JP2005338159A - Projector - Google Patents

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Koichi Akiyama
光一 秋山
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a projector having structure to facilitate miniaturization even when the projector is so constituted that a smooth and good-quality moving picture display can be obtained. <P>SOLUTION: By the action of a polarization separation prism 130 which separates the illumination luminous flux from a light source device 110 to two illumination luminous fluxes and of an afocal optical element 14 for compressing the two illumination luminous fluxes separated by the polarization to a direction perpendicular to an illumination optical axis 100Aax and parallel to a polarization separation plane 132, the projector irradiates the illumination luminous fluxes having such sectional shapes as to illuminate a part of the image forming regions relating to a first direction and the entire part of the image forming regions relating to a second region on the respective image forming regions of the liquid crystal devices 400R, 400G and 400B and scans the illumination luminous fluxes along the first direction on the image forming regions in synchronization with the image writing frequencies of the liquid crystal devices 400R, 400G and 400B by a rotary prism 770. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明はプロジェクタに関する。   The present invention relates to a projector.

図10は、従来のプロジェクタを説明するために示す図である。図10(a)は従来のプロジェクタの光学系を示す図であり、図10(b)及び図10(c)はこのような従来のプロジェクタの問題点を説明するための図である。
このプロジェクタ900Aにおいては、電気光学変調装置として用いる液晶装置400R,400G,400Bが、図10(b)に示すような輝度特性を有するホールド型の表示装置であるため、図10(c)に示すような輝度特性を有するインパルス型の表示装置であるCRTの場合とは異なり、いわゆる尾引き現象のために滑らかな動画表示が得られないという問題点がある(この尾引き現象については、例えば、非特許文献1参照。)。
FIG. 10 is a diagram for explaining a conventional projector. FIG. 10A is a diagram showing an optical system of a conventional projector, and FIGS. 10B and 10C are diagrams for explaining the problems of such a conventional projector.
In the projector 900A, since the liquid crystal devices 400R, 400G, and 400B used as the electro-optic modulation device are hold type display devices having luminance characteristics as shown in FIG. 10B, they are shown in FIG. Unlike the case of the CRT which is an impulse type display device having such luminance characteristics, there is a problem that a smooth moving image display cannot be obtained due to a so-called tailing phenomenon. (Refer nonpatent literature 1.).

図11は、従来の他のプロジェクタを説明するために示す図である。図11(a)は従来の他のプロジェクタの光学系を示す図であり、図11(b)及び図11(c)はこのような従来の他のプロジェクタに用いられる光シャッタを示す図である。
このプロジェクタ900Bにおいては、図11(a)に示すように、液晶装置400R,400G,400Bの光入射側に光シャッタ420R,420G,420Bを配置し、これらの光シャッタにより間欠的に光を遮断するようにして、上記した問題を解決している。すなわち、いわゆる尾引き現象を緩和して滑らかで良質な動画表示が得られるようにしている(例えば、特許文献1参照。)。
「ホールド型ディスプレイにおける動画表示の画質」(電子情報通信学会技報、EID99−10、第55〜60頁(1999−06)) 特開2002−148712号公報(図1〜図7)
FIG. 11 is a diagram for explaining another conventional projector. FIG. 11A is a diagram showing an optical system of another conventional projector, and FIG. 11B and FIG. 11C are diagrams showing an optical shutter used in such another conventional projector. .
In the projector 900B, as shown in FIG. 11A, optical shutters 420R, 420G, and 420B are arranged on the light incident side of the liquid crystal devices 400R, 400G, and 400B, and light is intermittently blocked by these optical shutters. This solves the problem described above. That is, the so-called tailing phenomenon is alleviated so that a smooth and high-quality moving image display can be obtained (for example, see Patent Document 1).
"Image quality of video display on hold type display" (Technical Report of IEICE, EID99-10, pages 55-60 (1999-06)) JP 2002-148712 A (FIGS. 1 to 7)

しかしながら、このような従来の他のプロジェクタにおいては、光シャッタにより間欠的に光を遮断するようにしているため、光利用効率が大幅に低下するという問題があった。   However, in such other conventional projectors, there is a problem in that the light use efficiency is significantly reduced because light is intermittently blocked by the optical shutter.

本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、滑らかで良質な動画表示が得られるようにした場合であっても光利用効率が大幅に低下しないプロジェクタを提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a projector in which the light use efficiency is not significantly reduced even when a smooth and high-quality moving image display is obtained. And

(1)本発明のプロジェクタは、被照明領域側に略平行な照明光束を射出する光源装置、この光源装置からの照明光束のうち一方の偏光成分に係る照明光束を透過し他方の偏光成分に係る照明光束を反射する偏光分離面及びこの偏光分離面からの他方の偏光成分に係る照明光束を照明光軸に平行な方向に向けて反射する反射面を有する偏光分離プリズム、並びに偏光分離された2つの照明光束を照明光軸に垂直かつ偏光分離面に平行な第1の方向に圧縮するアフォーカル光学要素を有し、照明光束を照射する対象である電気光学変調装置の画像形成領域上で、前記第1の方向については画像形成領域の一部を、前記第1の方向に垂直な第2の方向については画像形成領域の全体を照明するような断面形状を有する照明光束を照射する照明装置と、この照明装置からの照明光束を画像情報に応じて変調する電気光学変調装置と、この電気光学変調装置によって変調された光束を投写する投写光学系と、前記照明装置と前記電気光学変調装置との間に配置され、照明光束を前記電気光学変調装置の画面書込み周波数に同期して画像形成領域上で前記第1の方向に沿って走査する走査手段とを備えたことを特徴とする。 (1) The projector of the present invention is a light source device that emits an illumination light beam that is substantially parallel to the illuminated region side, and transmits an illumination light beam related to one polarization component of the illumination light beam from the light source device, and converts it into the other polarization component. A polarization separation prism having a polarization separation surface that reflects the illumination light beam, a reflection surface that reflects the illumination light beam related to the other polarization component from the polarization separation surface in a direction parallel to the illumination optical axis, and polarization separated An afocal optical element that compresses two illumination light beams in a first direction perpendicular to the illumination optical axis and parallel to the polarization separation surface, and on an image forming region of an electro-optic modulation device that is an object to irradiate the illumination light beams Illumination for irradiating a part of the image forming area with respect to the first direction and an illumination light beam having a cross-sectional shape that illuminates the entire image forming area with respect to the second direction perpendicular to the first direction. apparatus An electro-optic modulation device that modulates an illumination light beam from the illumination device according to image information, a projection optical system that projects the light beam modulated by the electro-optic modulation device, the illumination device, and the electro-optic modulation device And scanning means for scanning the illumination light beam along the first direction on the image forming region in synchronization with the screen writing frequency of the electro-optic modulation device.

このため、本発明のプロジェクタによれば、電気光学変調装置の画像形成領域における縦横方向のうち第1の方向については画像形成領域の一部を、第2の方向については画像形成領域の全体を照明するような断面形状(すなわち第1の方向に圧縮された断面形状)を有する照明光束を、電気光学変調装置の画面書込み周波数に同期して画像形成領域上で第1の方向に沿って走査することができるようになるため、電気光学変調装置の画像形成領域においては光照射領域と光非照射領域とが順次交互にスクロールされるようになる。その結果、尾引き現象が緩和され、滑らかで良質な動画表示が得られるプロジェクタとなる。
また、本発明のプロジェクタによれば、上記したように第1の方向に圧縮された断面形状を有する照明光束を、上記したような偏光分離プリズム及びアフォーカル光学要素を有する照明装置の機能によって実現しているため、光シャッタを用いる場合とは異なり、光源装置からの照明光束を無駄無く電気光学変調装置の画像形成領域に導くことができるようになり、光利用効率が大幅に低下することがなくなる。
このため、本発明のプロジェクタは、滑らかで良質な動画表示が得られるようにした場合であっても光利用効率が大幅に低下しないプロジェクタとなり、本発明の目的が達成される。
For this reason, according to the projector of the present invention, a part of the image forming area in the first direction among the vertical and horizontal directions in the image forming area of the electro-optic modulation device, and the entire image forming area in the second direction. An illumination light beam having a cross-sectional shape for illuminating (that is, a cross-sectional shape compressed in the first direction) is scanned along the first direction on the image forming region in synchronization with the screen writing frequency of the electro-optic modulator. Therefore, the light irradiation region and the light non-irradiation region are sequentially scrolled alternately in the image forming region of the electro-optic modulation device. As a result, the tailing phenomenon is alleviated and a smooth and high-quality moving image display can be obtained.
According to the projector of the present invention, the illumination light beam having the cross-sectional shape compressed in the first direction as described above is realized by the function of the illumination device having the polarization separation prism and the afocal optical element as described above. Therefore, unlike the case where an optical shutter is used, the illumination light beam from the light source device can be guided to the image forming area of the electro-optic modulation device without waste, and the light use efficiency can be greatly reduced. Disappear.
For this reason, the projector of the present invention is a projector in which the light use efficiency is not significantly reduced even when smooth and high-quality moving image display is obtained, and the object of the present invention is achieved.

また、本発明のプロジェクタによれば、通常、光源装置に用いる発光管の発光領域が有限の大きさを有することに起因して、偏光分離された2つの照明光束がアフォーカル光学要素を通過するうちにだんだんとミキシングされていくため、電気光学変調装置の画像形成領域上においては、第2の方向に沿った光強度分布が平準化され、第2の方向に沿った光強度分布は比較的均一なものとなる。
また、電気光学変調装置の画像形成領域上に照射される照明光束は、電気光学変調装置の画像形成領域上で第1の方向に沿って走査されるため、第1の方向に沿った光強度分布の不均一さは問題にならない。
このため、本発明のプロジェクタによれば、レンズインテグレータのような比較的高価なインテグレータ光学系を用いなくとも、滑らかで良質な動画表示が得られるようになる。
Further, according to the projector of the present invention, normally, the two illumination light beams separated by polarization pass through the afocal optical element due to the fact that the light emitting area of the arc tube used in the light source device has a finite size. Since mixing is gradually performed, the light intensity distribution along the second direction is leveled on the image forming region of the electro-optic modulation device, and the light intensity distribution along the second direction is relatively low. It will be uniform.
Further, since the illumination light beam irradiated on the image forming area of the electro-optic modulator is scanned along the first direction on the image forming area of the electro-optic modulator, the light intensity along the first direction The non-uniform distribution is not a problem.
Therefore, according to the projector of the present invention, smooth and high-quality moving image display can be obtained without using a relatively expensive integrator optical system such as a lens integrator.

