an intensity adjustment unit can be realized.
[0015]
For example, in the case of a polarization conversion element in which a plurality of polarization separation films and reflection films are alternately laminated via a translucent member, at least one of the reflection films selectively reflects color light having relatively weak intensity. (Hereinafter, referred to as a selective reflection area). A partial area of the reflection film may be a selective reflection area. Considering the effect of improving the contrast described above, the selective reflection region preferably includes the outermost layer.
[0016]
There is also a type of polarization conversion device that includes a polarization separation film and a reflection film one by one. In such a type, a partial area of the reflection film may be used as a selective reflection area.
[0017]
The invention is applicable to various types of light sources. When a high-pressure mercury lamp is used as a light source, colored light having relatively low intensity is red.
[0018]
The present invention can be configured in various modes other than the configuration as the projector described above. For example, it may be configured as a polarization conversion element or a polarization separation element provided with the above-described intensity adjustment unit, or may be configured as a method for manufacturing such a polarization conversion element.
[0019]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
A. overall structure:
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a projector as an embodiment. The
[0020]
The illumination
[0021]
The red light R is reflected by the
[0022]
Each color light is modulated by the
[0023]
In this embodiment, a high-pressure mercury lamp is used as the
[0024]
B. Illumination optics:
FIG. 2 is an enlarged view of the illumination
[0025]
In the illumination
[0026]
The
[0027]
Like the
[0028]
The
[0029]
In the polarization
[0030]
The
[0031]
In the
[0032]
The partial light beams emitted from the
[0033]
The partial light beams emitted from the
[0034]
C. Polarization conversion element:
FIG. 3 is an enlarged sectional view of the
[0035]
In this embodiment, the outermost
[0036]
The polarization
[0037]
The reduction amounts of the G and B components can be adjusted by the opening width D. The aperture width D may be set so as to compensate for the difference in the intensity of each color component in the light emitted from the
[0038]
According to the projector of the present embodiment described above, the intensity difference between the G and B components can be reduced by the dichroic mirror, so that the intensity difference between the color lights included in the light source can be compensated, and the color balance of the projected image can be compensated. Can be improved. In addition, since the intensity adjustment is performed on the peripheral portion of the light beam, high-quality light near the center of the light beam can be directly used for projection for G and B lights.
[0039]
Further, according to the present embodiment, by adjusting the intensity at the peripheral portion of the light beam, it is possible to suppress the light G and B that are incident on the liquid crystal panel while being shifted from the normal direction. In general, a liquid crystal panel has a characteristic that contrast characteristics are low with respect to light incident in a direction shifted from the normal direction. Therefore, in this embodiment, it is possible to improve contrast characteristics by suppressing such components. .
[0040]
D. First modification:
FIG. 4 is an enlarged sectional view of a
[0041]
By doing so, as shown by the broken line, all the components of R, G, and B are emitted from the region 64d1 and only the R component is emitted from the region 64d2. Therefore, by adjusting the area of the region 64d2, the intensity compensation amounts of the G and B components can be adjusted.
[0042]
Although FIG. 4 illustrates a case where the dichroic mirror region 64d2 is provided at the outermost ends, the dichroic mirror region 64d2 may be provided at one end. From the viewpoint of reducing the components of the peripheral portion of the light beam, it is preferable to provide the region 64d2 deviated rightward in FIG.
[0043]
FIG. 4 illustrates a case in which a dichroic mirror that selectively reflects only R is provided, but the outermost portion is divided into three regions, and three types of dichroic mirrors that selectively reflect each of R, G, and B are provided. It may be provided. In this case, by adjusting the areas of the three regions, the intensity compensation between the colors, including the intensity compensation between G and B, can be performed with higher accuracy.
[0044]
The three types of dichroic mirrors that selectively reflect each of R, G, and B are not limited to the configuration of the modified example (FIG. 4), and may be applied to the embodiment (FIG. 3). For example, a layer that selectively reflects R alone may be provided in the uppermost outermost layer, and a layer that selectively reflects G and B may be provided in the lowermost outermost layer.