本発明のプロジェクタにおいて、電気光学変調装置の画像形成領域上に照射される照明光束は、電気光学変調装置の画像形成領域における縦横方向のうち第1の方向については画像形成領域の一部を、第2の方向については画像形成領域の全体を照明するような断面形状(すなわち第1の方向に圧縮された断面形状)を有するが、この圧縮の程度は、アフォーカル光学要素の設計によって適宜調整することができる。   In the projector according to the aspect of the invention, the illumination light beam irradiated on the image forming area of the electro-optic modulation device may include a part of the image forming area in the first direction among the vertical and horizontal directions in the image forming area of the electro-optic modulation device. The second direction has a cross-sectional shape that illuminates the entire image forming region (that is, a cross-sectional shape compressed in the first direction). The degree of compression is appropriately adjusted by the design of the afocal optical element. can do.

(2)上記(1)に記載のプロジェクタにおいては、前記アフォーカル光学要素は、前記第1の方向に屈折力を有する2個のシリンドリカルレンズを有することが好ましい。 (2) In the projector described in (1), it is preferable that the afocal optical element includes two cylindrical lenses having refractive power in the first direction.

このように構成することにより、これら2個のシリンドリカルレンズの焦点距離や配置を調整することによって、電気光学変調装置の画像形成領域上に照射される照明光束の圧縮の程度を容易に調整することができる。これら2個のシリンドリカルレンズとしては、2個の凸レンズを用いることができるほか、1個の凸レンズ(光源装置側に配置)及び1個の凹レンズ(電気光学変調装置側に配置)を用いることもできる。   By configuring in this way, the degree of compression of the illumination light beam irradiated onto the image forming region of the electro-optic modulator can be easily adjusted by adjusting the focal length and arrangement of these two cylindrical lenses. Can do. As these two cylindrical lenses, two convex lenses can be used, and one convex lens (arranged on the light source device side) and one concave lens (arranged on the electro-optic modulation device side) can also be used. .

(3)上記(1)に記載のプロジェクタにおいては、前記アフォーカル光学要素は、前記第1の方向に屈折力を有する2個のシリンドリカルレンズ及び前記第2の方向に屈折力を有する2個のシリンドリカルレンズを有することが好ましい。 (3) In the projector according to (1), the afocal optical element includes two cylindrical lenses having refractive power in the first direction and two having refractive power in the second direction. It is preferable to have a cylindrical lens.

このように構成することにより、第1の方向に屈折力を有する2個のシリンドリカルレンズ及び第2の方向に屈折力を有する2個のシリンドリカルレンズの焦点距離や配置をそれぞれ調整することによって、電気光学変調装置の画像形成領域上に照射される照明光束の第1の方向に沿った長さ及び第2の方向に沿った長さを容易に調整することができるようになるため、電気光学変調装置の被照明領域の大きさに対する、偏光分離プリズムの大きさを任意のものにすることができ、設計の自由度を高めることができる。   With this configuration, by adjusting the focal length and the arrangement of the two cylindrical lenses having refractive power in the first direction and the two cylindrical lenses having refractive power in the second direction, Since the length along the first direction and the length along the second direction of the illumination light beam irradiated onto the image forming area of the optical modulation device can be easily adjusted, electro-optical modulation is possible. The size of the polarization separation prism with respect to the size of the illuminated area of the apparatus can be made arbitrary, and the degree of design freedom can be increased.

(4)上記(1)に記載のプロジェクタにおいては、前記アフォーカル光学要素系は、1個の球面レンズ並びに前記第1の方向に屈折力を有する1個のシリンドリカルレンズ及び前記第2の方向に屈折力を有する1個のシリンドリカルレンズを有することが好ましい。 (4) In the projector described in (1), the afocal optical element system includes one spherical lens, one cylindrical lens having refractive power in the first direction, and the second direction. It is preferable to have one cylindrical lens having refractive power.

このように構成することにより、上記(3)の効果を、3個のレンズ(すなわち、1個の球面レンズと2個のシリンドリカルレンズ)によって実現できるようになる。   With this configuration, the effect (3) can be realized by three lenses (that is, one spherical lens and two cylindrical lenses).

(5)上記(1)〜(4)のいずれかに記載のプロジェクタにおいては、前記偏光分離プリズムにおける偏光分離面を透過する照明光束の光射出面又は偏光分離面で反射される照明光束の光射出面にはλ/2板が配置されてなることが好ましい。 (5) In the projector according to any one of (1) to (4), the light of the illumination light beam that is reflected by the light exit surface or the polarization separation surface of the illumination light beam that passes through the polarization separation surface of the polarization separation prism. A λ / 2 plate is preferably disposed on the exit surface.

本発明のプロジェクタに用いる照明装置は、偏光光を用いる液晶装置や偏光光を用いる必要のないマイクロミラーデバイスのいずれの電気光学変調装置を用いたプロジェクタにも好適に用いることができるが、このように構成することにより、偏光分離プリズムから射出する照明光束の偏光成分を一方の偏光成分又は他方の偏光成分のいずれかの偏光成分の照明光束にすることができるため、偏光光を用いる液晶装置を用いたプロジェクタにさらに好適に用いることができるようになる。   The illumination device used for the projector of the present invention can be suitably used for a projector using any electro-optic modulation device such as a liquid crystal device using polarized light or a micromirror device that does not need to use polarized light. By configuring as above, the polarization component of the illumination light beam emitted from the polarization separation prism can be changed to the illumination light beam of one of the polarization components or the other polarization component. The projector can be used more suitably.

(6)上記(1)〜(5)のいずれかに記載のプロジェクタにおいては、前記照明装置と前記電気光学変調装置との間に、前記照明装置からの照明光束を複数の色光に分離するための色分離光学系をさらに備え、前記電気光学変調装置として、前記色分離光学系からの複数の色光をそれぞれの色光に対応する画像情報に応じて変調する複数の電気光学変調装置が設けられていることが好ましい。 (6) In the projector according to any one of (1) to (5), the illumination light beam from the illumination device is separated into a plurality of color lights between the illumination device and the electro-optic modulation device. And a plurality of electro-optic modulators for modulating a plurality of color lights from the color separation optical system according to image information corresponding to the respective color lights. Preferably it is.

このように構成することにより、滑らかで良質な動画表示が得られるようにした場合であっても光利用効率が大幅に低下しないプロジェクタを、画像品質の優れた(例えば3板式の)フルカラープロジェクタとすることができるようになる。   With this configuration, a projector in which the light use efficiency is not significantly reduced even when smooth and high-quality moving image display can be obtained is a full-color projector with excellent image quality (for example, a three-plate type). Will be able to.

(7)上記(6)に記載のプロジェクタにおいては、前記走査手段は、前記照明装置と前記色分離光学系との間の、前記電気光学変調装置と略共役の位置に配置され、照明光軸に垂直な回転軸を有する回転プリズムを含み、この回転プリズムは、その回転によって、前記電気光学変調装置の画像形成領域上で光照射領域と光非照射領域とが前記電気光学変調装置の画面書込み周波数に同期して順次スクロールされるように構成されていることが好ましい。 (7) In the projector according to (6), the scanning unit is disposed at a position substantially conjugate with the electro-optic modulation device between the illumination device and the color separation optical system, and the illumination optical axis. A rotating prism having a rotation axis perpendicular to the rotating prism, and the rotating prism causes the light irradiation area and the light non-irradiation area to be written on the screen of the electro-optic modulation device on the image forming area of the electro-optic modulation device. It is preferable to be configured to be sequentially scrolled in synchronization with the frequency.

このように構成することにより、フルカラープロジェクタにおける各電気光学変調装置の画像形成領域において、光照射領域及び光非照射領域の円滑なスクロール動作が実現できるようになる。   With this configuration, it is possible to realize a smooth scroll operation of the light irradiation region and the light non-irradiation region in the image forming region of each electro-optic modulation device in the full color projector.

上記(7)に記載のプロジェクタにおいては、前記回転プリズムの光透過面には、減反射膜が形成されてなることが好ましい。このように構成することにより、回転プリズムにおける光透過率が向上するため光利用効率の低下を最小限のものにすることができるとともに、迷光レベルが低減しコントラストが向上する。   In the projector described in (7) above, it is preferable that a light-reflecting surface of the rotating prism has a reduced reflection film. With this configuration, the light transmittance in the rotating prism is improved, so that the light use efficiency can be minimized, and the stray light level is reduced and the contrast is improved.

(8)上記(1)〜(7)のいずれかに記載のプロジェクタにおいては、前記光源装置は、楕円面リフレクタと、この楕円面リフレクタの第1焦点近傍に発光中心を有する発光管と、平行化レンズとを有することが好ましい。 (8) In the projector according to any one of (1) to (7), the light source device is parallel to an ellipsoidal reflector and an arc tube having a light emission center near the first focal point of the ellipsoidal reflector. It is preferable to have a lens.

このように構成することにより、放物面リフレクタを用いた光源装置と比較して、よりコンパクトな光源装置を実現することができる。   By comprising in this way, a more compact light source device is realizable compared with the light source device using a paraboloid reflector.

(9)上記(8)に記載のプロジェクタにおいては、前記偏光分離プリズムと前記平行化レンズとは一体化されてなることが好ましい。 (9) In the projector according to (8), it is preferable that the polarization separation prism and the collimating lens are integrated.

このように構成することにより、平行化レンズの光射出面及び偏光分離プリズムの光入射面における反射損をなくすることができ、光利用効率を向上させることができる。また、プロジェクタの組立工程において、平行化レンズと偏光分離プリズムとの位置精度の劣化や組み立て工数の増加を抑制することができる。   By comprising in this way, the reflection loss in the light-projection surface of a parallelization lens and the light-incidence surface of a polarization separation prism can be eliminated, and light utilization efficiency can be improved. Further, in the assembly process of the projector, it is possible to suppress the deterioration of the positional accuracy between the collimating lens and the polarization separation prism and the increase in the number of assembly steps.

(10)上記(1)〜(7)のいずれかに記載のプロジェクタにおいては、前記光源装置は、放物面リフレクタと、この放物面リフレクタの焦点近傍に発光中心を有する発光管とを有することが好ましい。 (10) In the projector according to any one of (1) to (7), the light source device includes a parabolic reflector and an arc tube having a light emission center near a focal point of the parabolic reflector. It is preferable.

このように構成することにより、平行化レンズを用いることなく略平行な照明光束を得ることができるため、平行化レンズを必要とする楕円面リフレクタを用いた光源装置と比較して、部品点数の少ない光源装置を実現することができる。   By configuring in this way, it is possible to obtain a substantially parallel illumination light beam without using a parallelizing lens. Therefore, compared with a light source device using an ellipsoidal reflector that requires a parallelizing lens, the number of parts is reduced. Fewer light source devices can be realized.

(11)上記(8)〜(10)のいずれかに記載のプロジェクタにおいては、前記発光管には、前記発光管から被照明領域側に射出される光を前記楕円面リフレクタ又は前記放物面リフレクタに向けて反射する反射手段が設けられていることが好ましい。 (11) In the projector according to any one of (8) to (10), the light emitting tube emits light emitted from the light emitting tube toward the illuminated region, or the ellipsoidal reflector or the paraboloid. It is preferable that a reflecting means for reflecting toward the reflector is provided.

このように構成することにより、発光管から被照明領域側に放射される光が楕円面リフレクタ又は放物面リフレクタに向けて反射されるため、発光管の被照明領域側端部を覆うような大きさに楕円面リフレクタ又は放物面リフレクタの大きさを設定することを必要とせず、楕円面リフレクタ又は放物面リフレクタの小型化を図ることができ、結果としてプロジェクタの小型化を図ることができる。
また、楕円面リフレクタ又は放物面リフレクタの小型化を図ることができることにより、楕円面リフレクタから楕円面リフレクタの第2焦点に向けて集束するビームの集束角やビームスポットを小さくすることができ、放物面リフレクタから後段の光学系に射出する光ビームの径を小さくすることができるため、平行化レンズの大きさ、偏光分離プリズムの大きさ、アフォーカル光学要素の大きさ、走査手段の大きさ、色分離光学系の大きさなどをさらに小さくすることができ、プロジェクタのさらなる小型化を図ることができる。
With this configuration, light emitted from the arc tube toward the illuminated area is reflected toward the ellipsoidal reflector or the parabolic reflector, so that the illuminated area side end of the arc tube is covered. It is not necessary to set the size of the ellipsoidal reflector or parabolic reflector to the size, and the ellipsoidal reflector or the parabolic reflector can be miniaturized, and as a result, the projector can be miniaturized. it can.
In addition, since the ellipsoidal reflector or the parabolic reflector can be reduced in size, the focusing angle and beam spot of the beam focused from the ellipsoidal reflector toward the second focal point of the ellipsoidal reflector can be reduced. Since the diameter of the light beam emitted from the parabolic reflector to the subsequent optical system can be reduced, the size of the collimating lens, the size of the polarization separation prism, the size of the afocal optical element, the size of the scanning means The size of the color separation optical system can be further reduced, and the projector can be further reduced in size.

以下、本発明のプロジェクタについて、図に示す実施の形態に基づいて説明する。   The projector of the present invention will be described below based on the embodiments shown in the drawings.

〔実施形態1〕
図1は、実施形態1に係るプロジェクタの光学系を示す図である。図1(a)は光学系を上面から見た図であり、図1(b)は光学系を側面から見た図である。
図2は、実施形態1に係るプロジェクタにおける照明装置を説明するために示す図である。図2(a)は照明装置を上面から見た図であり、図2(b)は照明装置を側面から見た図であり、図2(c)は照明光束の断面における光強度分布を等高線で示す図である。
図2(c)において、ア〜カに示される図は、図2(b)中に符号ア〜カで示された位置における照明光束の断面における光強度分布を等高線で示す図である。なお、図2(c)のアにおける破線は偏光分離プリズムの形状を示し、図2(c)のカにおける破線は液晶装置の画像形成領域の形状を示している。
Embodiment 1
FIG. 1 is a diagram illustrating an optical system of the projector according to the first embodiment. FIG. 1A is a view of the optical system as viewed from above, and FIG. 1B is a view of the optical system as viewed from side.
FIG. 2 is a diagram for explaining the illumination device in the projector according to the first embodiment. 2A is a view of the illumination device as viewed from above, FIG. 2B is a view of the illumination device as viewed from the side, and FIG. 2C is a contour plot of the light intensity distribution in the cross section of the illumination light beam. It is a figure shown by.
In FIG. 2 (c), the drawings indicated by (a) to (c) are diagrams showing the light intensity distribution in the cross section of the illumination light beam at the positions indicated by the symbols (a) to (c) in FIG. 2C shows the shape of the polarization splitting prism, and the broken line in FIG. 2C shows the shape of the image forming area of the liquid crystal device.

図3は、回転プリズムの回転と液晶装置の画像形成領域上の照明状態との関係を示す図である。図3(a)は回転プリズムを回転軸に沿って見たときの断面図である。図3(b)は回転プリズムを照明光軸に沿って見たときの図である。図3(c)は液晶装置の画像形成領域上における照明光束の照射状態を示す図である。   FIG. 3 is a diagram illustrating the relationship between the rotation of the rotating prism and the illumination state on the image forming area of the liquid crystal device. FIG. 3A is a cross-sectional view of the rotating prism when viewed along the rotation axis. FIG. 3B is a view when the rotating prism is viewed along the illumination optical axis. FIG. 3C is a diagram showing the irradiation state of the illumination light beam on the image forming area of the liquid crystal device.

なお、以下の説明においては、互いに直交する3つの方向をそれぞれz方向(図1(a)における照明光軸方向)、x方向(図1(a)における紙面に平行かつz軸に直交する方向)及びy方向(図1(a)における紙面に垂直かつz軸に直交する方向)とする。   In the following description, the three directions orthogonal to each other are the z direction (the illumination optical axis direction in FIG. 1A) and the x direction (the direction parallel to the paper surface in FIG. 1A and orthogonal to the z axis). ) And y direction (direction perpendicular to the paper surface in FIG. 1A and perpendicular to the z axis).

実施形態1に係るプロジェクタ1000Aは、図1(a)及び図1(b)に示すように、照明装置100Aと、照明装置100Aからの照明光束を赤、緑及び青の3つの色光に分離する色分離光学系200と、色分離光学系200で分離された3つの色光のそれぞれを画像情報に応じて変調する電気光学変調装置としての3つの液晶装置400R,400G,400Bと、これら3つの液晶装置400R,400G,400Bによって変調された色光を合成するクロスダイクロイックプリズム500と、クロスダイクロイックプリズム500によって合成された光をスクリーンSCR等の投写面に投写する投写光学系600とを備えたプロジェクタである。   As shown in FIGS. 1A and 1B, the projector 1000A according to the first embodiment separates the illumination device 100A and the illumination light flux from the illumination device 100A into three color lights of red, green, and blue. Color separation optical system 200, three liquid crystal devices 400R, 400G, and 400B as electro-optic modulation devices that modulate each of the three color lights separated by color separation optical system 200 according to image information, and these three liquid crystals The projector includes a cross dichroic prism 500 that combines color lights modulated by the devices 400R, 400G, and 400B, and a projection optical system 600 that projects the light combined by the cross dichroic prism 500 onto a projection surface such as a screen SCR. .

照明装置100Aは、図1、図2(a)及び図2(b)に示すように、被照明領域側に略平行な照明光束を射出する光源装置110、光源装置110からの照明光束のうち一方の偏光成分に係る照明光束(例えばP偏光光束)を透過し他方の偏光成分に係る照明光束(例えばS偏光光束)を反射する偏光分離面132及びこの偏光分離面132からの他方の偏光成分に係る照明光束(例えばS偏光光束)を照明光軸100Aaxに平行な方向に向けて反射する反射面134を有する偏光分離プリズム130、並びに偏光分離された2つの照明光束を照明光軸100Aaxに垂直かつ偏光分離面132に平行な第1の方向(すなわちy方向)に圧縮するアフォーカル光学要素140Aを有している。   As shown in FIGS. 1, 2A, and 2B, the illuminating device 100A includes a light source device 110 that emits a substantially parallel illumination light beam toward the illuminated region, and among the illumination light beams from the light source device 110. A polarization separation surface 132 that transmits an illumination light beam (for example, a P-polarized light beam) according to one polarization component and reflects an illumination light beam (for example, an S-polarization light beam) according to the other polarization component, and the other polarization component from the polarization separation surface 132 The polarization separation prism 130 having a reflecting surface 134 that reflects the illumination light beam (for example, S-polarized light beam) according to the above in a direction parallel to the illumination optical axis 100Aax, and the two polarization-separated illumination light beams perpendicular to the illumination optical axis 100Aax. In addition, an afocal optical element 140A that compresses in a first direction (that is, y direction) parallel to the polarization separation surface 132 is included.

偏光分離プリズム130は、内部に偏光分離面132を含む偏光キューブプリズムと、内部に反射面134を含むキューブプリズムとからなっている。   The polarization separation prism 130 includes a polarization cube prism including a polarization separation surface 132 therein and a cube prism including a reflection surface 134 therein.

アフォーカル光学要素140Aは、図2(b)及び図2(c)のア〜カに示すように、偏光分離された2つの照明光束を、照明光軸100Aaxに垂直かつ偏光分離面132に平行な第1の方向に、圧縮比1/2の割合で圧縮する。
なお、アフォーカル光学要素140Aは、図2(a)に示すように、偏光分離された2つの照明光束を、照明光軸100Aaxに垂直かつ第1の方向に垂直な第2の方向(すなわちx方向)には圧縮しない。
その結果、照明装置100Aは、図2(c)のカに示すように、液晶装置400R,400G,400Bの各画像形成領域と共役な位置にある回転プリズム770中で、第1の方向(図2(c)の上下方向)については画像形成領域の一部を、第2の方向(図2(c)の左右方向)については画像形成領域の全体を照明するような断面形状を有する照明光束を照射することになり、ひいては、図3(c)に示すように、各液晶装置400R,400G,400Bの画像形成領域上で、第1の方向(図3(c)の上下方向)については画像形成領域の一部を、第2の方向(図3(c)の左右方向)については画像形成領域の全体を照明するような断面形状を有する照明光束を照射することになる。
As shown in FIG. 2B and FIG. 2C, the afocal optical element 140A causes two polarized light beams separated by polarization to be perpendicular to the illumination optical axis 100Aax and parallel to the polarization separation surface 132. In the first direction, compression is performed at a compression ratio of 1/2.
As shown in FIG. 2A, the afocal optical element 140A causes two polarized light beams to be separated into a second direction (that is, x) perpendicular to the illumination optical axis 100Aax and perpendicular to the first direction. Direction).
As a result, as shown in FIG. 2C, the illuminating device 100A has a first direction (see FIG. 2) in the rotating prism 770 at a position conjugate with each image forming region of the liquid crystal devices 400R, 400G, and 400B. Illumination luminous flux having a cross-sectional shape that illuminates a part of the image forming area in the second direction (2c) and the entire image forming area in the second direction (left and right direction in FIG. 2c). As a result, as shown in FIG. 3 (c), the first direction (vertical direction in FIG. 3 (c)) on the image forming area of each of the liquid crystal devices 400R, 400G, and 400B. A part of the image forming area is irradiated with an illumination light beam having a cross-sectional shape that illuminates the entire image forming area in the second direction (left-right direction in FIG. 3C).

アフォーカル光学要素140Aと回転プリズム770との間には、液晶装置400R,400G,400Bの画像形成領域の形状に対応した開口部を有し、不要な周辺光を除去するための遮光マスク150Aが配置されている。   Between the afocal optical element 140A and the rotating prism 770, there is an opening corresponding to the shape of the image forming area of the liquid crystal devices 400R, 400G, 400B, and a light shielding mask 150A for removing unnecessary ambient light. Has been placed.

光源装置110は、楕円面リフレクタ114と、楕円面リフレクタ114の第1焦点近傍に発光中心を有する発光管112と、楕円面リフレクタ114からの集束光を略平行な光に変換する平行化レンズ120とを有している。発光管112には、発光管112から被照明領域側に射出される光を楕円面リフレクタ114に向けて反射する反射手段としての補助ミラー116が設けられている。   The light source device 110 includes an ellipsoidal reflector 114, an arc tube 112 having a light emission center near the first focal point of the ellipsoidal reflector 114, and a parallelizing lens 120 that converts the focused light from the ellipsoidal reflector 114 into substantially parallel light. And have. The arc tube 112 is provided with an auxiliary mirror 116 as a reflecting means for reflecting the light emitted from the arc tube 112 toward the illuminated area toward the ellipsoidal reflector 114.

色分離光学系200としては、照明装置100Aから液晶装置400R,400G,400Bまでの光路長が等しい等光路光学系を用いている。   As the color separation optical system 200, an equal optical path optical system having the same optical path length from the illumination device 100A to the liquid crystal devices 400R, 400G, and 400B is used.

液晶装置400R,400G,400Bとしては、「y方向に沿った縦寸法:x方向に沿った横寸法=9:16の長方形」の平面形状を有するワイドビジョン用の液晶装置を用いている。   As the liquid crystal devices 400R, 400G, and 400B, a wide vision liquid crystal device having a planar shape of “longitudinal dimension along the y direction: lateral dimension along the x direction = 9: 16 rectangle” is used.

実施形態1に係るプロジェクタ1000Aにおいては、図1(a)に示すように、走査手段としての回転プリズム770は、照明装置100Aと液晶装置400R,400G,400Bとの間の、液晶装置400R,400G,400Bと共役の位置に配置されている。そして、その回転によって、照明光束を液晶装置400R,400G,400Bの画面書込み周波数に同期して液晶装置400R,400G,400Bの画像形成領域上で第1の方向に沿って走査する機能を有している。   In the projector 1000A according to the first embodiment, as shown in FIG. 1A, a rotating prism 770 as a scanning unit includes liquid crystal devices 400R, 400G between the illumination device 100A and the liquid crystal devices 400R, 400G, 400B. , 400B and the conjugate position. The rotation has a function of scanning the illumination light beam along the first direction on the image forming area of the liquid crystal devices 400R, 400G, and 400B in synchronization with the screen writing frequency of the liquid crystal devices 400R, 400G, and 400B. ing.

すなわち、実施形態1に係るプロジェクタ1000Aにおいては、照明光軸100Aax上における発光管112の発光中心の像Pは、図3(a)及び図3(b)に示すように、回転プリズム770が回転するのに従って、回転プリズム770の回転軸772を中心にして上下方向にスクロールされる。この結果、図3(c)に示すように、回転プリズム770が回転すると、液晶装置400R,400G,400Bの各画像形成領域においては光照射領域と光非照射領域とが順次交互にスクロールされるようになるのである。   That is, in the projector 1000A according to the first embodiment, the image P of the emission center of the arc tube 112 on the illumination optical axis 100Aax is rotated by the rotating prism 770 as shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b). As a result, the image is scrolled up and down around the rotation axis 772 of the rotating prism 770. As a result, as shown in FIG. 3C, when the rotating prism 770 rotates, the light irradiation region and the light non-irradiation region are sequentially scrolled alternately in the image forming regions of the liquid crystal devices 400R, 400G, and 400B. It becomes like this.

このため、実施形態1に係るプロジェクタ1000Aによれば、液晶装置400R,400G,400Bの各画像形成領域における縦横方向のうち第1の方向については画像形成領域の一部を、第2の方向については画像形成領域の全体を照明するような断面形状(すなわち第1の方向に圧縮された断面形状)を有する照明光束を、液晶装置400R,400G,400Bの画面書込み周波数に同期して各画像形成領域上で第1の方向に沿って走査することができるようになるため、液晶装置400R,400G,400Bの各画像形成領域においては光照射領域と光非照射領域とが順次交互にスクロールされるようになる。その結果、尾引き現象が緩和され、滑らかで良質な動画表示が得られるプロジェクタとなる。
また、実施形態1に係るプロジェクタ1000Aによれば、第1の方向に圧縮された断面形状を有する照明光束を、上記したような偏光分離プリズム130及びアフォーカル光学要素140Aを有する照明装置100Aの機能によって実現しているため、光シャッタを用いる場合とは異なり、光源装置110からの照明光束を無駄無く液晶装置400R,400G,400Bの各画像形成領域に導くことができるようになり、光利用効率が大幅に低下することがなくなる。
このため、実施形態1に係るプロジェクタ1000Aは、滑らかで良質な動画表示が得られるようにした場合であっても光利用効率が大幅に低下しないプロジェクタとなる。
For this reason, according to the projector 1000A according to the first embodiment, a part of the image forming area in the first direction among the vertical and horizontal directions in the image forming areas of the liquid crystal devices 400R, 400G, and 400B, and the second direction. Each forms an image in synchronization with the screen writing frequency of the liquid crystal devices 400R, 400G, and 400B using an illumination light beam having a cross-sectional shape that illuminates the entire image forming region (ie, a cross-sectional shape compressed in the first direction). Since scanning can be performed along the first direction on the area, the light irradiation area and the light non-irradiation area are sequentially scrolled alternately in the image forming areas of the liquid crystal devices 400R, 400G, and 400B. It becomes like this. As a result, the tailing phenomenon is alleviated and a smooth and high-quality moving image display can be obtained.
Further, according to the projector 1000A according to the first embodiment, the function of the illuminating device 100A including the polarization separation prism 130 and the afocal optical element 140A described above is used to convert the illumination light beam having the cross-sectional shape compressed in the first direction. Therefore, unlike the case where an optical shutter is used, the illumination light beam from the light source device 110 can be guided to the image forming areas of the liquid crystal devices 400R, 400G, and 400B without waste, and the light use efficiency is improved. Will not drop significantly.
For this reason, the projector 1000A according to the first embodiment is a projector in which the light use efficiency is not significantly reduced even when smooth and high-quality moving image display is obtained.

また、実施形態1に係るプロジェクタ1000Aによれば、通常、光源装置に用いる発光管の発光領域が有限の大きさを有することに起因して、偏光分離された2つの照明光束がアフォーカル光学要素140Aを通過するうちにだんだんとミキシングされていくため、液晶装置400R,400G,400Bの画像形成領域上においては、第2の方向に沿った光強度分布が平準化され、第2の方向に沿った光強度分布は比較的均一なものとなる。
なお、液晶装置400R,400G,400Bの画像形成領域上に照射される照明光束は、液晶装置400R,400G,400Bの画像形成領域上で第1の方向に沿って走査されるため、第1の方向に沿った光強度分布の不均一さは問題にならない。
このため、実施形態1に係るプロジェクタ1000Aによれば、レンズインテグレータのような比較的高価なインテグレータ光学系を用いなくとも、滑らかで良質な動画表示が得られるようになる。
In addition, according to the projector 1000A according to the first embodiment, the two illumination light beams separated by polarization are usually afocal optical elements due to the fact that the light emitting area of the arc tube used in the light source device has a finite size. Since it is gradually mixed while passing through 140A, the light intensity distribution along the second direction is leveled on the image forming regions of the liquid crystal devices 400R, 400G, and 400B, and along the second direction. The light intensity distribution is relatively uniform.
The illumination light beam irradiated onto the image forming areas of the liquid crystal devices 400R, 400G, and 400B is scanned along the first direction on the image forming areas of the liquid crystal devices 400R, 400G, and 400B. The non-uniformity of the light intensity distribution along the direction is not a problem.
Therefore, according to the projector 1000A according to the first embodiment, smooth and high-quality moving image display can be obtained without using a relatively expensive integrator optical system such as a lens integrator.

実施形態1に係るプロジェクタ1000Aにおいて、液晶装置400R,400G,400Bの画像形成領域上に照射される照明光束は、液晶装置400R,400G,400Bの画像形成領域における縦横方向のうち第1の方向については画像形成領域の一部を、第2の方向については画像形成領域の全体を照明するような断面形状(すなわち第1の方向に圧縮された断面形状)を有するが、この圧縮の程度は、アフォーカル光学要素140Aの設計によって適宜調整することができる。   In the projector 1000A according to the first embodiment, the illumination light beam irradiated on the image forming areas of the liquid crystal devices 400R, 400G, and 400B is in the first direction among the vertical and horizontal directions in the image forming areas of the liquid crystal devices 400R, 400G, and 400B. Has a cross-sectional shape that illuminates a part of the image forming region and the entire image forming region in the second direction (that is, a cross-sectional shape compressed in the first direction). It can be appropriately adjusted depending on the design of the afocal optical element 140A.

実施形態1に係るプロジェクタ1000Aにおいては、アフォーカル光学要素140Aは、第1の方向に正の屈折力を有する2個のシリンドリカルレンズ142A,144Aを有している。このため、これら2個のシリンドリカルレンズ142A,144Aの焦点距離や配置を調整することによって、液晶装置400R,400G,400Bの画像形成領域上に照射される照明光束の圧縮の程度を容易に調整することができる。   In the projector 1000A according to the first embodiment, the afocal optical element 140A includes two cylindrical lenses 142A and 144A having a positive refractive power in the first direction. For this reason, by adjusting the focal length and arrangement of these two cylindrical lenses 142A and 144A, the degree of compression of the illumination light beam irradiated onto the image forming regions of the liquid crystal devices 400R, 400G, and 400B can be easily adjusted. be able to.

実施形態1に係るプロジェクタ1000Aにおいては、図2(a)に示すように、偏光分離プリズム130における偏光分離面132を透過する照明光束の光射出面にはλ/2板136が配置されている。このため、偏光分離プリズム130から射出する照明光束の偏光成分を一方の偏光成分の偏光光束(例えばS偏光光束)にすることができるため、偏光光を用いる液晶装置を用いたプロジェクタに好適に用いることができる。
なお、実施形態1に係るプロジェクタ1000Aにおいては、偏光分離プリズム130における偏光分離面132で反射される照明光束の光射出面にλ/2板を配置するようにすることもできる。
In the projector 1000A according to the first embodiment, as shown in FIG. 2A, a λ / 2 plate 136 is disposed on the light exit surface of the illumination light beam that passes through the polarization separation surface 132 of the polarization separation prism 130. . For this reason, the polarization component of the illumination light beam emitted from the polarization separation prism 130 can be a polarized light beam of one polarization component (for example, an S-polarized light beam), and thus is preferably used for a projector using a liquid crystal device that uses polarized light. be able to.
In the projector 1000A according to the first embodiment, a λ / 2 plate may be disposed on the light exit surface of the illumination light beam reflected by the polarization separation surface 132 in the polarization separation prism 130.

実施形態1に係るプロジェクタ1000Aは、図1(a)に示すように、照明装置100Aと液晶装置400R,400G,400Bとの間に、照明装置100Aからの照明光束を複数の色光に分離するための色分離光学系200をさらに備えている。このため、滑らかで良質な動画表示が得られるようにした場合であっても光利用効率が大幅に低下しないプロジェクタを、画像品質の優れた3板式のフルカラープロジェクタとすることができるようになる。   As shown in FIG. 1A, the projector 1000A according to the first embodiment separates the illumination light beam from the illumination device 100A into a plurality of color lights between the illumination device 100A and the liquid crystal devices 400R, 400G, and 400B. The color separation optical system 200 is further provided. For this reason, even if smooth and high-quality moving image display is obtained, a projector in which the light use efficiency is not significantly reduced can be a three-plate full-color projector with excellent image quality.

実施形態1に係るプロジェクタ1000Aにおいては、回転プリズム770は、上記したように、照明装置100Aと色分離光学系200との間の、液晶装置400R,400G,400Bと共役の位置に配置され、照明光軸100Aaxに垂直な回転軸772を有し、その回転によって、液晶装置400R,400G,400Bの画像形成領域上で光照射領域と光非照射領域とが液晶装置400R,400G,400Bの画面書込み周波数に同期して順次スクロールされるように構成されている。このため、フルカラープロジェクタにおける液晶装置400R,400G,400Bの各画像形成領域において、光照射領域及び光非照射領域の円滑なスクロール動作が実現できるようになる。   In the projector 1000A according to the first embodiment, as described above, the rotating prism 770 is disposed at a position conjugate with the liquid crystal devices 400R, 400G, and 400B between the illumination device 100A and the color separation optical system 200, and illumination. The rotation axis 772 is perpendicular to the optical axis 100Aax, and the light irradiation area and the light non-irradiation area on the image forming area of the liquid crystal devices 400R, 400G, 400B are written on the screen of the liquid crystal devices 400R, 400G, 400B by the rotation. It is configured to be sequentially scrolled in synchronization with the frequency. For this reason, in each image forming area of the liquid crystal devices 400R, 400G, and 400B in the full-color projector, a smooth scroll operation of the light irradiation area and the light non-irradiation area can be realized.

実施形態1に係るプロジェクタ1000Aにおいては、回転プリズム770の光透過面には、減反射膜が形成されている。このため、回転プリズム770における光透過率が向上するため光利用効率の低下を最小限のものにすることができるとともに、迷光レベルが低減しコントラストが向上する。   In the projector 1000A according to the first embodiment, a light reflection surface of the rotating prism 770 is formed with a reduced reflection film. For this reason, since the light transmittance in the rotating prism 770 is improved, a decrease in light use efficiency can be minimized, and the stray light level is reduced and the contrast is improved.

実施形態1に係るプロジェクタ1000Aにおいては、図1、図2(a)及び図2(b)に示すように、光源装置110は、楕円面リフレクタ114と、楕円面リフレクタ114の第1焦点近傍に発光中心を有する発光管112と、平行化レンズ120とを有しているため、放物面リフレクタを用いた光源装置と比較して、よりコンパクトな光源装置を実現することができる。   In the projector 1000A according to the first embodiment, as shown in FIGS. 1, 2A, and 2B, the light source device 110 is in the vicinity of the ellipsoidal reflector 114 and the first focal point of the ellipsoidal reflector 114. Since the arc tube 112 having the emission center and the collimating lens 120 are provided, a more compact light source device can be realized as compared with a light source device using a parabolic reflector.

実施形態1に係るプロジェクタ1000Aにおいては、図1、図2(a)及び図2(b)に示すように、発光管112には発光管112から被照明領域側に射出される光を楕円面リフレクタ114に向けて反射する反射手段としての補助ミラー116が設けられている。
このため、発光管112から被照明領域側に放射される光が楕円面リフレクタ114に向けて反射されるため、発光管112の被照明領域側端部を覆うような大きさに楕円面リフレクタ114の大きさを設定することを必要とせず、楕円面リフレクタ114の小型化を図ることができ、プロジェクタ1000Aの小型化を図ることができる。また、このことは、平行化レンズ120の大きさ、偏光分離プリズム130の大きさ、アフォーカル光学要素140Aの大きさ、回転プリズム770の大きさ、色分離光学系200の大きさなどをさらに小さくすることができることをも意味し、プロジェクタ1000Aのさらなる小型化を図ることができる。
In the projector 1000A according to the first embodiment, as shown in FIGS. 1, 2A, and 2B, light emitted from the arc tube 112 to the illuminated region side is elliptical on the arc tube 112. An auxiliary mirror 116 is provided as a reflecting means that reflects toward the reflector 114.
For this reason, since the light emitted from the arc tube 112 toward the illuminated area is reflected toward the elliptical reflector 114, the elliptical reflector 114 is sized so as to cover the illuminated area side end of the arc tube 112. Therefore, the ellipsoidal reflector 114 can be downsized, and the projector 1000A can be downsized. This also reduces the size of the collimating lens 120, the size of the polarization separation prism 130, the size of the afocal optical element 140A, the size of the rotating prism 770, the size of the color separation optical system 200, and the like. This means that the projector 1000A can be further downsized.

〔実施形態2〕
図4は、実施形態2に係るプロジェクタにおける照明装置を説明するために示す図である。図4(a)は照明装置を上面から見た図であり、図4(b)は照明装置を側面から見た図である。
[Embodiment 2]
FIG. 4 is a diagram for explaining the illumination device in the projector according to the second embodiment. FIG. 4A is a view of the lighting device as viewed from above, and FIG. 4B is a view of the lighting device as viewed from the side.

実施形態2に係るプロジェクタ1000Bは、アフォーカル光学要素の構成が実施形態1に係るプロジェクタ1000Aの場合とは異なっている。すなわち、実施形態1に係るプロジェクタ1000Aにおいては、アフォーカル光学要素140Aが第1の方向に正の屈折力を有する2個のシリンドリカルレンズ142A,144Aを有しているのに対して、実施形態2に係るプロジェクタ1000Bにおいては、図4に示すように、アフォーカル光学要素140Bが光源装置110側に配置した正の屈折力を有するシリンドリカルレンズ142B及び液晶装置400R,400G,400B側に配置した負の屈折力を有するシリンドリカルレンズ144Bを有している。   The projector 1000B according to the second embodiment is different from the projector 1000A according to the first embodiment in the configuration of the afocal optical element. That is, in the projector 1000A according to the first embodiment, the afocal optical element 140A includes the two cylindrical lenses 142A and 144A having positive refractive power in the first direction, whereas the second embodiment is different from the first embodiment. In the projector 1000B according to FIG. 4, as shown in FIG. 4, the afocal optical element 140B is disposed on the light source device 110 side and has a positive refractive power cylindrical lens 142B and the liquid crystal devices 400R, 400G, and 400B are disposed on the negative side. A cylindrical lens 144B having refractive power is included.

このように、実施形態2に係るプロジェクタ1000Bは、アフォーカル光学要素の構成が実施形態1に係るプロジェクタ1000Aの場合とは異なっているが、実施形態1に係るプロジェクタ1000Aの場合と同様に、光源装置110からの照明光束のうち一方の偏光成分に係る照明光束を透過し他方の偏光成分に係る照明光束を反射する偏光分離面132及び偏光分離面132からの他方の偏光成分に係る照明光束を照明光軸100Baxに平行な方向に向けて反射する反射面134を有する偏光分離プリズム130、並びに偏光分離された2つの照明光束を照明光軸100Baxに垂直かつ偏光分離面132に平行な第1の方向に圧縮するアフォーカル光学要素140Bを有し、照明光束を照射する対象である液晶装置400R,400G,400B(図示せず。)の画像形成領域上で、第1の方向については画像形成領域の一部を、第1の方向に垂直な第2の方向については画像形成領域の全体を照明するような断面形状を有する照明光束を照射する照明装置100Bを備えている。また、照明装置100Bと液晶装置400R,400G,400Bとの間に配置され、照明光束を液晶装置400R,400G,400Bの画面書込み周波数に同期して画像形成領域上で第1の方向に沿って走査する回転プリズム770を備えている。このため、実施形態1に係るプロジェクタ1000Aが有するのと同様の効果を有する。   As described above, the projector 1000B according to the second embodiment is different from the projector 1000A according to the first embodiment in the configuration of the afocal optical element, but similarly to the projector 1000A according to the first embodiment, the light source Of the illumination light flux from the apparatus 110, the polarization separation surface 132 that transmits the illumination light flux related to one polarization component and reflects the illumination light flux related to the other polarization component, and the illumination light flux related to the other polarization component from the polarization separation surface 132 A polarization separation prism 130 having a reflection surface 134 that reflects in a direction parallel to the illumination optical axis 100Bax, and a first polarization beam that is polarized and separated from the two illumination light fluxes perpendicular to the illumination optical axis 100Bax and parallel to the polarization separation surface 132 Liquid crystal device 400R, 4 which has an afocal optical element 140B that compresses in the direction and is the target to irradiate the illumination light beam On the image forming area of 0G, 400B (not shown), a part of the image forming area is illuminated in the first direction, and the entire image forming area is illuminated in the second direction perpendicular to the first direction. The illumination apparatus 100B which irradiates the illumination light beam which has such a cross-sectional shape is provided. Further, it is arranged between the illumination device 100B and the liquid crystal devices 400R, 400G, and 400B, and the illumination light beam is synchronized with the screen writing frequency of the liquid crystal devices 400R, 400G, and 400B along the first direction on the image forming area. A rotating prism 770 for scanning is provided. For this reason, it has the same effect as the projector 1000A according to the first embodiment.

なお、実施形態2に係るプロジェクタ1000Bにおけるアフォーカル光学要素140Bは、実施形態1に係るプロジェクタ1000Aにおけるアフォーカル光学要素140Aの場合と同様に、偏光分離された2つの照明光束を、照明光軸100Baxに垂直かつ偏光分離面132に平行な第1の方向に、圧縮比1/2の割合で圧縮する一方、照明光軸100Baxに垂直かつ第1の方向に垂直な第2の方向には圧縮しない。   It should be noted that the afocal optical element 140B in the projector 1000B according to the second embodiment converts the two separated illumination light beams into the illumination optical axis 100Bax as in the case of the afocal optical element 140A in the projector 1000A according to the first embodiment. Is compressed in a first direction parallel to the polarization splitting surface 132 at a compression ratio of ½, but not compressed in a second direction perpendicular to the illumination optical axis 100Bax and perpendicular to the first direction. .

〔実施形態3〕
図5は、実施形態3に係るプロジェクタにおける照明装置を説明するために示す図である。図5(a)は照明装置を上面から見た図であり、図5(b)は照明装置を側面から見た図である。
[Embodiment 3]
FIG. 5 is a diagram for explaining the illumination device in the projector according to the third embodiment. FIG. 5A is a view of the lighting device as viewed from above, and FIG. 5B is a view of the lighting device as viewed from the side.

実施形態3に係るプロジェクタ1000Cは、アフォーカル光学要素の構成が実施形態1又は2に係るプロジェクタ1000A,1000Bの場合とは異なっている。すなわち、実施形態1に係るプロジェクタ1000Aにおいては、アフォーカル光学要素140Aが第1の方向に正の屈折力を有する2個のシリンドリカルレンズ142A,144Aを有しており、実施形態2に係るプロジェクタ1000Bにおいては、アフォーカル光学要素140Bが光源装置110側に配置した正の屈折力を有するシリンドリカルレンズ142B及び液晶装置400R,400G,400B側に配置した負の屈折力を有するシリンドリカルレンズ144Bを有しているのに対して、実施形態3に係るプロジェクタ1000Cにおいては、アフォーカル光学要素140Cが第1の方向に正の屈折力を有する2個のシリンドリカルレンズ142C,144C及び第2の方向に正及び負の屈折力を有する2個のシリンドリカルレンズ146C,148Cを有している。   The projector 1000C according to the third embodiment is different from the projectors 1000A and 1000B according to the first or second embodiment in the configuration of the afocal optical element. That is, in the projector 1000A according to the first embodiment, the afocal optical element 140A has two cylindrical lenses 142A and 144A having positive refractive power in the first direction, and the projector 1000B according to the second embodiment. , The afocal optical element 140B includes a cylindrical lens 142B having a positive refractive power disposed on the light source device 110 side and a cylindrical lens 144B having a negative refractive power disposed on the liquid crystal devices 400R, 400G, and 400B side. On the other hand, in the projector 1000C according to the third embodiment, the afocal optical element 140C has two cylindrical lenses 142C and 144C having positive refractive power in the first direction and positive and negative in the second direction. Cylindrical with a refractive power of Lens 146C, has a 148C.

このように、実施形態3に係るプロジェクタ1000Cは、アフォーカル光学要素の構成が実施形態1又は2に係るプロジェクタ1000A,1000Bの場合とは異なっているが、実施形態1又は2に係るプロジェクタ1000A,1000Bの場合と同様に、実施形態1又は2に係るプロジェクタ1000A,1000Bで用いたのと同様の偏光分離プリズム130及び偏光分離された2つの照明光束を照明光軸100Caxに垂直かつ偏光分離面132に平行な第1の方向に圧縮するアフォーカル光学要素140Cを有し、照明対象である液晶装置400R,400G,400B(図示せず。)の画像形成領域上で、第1の方向については画像形成領域の一部を、第1の方向に垂直な第2の方向については画像形成領域の全体を照明するような断面形状を有する照明光束を照射する照明装置100Cを備えている。また、実施形態1又は2に係るプロジェクタ1000A,1000Bで用いたのと同様の回転プリズム770を備えている。このため、実施形態1又は2に係るプロジェクタ1000A、1000Bが有するのと同様の効果を有する。   As described above, the projector 1000C according to the third embodiment is different from the projectors 1000A and 1000B according to the first or second embodiment in the configuration of the afocal optical element, but the projector 1000A according to the first or second embodiment. Similarly to the case of 1000B, the polarization separation prism 130 similar to that used in the projectors 1000A and 1000B according to the first or second embodiment and the two separated illumination light beams are perpendicular to the illumination optical axis 100Cax and the polarization separation surface 132. On the image forming area of the liquid crystal devices 400R, 400G, and 400B (not shown) to be illuminated, which has an afocal optical element 140C that compresses in a first direction parallel to the first direction. Illuminate a part of the image forming area, and the entire image forming area in the second direction perpendicular to the first direction. And a lighting apparatus 100C for irradiating illumination light having the profile as. Further, the rotating prism 770 similar to that used in the projectors 1000A and 1000B according to the first or second embodiment is provided. For this reason, it has the same effect as the projectors 1000A and 1000B according to the first or second embodiment.

また、実施形態3に係るプロジェクタ1000Cによれば、アフォーカル光学要素140Cが第1の方向に正の屈折力を有する2個のシリンドリカルレンズ142C,144C及び第2の方向に正及び負の屈折力を有する2個のシリンドリカルレンズ146C,148Cを有しているため、第1の方向に正の屈折力を有する2個のシリンドリカルレンズ142C,144C及び第2の方向に正及び負の屈折力を有する2個のシリンドリカルレンズ146C,148Cの焦点距離や配置を調整することによって、液晶装置400R,400G,400Bの画像形成領域上に照射される照明光束の第1の方向に沿った長さ及び第2の方向に沿った長さを容易に調整することができるようになるため、液晶装置400R,400G,400Bの被照明領域の大きさに対する、偏光分離プリズム130の大きさを任意のものにすることができ、設計の自由度を高めることができるという効果も得られる。   Further, according to the projector 1000C according to the third embodiment, the afocal optical element 140C has two cylindrical lenses 142C and 144C having a positive refractive power in the first direction and positive and negative refractive powers in the second direction. The two cylindrical lenses 146C and 148C having the above-described two cylindrical lenses 142C and 144C having a positive refractive power in the first direction and the positive and negative refractive powers in the second direction. By adjusting the focal length and arrangement of the two cylindrical lenses 146C and 148C, the length of the illumination light beam irradiated on the image forming area of the liquid crystal devices 400R, 400G, and 400B along the first direction and the second Therefore, the length along the direction of the liquid crystal device 400R, 400G, 400B can be illuminated. To the size of the area, the size of the polarization separating prism 130 can be any of, so that it is possible to enhance the degree of freedom in design.

なお、実施形態3に係るプロジェクタ1000Cにおけるアフォーカル光学要素140Cは、実施形態1又は2に係るプロジェクタ1000A,1000Bにおけるアフォーカル光学要素140A,140Bの場合とは異なり、偏光分離された2つの照明光束を、照明光軸100Caxに垂直かつ偏光分離面132に平行な第1の方向に、圧縮比1/3の割合で圧縮する一方、照明光軸100Caxに垂直かつ第1の方向に垂直な第2の方向に、圧縮比2/3の割合で圧縮する。   Note that the afocal optical element 140C in the projector 1000C according to the third embodiment is different from the afocal optical elements 140A and 140B in the projector 1000A and 1000B according to the first or second embodiment in that two illumination beams separated by polarization are separated. Is compressed in the first direction perpendicular to the illumination optical axis 100Cax and parallel to the polarization separation surface 132 at a compression ratio of 1/3, while the second perpendicular to the illumination optical axis 100Cax and perpendicular to the first direction. In this direction, compression is performed at a compression ratio of 2/3.

実施形態3に係るプロジェクタ1000Cにおいては、アフォーカル光学要素140Cの一部として、第2の方向に正の屈折率を有するシリンドリカルレンズ146C及び第2の方向に負の屈折率を有するシリンドリカルレンズ148Cを有する光学系(第2の方向についてはケプラー式光学系となる。)を用いたが、これに代えて、第2の方向に正の屈折率を有する2個のシリンドリカルレンズを有する光学系(第2の方向についてはガリレオ式光学系となる。)を用いることもできる。また、アフォーカル光学要素140Cの一部として、第1の方向に正の屈折率を有する2個のシリンドリカルレンズ142C,144Cを有する光学系(第1の方向についてはガリレオ式光学系となる。)を用いたが、これに代えて、第1の方向に正の屈折率を有するシリンドリカルレンズ及び第1の方向に負の屈折率を有するシリンドリカルレンズを有する光学系(第1の方向についてはケプラー式光学系となる。)を用いることもできる。   In the projector 1000C according to the third embodiment, as a part of the afocal optical element 140C, a cylindrical lens 146C having a positive refractive index in the second direction and a cylindrical lens 148C having a negative refractive index in the second direction are provided. However, instead of this, an optical system having two cylindrical lenses having a positive refractive index in the second direction (the first direction is a Keplerian optical system) is used. For the direction of 2, a Galileo optical system can be used. Further, as a part of the afocal optical element 140C, an optical system having two cylindrical lenses 142C and 144C having a positive refractive index in the first direction (a Galileo optical system is used in the first direction). However, instead of this, an optical system having a cylindrical lens having a positive refractive index in the first direction and a cylindrical lens having a negative refractive index in the first direction (Kepler type is used for the first direction). It becomes an optical system).

〔実施形態4〕
図6は、本発明の実施形態4に係るプロジェクタにおける照明装置を説明するために示す図である。図6(a)は照明装置を上面から見た図であり、図6(b)は照明装置を側面から見た図である。
[Embodiment 4]
FIG. 6 is a view for explaining the illumination device in the projector according to Embodiment 4 of the present invention. FIG. 6A is a view of the lighting device as viewed from above, and FIG. 6B is a view of the lighting device as viewed from the side.

実施形態4に係るプロジェクタ1000Dは、アフォーカル光学要素の構成が実施形態3に係るプロジェクタ1000Cの場合とは異なっている。すなわち、実施形態3に係るプロジェクタ1000Cにおいては、アフォーカル光学要素140Cが第1の方向に正の屈折力を有する2個のシリンドリカルレンズ142C,144C及び第2の方向に正及び負の屈折力を有する2個のシリンドリカルレンズ146C,148Cを有しているのに対して、実施形態4に係るプロジェクタ1000Dにおいては、アフォーカル光学要素140Dが1個の球面レンズ142D並びに第1の方向に正の屈折力を有する1個のシリンドリカルレンズ144D及び第2の方向に正の屈折力を有する1個のシリンドリカルレンズ146Dを有している。   The projector 1000D according to the fourth embodiment is different from the projector 1000C according to the third embodiment in the configuration of the afocal optical element. In other words, in the projector 1000C according to the third embodiment, the afocal optical element 140C has two cylindrical lenses 142C and 144C having positive refractive power in the first direction and positive and negative refractive powers in the second direction. In contrast to the two cylindrical lenses 146C and 148C, the projector 1000D according to the fourth embodiment has an afocal optical element 140D having one spherical lens 142D and positive refraction in the first direction. One cylindrical lens 144 </ b> D having a force and one cylindrical lens 146 </ b> D having a positive refractive power in the second direction are included.

このように構成することにより、実施形態3に係るプロジェクタ1000Cで得られる効果と同様の効果を、3個のレンズ(すなわち、1個の球面レンズ142Dと2個のシリンドリカルレンズ144D,146D)によって実現できるようになる。   With this configuration, the same effect as that obtained by the projector 1000C according to the third embodiment is realized by three lenses (that is, one spherical lens 142D and two cylindrical lenses 144D and 146D). become able to.

なお、実施形態4に係るプロジェクタ1000Dにおけるアフォーカル光学要素140Dは、実施形態3に係るプロジェクタ1000Cにおけるアフォーカル光学要素140Cの場合と同様に、偏光分離された2つの照明光束を、照明光軸100Daxに垂直かつ偏光分離面132に平行な第1の方向に、圧縮比1/3の割合で圧縮する一方、照明光軸100Daxに垂直かつ第1の方向に垂直な第2の方向に、圧縮比2/3の割合で圧縮する。   Note that the afocal optical element 140D in the projector 1000D according to the fourth embodiment uses two illumination beams separated by polarization as the illumination optical axis 100Dax, as in the case of the afocal optical element 140C in the projector 1000C according to the third embodiment. In the first direction parallel to the polarization splitting surface 132 at a compression ratio of 1/3, while compressing in the second direction perpendicular to the illumination optical axis 100Dax and perpendicular to the first direction. Compress at a rate of 2/3.

実施形態4に係るプロジェクタ1000Dにおいては、アフォーカル光学要素140Dとして、1個の球面レンズ142D並びに第1の方向に正の屈折力を有する1個のシリンドリカルレンズ144D及び第2の方向に正の屈折力を有する1個のシリンドリカルレンズ146Dを有するガリレオ式光学系を用いているが、シリンドリカルレンズ144Dに代えて第1の方向に負の屈折率を有するシリンドリカルレンズを用いることもできるし(第1の方向についてはケプラー式光学系となる。)、シリンドリカルレンズ146Dに代えて第2の方向に負の屈折率を有するシリンドリカルレンズを用いることもできる(第2の方向についてはケプラー式光学系となる。)。また、シリンドリカルレンズ144Dに代えて第1の方向に負の屈折率を有するシリンドリカルレンズを用いるとともに、シリンドリカルレンズ146Dに代えて第2の方向に負の屈折率を有するシリンドリカルレンズを用いることもできる(この場合、第1の方向についても第2の方向についてもケプラー式光学系となる。)。   In the projector 1000D according to the fourth embodiment, as the afocal optical element 140D, one spherical lens 142D, one cylindrical lens 144D having a positive refractive power in the first direction, and positive refraction in the second direction. Although a Galileo optical system having one cylindrical lens 146D having power is used, a cylindrical lens having a negative refractive index in the first direction can be used instead of the cylindrical lens 144D (the first lens For the direction, a Keplerian optical system is used.) Instead of the cylindrical lens 146D, a cylindrical lens having a negative refractive index in the second direction can also be used (the Kepler optical system is used for the second direction). ). In addition, a cylindrical lens having a negative refractive index in the first direction can be used instead of the cylindrical lens 144D, and a cylindrical lens having a negative refractive index in the second direction can be used instead of the cylindrical lens 146D. In this case, both the first direction and the second direction are Keplerian optical systems.)

〔実施形態5〕
図7は、実施形態5に係るプロジェクタにおける照明装置を説明するために示す図である。実施形態5に係るプロジェクタ1000E(図示せず。)は、実施形態1に係るプロジェクタ1000Aとは、偏光分離プリズムの構成が異なっている。すなわち、実施形態5に係る偏光分離プリズム130Bは、図7に示すように、内部に偏光分離面132を含む偏光キューブプリズムと、斜面が反射面134Bとなっている三角柱プリズムとからなっている。
[Embodiment 5]
FIG. 7 is a diagram for explaining the illumination device in the projector according to the fifth embodiment. A projector 1000E (not shown) according to the fifth embodiment is different from the projector 1000A according to the first embodiment in the configuration of the polarization separation prism. That is, as shown in FIG. 7, the polarization separation prism 130B according to the fifth embodiment includes a polarization cube prism including a polarization separation surface 132 therein and a triangular prism having an inclined surface as a reflection surface 134B.

このように、実施形態5に係るプロジェクタ1000Eは、偏光分離プリズムの構成が実施形態1に係るプロジェクタ1000Aの場合とは異なっているが、実施形態1に係るプロジェクタ1000Aの場合と同様に、液晶装置400R,400G,400B(図示せず。)の各画像形成領域における縦横方向のうち第1の方向については画像形成領域の一部を、第2の方向については画像形成領域の全体を照明するような断面形状(すなわち第1の方向に圧縮された断面形状)を有する照明光束を、液晶装置400R,400G,400Bの画面書込み周波数に同期して各画像形成領域上で第1の方向に沿って走査することができるようになるため、液晶装置400R,400G,400Bの各画像形成領域においては光照射領域と光非照射領域とが順次交互にスクロールされるようになる。その結果、尾引き現象が緩和され、滑らかで良質な動画表示が得られるプロジェクタとなる。   As described above, the projector 1000E according to the fifth embodiment is different from the projector 1000A according to the first embodiment in the configuration of the polarization splitting prism, but is similar to the projector 1000A according to the first embodiment. Of the vertical and horizontal directions in the image forming areas 400R, 400G, and 400B (not shown), a part of the image forming area is illuminated in the first direction, and the entire image forming area is illuminated in the second direction. Illuminating light flux having a simple cross-sectional shape (that is, a cross-sectional shape compressed in the first direction) is synchronized with the screen writing frequency of the liquid crystal devices 400R, 400G, and 400B along the first direction on each image forming region. Since scanning can be performed, in each image forming area of the liquid crystal devices 400R, 400G, and 400B, a light irradiation area and a light non-lighting are formed. And the region is to be scrolled in sequence alternately. As a result, the tailing phenomenon is alleviated and a smooth and high-quality moving image display can be obtained.

また、実施形態5に係るプロジェクタ1000Eによれば、第1の方向に圧縮された断面形状を有する照明光束を、上記したような偏光分離プリズム130B及びアフォーカル光学要素140A(一部図示せず。)を有する照明装置100Eの機能によって実現しているため、光シャッタを用いる場合とは異なり、光源装置110からの照明光束を無駄無く液晶装置400R,400G,400Bの各画像形成領域に導くことができるようになり、光利用効率が大幅に低下することがなくなる。   Further, according to the projector 1000E according to the fifth embodiment, the illumination light beam having the cross-sectional shape compressed in the first direction is converted into the polarization separation prism 130B and the afocal optical element 140A (not shown in part). Unlike the case where an optical shutter is used, the illumination light beam from the light source device 110 can be guided to the image forming areas of the liquid crystal devices 400R, 400G, and 400B without waste. As a result, the light utilization efficiency is not significantly reduced.

このため、実施形態5に係るプロジェクタ1000Eは、滑らかで良質な動画表示が得られるようにした場合であっても光利用効率が大幅に低下しないプロジェクタとなる。   For this reason, the projector 1000E according to the fifth embodiment is a projector in which the light use efficiency is not significantly reduced even when smooth and high-quality moving image display is obtained.

〔実施形態6〕
図8は、実施形態6に係るプロジェクタにおける照明装置を説明するために示す図である。実施形態6に係るプロジェクタ1000F(図示せず。)は、実施形態1に係るプロジェクタ1000Aとは、照明装置の構成が異なっている。すなわち、実施形態6に係る照明装置100Fは、図8に示すように、偏光分離プリズム130と平行化レンズ120とが一体化されている。
[Embodiment 6]
FIG. 8 is a diagram for explaining the illumination device in the projector according to the sixth embodiment. The projector 1000F (not shown) according to the sixth embodiment is different from the projector 1000A according to the first embodiment in the configuration of the illumination device. That is, in the illumination device 100F according to the sixth embodiment, the polarization separation prism 130 and the collimating lens 120 are integrated as shown in FIG.