[0045]
E. FIG. Second modification:
FIG. 5 is an enlarged sectional view of a polarization conversion element as a second modification. In the embodiment, the case where the polarization conversion element is provided on the emission side of the two lens arrays is illustrated. However, in the second modification, the configuration provided between the two
[0046]
In the polarization conversion element of the second modification, a
[0047]
The light that has passed through the
[0048]
As for the light incident on the
[0049]
Also in the second modified example, similarly to the first modified example, a dichroic mirror may be provided so as to be biased to any one end of the
[0050]
F. Third modification:
FIG. 6 is an enlarged sectional view of a polarization conversion element as a third modification. The configuration is similar to that of the second modified example, except that it is divided into two
[0051]
With such a configuration, similarly to the second modification, the strengths of G and B can be reduced. The same is true even if the prism is further divided into multiple stages. Also in the third modified example, similarly to the first modified example, a dichroic mirror may be provided so as to be biased to any one end of the
[0052]
Although various embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these embodiments, and it goes without saying that various configurations can be adopted without departing from the spirit of the present invention.
[0053]
(1) The present invention is applicable not only to a high-pressure mercury lamp but also to a projector using various light sources having an intensity difference between color lights.
[0054]
(2) The present invention is not limited to a liquid crystal projector, and may be applied to a projector using a DMD.
[0055]
(3) The configuration for compensating the intensity between the color lights is not limited to the polarization conversion element, and can be provided at an arbitrary position on the optical path through which the light beam passes. Further, it is only necessary to perform the correction in a partial area of the light beam, and it is not always necessary to perform the intensity compensation in the peripheral portion of the light beam.
[0056]
(4) Instead of a dichroic mirror that selectively reflects only part of the color light, a transmission film that selectively transmits light may be used. A material that selectively absorbs a color whose intensity is to be reduced may be used.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating a schematic configuration of a projector as an embodiment.
FIG. 2 is an enlarged view of the illumination
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a
FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of a
FIG. 5 is an enlarged sectional view of a polarization conversion element as a second modification.
FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of a polarization conversion element as a third modification.
[Explanation of symbols]
62
Claims (9)
複数の色光間で相対的に強度差を有する光束を射出する光源と、
前記光源から前記投写レンズまで、前記光束が通過する光路とを備え、
前記光路上には、前記光束の一部について、該光束を前記色光に分離するとともに、前記強度が相対的に弱い色光を前記光路内に導く強度調整部を備えるプロジェクタ。A projector for projecting an image,
A light source that emits a light flux having a relative intensity difference between a plurality of color lights;
An optical path through which the light beam passes from the light source to the projection lens;
A projector having an intensity adjusting unit on the optical path, which separates the luminous flux into the color light for a part of the luminous flux and guides the color light having the relatively weak intensity into the optical path.
該光束を複数の部分光束に分割するレンズアレイを備え、
前記強度調整部は、該部分光束が通過するいずれかの光路上に設けられているプロジェクタ。The projector according to claim 1, wherein
A lens array that divides the light beam into a plurality of partial light beams,
The projector, wherein the intensity adjustment unit is provided on any optical path through which the partial light beam passes.
前記強度調整部は、前記強度が相対的に弱い色光を選択的に透過または反射する色分離部を備えるプロジェクタ。The projector according to claim 1 or 2,
The projector further includes a color separation unit that selectively transmits or reflects the color light having the relatively low intensity.
前記強度調整部は、前記光束の周辺部の光を分離するよう設けられているプロジェクタ。The projector according to claim 1,
The projector, wherein the intensity adjustment unit is provided to separate light in a peripheral portion of the light beam.
前記光路上には、
前記色光の変調を行うための液晶パネル、および
前記光束を所定のs偏光またはp偏光にそろえるための偏光変換素子が設けられており、
該偏光変換素子には、s偏光とp偏光とを分離するための偏光分離膜と、該偏光分離膜で分離された偏光を射出方向に反射する反射膜とが透光性部材を介して積層されており、
該反射膜の少なくとも一部は、前記強度が相対的に弱い色光を選択的に反射するプロジェクタ。The projector according to claim 1, wherein
On the optical path,
A liquid crystal panel for modulating the color light, and a polarization conversion element for aligning the light beam with a predetermined s-polarized light or p-polarized light;
In the polarization conversion element, a polarization separation film for separating s-polarized light and p-polarized light, and a reflection film for reflecting polarized light separated by the polarization separation film in an emission direction are laminated via a light-transmitting member. Has been
A projector in which at least a part of the reflection film selectively reflects the color light having the relatively low intensity.
該偏光変換素子には、前記偏光分離膜と反射膜とが透光性部材を介して複数枚交互に積層されており、
該反射膜の少なくとも一部は、前記強度が相対的に弱い色光を選択的に反射するプロジェクタ。The projector according to claim 5, wherein
In the polarization conversion element, a plurality of the polarization separation film and the reflection film are alternately laminated via a translucent member,
A projector in which at least a part of the reflection film selectively reflects the color light having the relatively low intensity.