このように、実施形態6に係るプロジェクタ1000Fは、照明装置100Fの構成が実施形態1に係るプロジェクタ1000Aのそれとは異なっているが、実施形態1に係るプロジェクタ1000Aの場合と同様に、液晶装置400R,400G,400B(図示せず。)の各画像形成領域における縦横方向のうち第1の方向については画像形成領域の一部を、第2の方向については画像形成領域の全体を照明するような断面形状(すなわち第1の方向に圧縮された断面形状)を有する照明光束を、液晶装置400R,400G,400Bの画面書込み周波数に同期して各画像形成領域上で第1の方向に沿って走査することができるようになるため、液晶装置400R,400G,400Bの各画像形成領域においては光照射領域と光非照射領域とが順次交互にスクロールされるようになる。その結果、尾引き現象が緩和され、滑らかで良質な動画表示が得られるプロジェクタとなる。   As described above, the projector 1000F according to the sixth embodiment differs from that of the projector 1000A according to the first embodiment in the configuration of the illumination device 100F, but the liquid crystal device 400R is similar to the projector 1000A according to the first embodiment. , 400G, 400B (not shown) in the image forming area, a part of the image forming area is illuminated in the first direction and the entire image forming area is illuminated in the second direction. An illumination light beam having a cross-sectional shape (that is, a cross-sectional shape compressed in the first direction) is scanned along the first direction on each image forming region in synchronization with the screen writing frequency of the liquid crystal devices 400R, 400G, and 400B. Therefore, in each of the image forming areas of the liquid crystal devices 400R, 400G, and 400B, the light irradiation area and the light non-lighting are provided. And the region is to be scrolled in sequence alternately. As a result, the tailing phenomenon is alleviated and a smooth and high-quality moving image display can be obtained.

また、実施形態6に係るプロジェクタ1000Fによれば、第1の方向に圧縮された断面形状を有する照明光束を、上記したような偏光分離プリズム130及びアフォーカル光学要素140A(一部図示せず。)を有する照明装置100Fの機能によって実現しているため、光シャッタを用いる場合とは異なり、光源装置110からの照明光束を無駄無く液晶装置400R,400G,400Bの各画像形成領域に導くことができるようになり、光利用効率が大幅に低下することがなくなる。   Further, according to the projector 1000F according to the sixth embodiment, the illumination light beam having the cross-sectional shape compressed in the first direction is converted into the polarization separation prism 130 and the afocal optical element 140A (not shown in part). Unlike the case of using an optical shutter, the illumination light flux from the light source device 110 can be guided to the image forming areas of the liquid crystal devices 400R, 400G, and 400B without waste. As a result, the light utilization efficiency is not significantly reduced.

このため、実施形態6に係るプロジェクタ1000Fは、滑らかで良質な動画表示が得られるようにした場合であっても光利用効率が大幅に低下しないプロジェクタとなる。   For this reason, the projector 1000F according to the sixth embodiment is a projector in which the light use efficiency is not significantly reduced even when smooth and high-quality moving image display is obtained.

また、実施形態6に係るプロジェクタ1000Fにおいては、平行化レンズ120の光射出面及び偏光分離プリズム130の光入射面における反射損をなくすることができるため、光利用効率を向上させることができ、プロジェクタの組立工程において、平行化レンズと偏光分離プリズムとの位置精度の劣化や組み立て工数の増加を抑制することができるという効果もある。   Further, in the projector 1000F according to the sixth embodiment, it is possible to eliminate the reflection loss on the light exit surface of the collimating lens 120 and the light incident surface of the polarization separation prism 130, so that the light use efficiency can be improved. In the assembling process of the projector, there is an effect that it is possible to suppress deterioration in positional accuracy between the collimating lens and the polarization separation prism and an increase in the number of assembling steps.

〔実施形態7〕
図9は、実施形態7に係るプロジェクタの光学系を示す図である。図9(a)は光学系を上面から見た図であり、図9(b)は光学系を側面から見た図である。
[Embodiment 7]
FIG. 9 is a diagram illustrating an optical system of the projector according to the seventh embodiment. FIG. 9A is a view of the optical system as viewed from above, and FIG. 9B is a view of the optical system as viewed from side.

実施形態7に係るプロジェクタ1000Gは、色分離光学系の構成が実施形態1に係るプロジェクタ1000Aと異なる。すなわち、実施形態7に係るプロジェクタ1000Gの色分離光学系200Bは、図9(a)及び図9(b)に示すように、ダブルリレー光学系を用いている。   The projector 1000G according to the seventh embodiment is different from the projector 1000A according to the first embodiment in the configuration of the color separation optical system. That is, the color separation optical system 200B of the projector 1000G according to the seventh embodiment uses a double relay optical system as shown in FIGS. 9 (a) and 9 (b).

このように、実施形態7に係るプロジェクタ1000Gは、色分離光学系の構成が実施形態1に係るプロジェクタ1000Aの場合とは異なっているが、実施形態1に係るプロジェクタ1000Aの場合と同様に、液晶装置400R,400G,400Bの各画像形成領域における縦横方向のうち第1の方向については画像形成領域の一部を、第2の方向については画像形成領域の全体を照明するような断面形状(すなわち第1の方向に圧縮された断面形状)を有する照明光束を、液晶装置400R,400G,400Bの画面書込み周波数に同期して各画像形成領域上で第1の方向に沿って走査することができるようになるため、液晶装置400R,400G,400Bの各画像形成領域においては光照射領域と光非照射領域とが順次交互にスクロールされるようになる。その結果、尾引き現象が緩和され、滑らかで良質な動画表示が得られるプロジェクタとなる。   As described above, the projector 1000G according to the seventh embodiment is different from the projector 1000A according to the first embodiment in the configuration of the color separation optical system, but the liquid crystal is similar to the projector 1000A according to the first embodiment. Among the vertical and horizontal directions in the image forming areas of the apparatuses 400R, 400G, and 400B, a cross-sectional shape that illuminates a part of the image forming area in the first direction and the entire image forming area in the second direction (that is, The illumination light flux having a cross-sectional shape compressed in the first direction can be scanned along the first direction on each image forming region in synchronization with the screen writing frequency of the liquid crystal devices 400R, 400G, and 400B. Therefore, in each image forming region of the liquid crystal devices 400R, 400G, and 400B, the light irradiation region and the light non-irradiation region are alternately alternated. So it is scrolled. As a result, the tailing phenomenon is alleviated and a smooth and high-quality moving image display can be obtained.

また、実施形態7に係るプロジェクタ1000Gによれば、第1の方向に圧縮された断面形状を有する照明光束を、上記したような偏光分離プリズム130及びアフォーカル光学要素140Aを有する照明装置100Aの機能によって実現しているため、光シャッタを用いる場合とは異なり、光源装置110からの照明光束を無駄無く液晶装置400R,400G,400Bの各画像形成領域に導くことができるようになり、光利用効率が大幅に低下することがなくなる。   Further, according to the projector 1000G according to the seventh embodiment, the function of the illumination device 100A including the polarization separation prism 130 and the afocal optical element 140A as described above is used to convert the illumination light beam having a cross-sectional shape compressed in the first direction. Therefore, unlike the case where an optical shutter is used, the illumination light beam from the light source device 110 can be guided to the image forming areas of the liquid crystal devices 400R, 400G, and 400B without waste, and the light use efficiency is improved. Will not drop significantly.

このため、実施形態7に係るプロジェクタ1000Gは、滑らかで良質な動画表示が得られるようにした場合であっても光利用効率が大幅に低下しないプロジェクタとなる。   For this reason, the projector 1000G according to the seventh embodiment is a projector in which the light use efficiency is not significantly reduced even when smooth and high-quality moving image display is obtained.

以上、本発明のプロジェクタを上記の各実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記の各実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。   The projector of the present invention has been described based on the above embodiments. However, the present invention is not limited to the above embodiments, and can be implemented in various modes without departing from the scope of the invention. For example, the following modifications are possible.

(1)上記各実施形態のプロジェクタ1000A〜1000Gは透過型のプロジェクタであるが、本発明は反射型のプロジェクタにも適用することが可能である。ここで、「透過型」とは、透過型の液晶装置等のように光変調手段としての電気光学変調装置が光を透過するタイプであることを意味しており、「反射型」とは、反射型液晶装置のように光変調手段としての電気光学変調装置が光を反射するタイプであることを意味している。反射型のプロジェクタにこの発明を適用した場合にも、透過型のプロジェクタと同様の効果を得ることができる。 (1) Although the projectors 1000A to 1000G in the above embodiments are transmissive projectors, the present invention can also be applied to a reflective projector. Here, “transmission type” means that an electro-optic modulation device as a light modulation means, such as a transmission type liquid crystal device, transmits light, and “reflection type” This means that an electro-optic modulation device as a light modulation means, such as a reflective liquid crystal device, is a type that reflects light. Even when the present invention is applied to a reflective projector, the same effect as that of a transmissive projector can be obtained.

(2)上記各実施形態のプロジェクタ1000A〜1000Gは、電気光学変調装置として液晶装置を用いているが、本発明はこれに限られない。電気光学変調装置としては、一般に、入射光を画像情報に応じて変調するものであればよく、マイクロミラー型光変調装置などを利用してもよい。マイクロミラー型光変調装置としては、例えば、DMD(デジタルマイクロミラーデバイス)(TI社の商標)を用いることができる。 (2) Although the projectors 1000A to 1000G in the above embodiments use a liquid crystal device as an electro-optic modulation device, the present invention is not limited to this. In general, the electro-optic modulation device may be any device that modulates incident light in accordance with image information, and a micromirror light modulation device or the like may be used. For example, a DMD (digital micromirror device) (trademark of TI) can be used as the micromirror light modulator.

(3)上記各実施形態のプロジェクタ1000A〜1000Gは、走査手段として、回転プリズム770を用いているが、本発明はこれに限られず、ガルバノミラーやポリゴンミラーを用いることもできる。 (3) The projectors 1000A to 1000G of the above embodiments use the rotating prism 770 as scanning means, but the present invention is not limited to this, and a galvanometer mirror or polygon mirror can also be used.

(4)上記各実施形態のプロジェクタ1000A〜1000Gは、光源装置110として、楕円面リフレクタ114と、楕円面リフレクタ114の第1焦点近傍に発光中心を有する発光管112と、平行化レンズ120とを有する光源装置を用いたが、本発明はこれに限られず、放物面リフレクタと、放物面リフレクタの焦点近傍に発光中心を有する発光管とを有する光源装置をも好ましく用いることができる。 (4) The projectors 1000 </ b> A to 1000 </