前記光源は、高圧水銀ランプであり、
前記強度が相対的に弱い色光は、レッドであるプロジェクタ。The projector according to claim 1,
The light source is a high-pressure mercury lamp,
The color light having a relatively low intensity is a red projector.
前記光束をs偏光とp偏光に分離するための偏光分離膜と、
該偏光分離膜で分離された偏光を射出方向に反射する反射膜とが透光性部材を介して積層されており、
該反射膜の少なくとも一部は、前記強度が相対的に弱い色光を選択的に反射する偏光変換素子。A polarization conversion element for aligning light beams having relatively different intensities between a plurality of color lights into s-polarized light or p-polarized light,
A polarization separation film for separating the light beam into s-polarized light and p-polarized light;
A reflection film that reflects the polarized light separated by the polarization separation film in the emission direction is laminated via a light-transmitting member,
A polarization conversion element in which at least a part of the reflection film selectively reflects the color light having the relatively low intensity.
前記光束をs偏光とp偏光に分離するための偏光分離膜と、
該偏光分離膜の背面には、分離された偏光を射出方向に反射する反射膜とが透光性部材を介して設けられており、
該反射膜の少なくとも一部は、前記強度が相対的に弱い色光を選択的に反射する偏光分離素子。A polarization separation element for separating a light flux having a relatively different intensity between a plurality of color lights into s-polarized light or p-polarized light,
A polarization separation film for separating the light beam into s-polarized light and p-polarized light;
On the back surface of the polarization separation film, a reflection film that reflects the separated polarized light in the emission direction is provided via a light-transmitting member,
At least a part of the reflection film is a polarization separation element that selectively reflects the color light having the relatively low intensity.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002248349A JP4055516B2 (en) | 2002-08-28 | 2002-08-28 | Polarization conversion element and projector |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002248349A JP4055516B2 (en) | 2002-08-28 | 2002-08-28 | Polarization conversion element and projector |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004085981A true JP2004085981A (en) | 2004-03-18 |
JP4055516B2 JP4055516B2 (en) | 2008-03-05 |
Family
ID=32055756
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002248349A Expired - Fee Related JP4055516B2 (en) | 2002-08-28 | 2002-08-28 | Polarization conversion element and projector |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4055516B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017134112A (en) * | 2016-01-25 | 2017-08-03 | 株式会社リコー | Image projection device |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101975996B (en) * | 2010-08-26 | 2012-07-04 | 江苏万新光学有限公司 | Method and device for producing polarizing film having local polarization effect |
-
2002
- 2002-08-28 JP JP2002248349A patent/JP4055516B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017134112A (en) * | 2016-01-25 | 2017-08-03 | 株式会社リコー | Image projection device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4055516B2 (en) | 2008-03-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5200843A (en) | Polarized synthesization in projection type liquid crystal displays | |
US20070121310A1 (en) | Lighting system and projector | |
JPH11212023A (en) | Optical illumination system and projection display device | |
CN110632815B (en) | Light source device and projector | |
US10599025B2 (en) | Light source device and projector | |
JP2738324B2 (en) | Projection type liquid crystal display | |
US11333960B2 (en) | Light source device and projector in which wave plates are downsized | |
JP5056793B2 (en) | projector | |
JP4138743B2 (en) | LCD projector | |
JP4520943B2 (en) | Compound prism and light source unit | |
JP3491150B2 (en) | projector | |
JP3646455B2 (en) | Projection display | |
JP2000330196A (en) | Color synthesizing optical system and projection type display device equipped with the system | |
JP3335885B2 (en) | Polarized illumination device and projection type liquid crystal display device | |
JP4055516B2 (en) | Polarization conversion element and projector | |
JP3797756B2 (en) | LCD projector | |
JP3642190B2 (en) | Polarized illumination device and projection display device | |
JP3413226B2 (en) | Polarization conversion device and projection display device | |
JP2000193926A (en) | Light source unit, illuminating optical system and projection type display device | |
JP2004029168A (en) | Polarization conversion element, illuminator and projector | |
JP2000121997A (en) | Projection type display device | |
JP2001290216A (en) | Light source device and projection type display device | |
JP2004061848A (en) | Illumination optical system and projector | |
JP2003131320A (en) | Projector | |
JP2003287804A (en) | Projector |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050307 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070419 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070508 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070706 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070807 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20071001 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20071120 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20071203 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101221 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101221 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111221 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111221 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121221 Year of fee payment: 5 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |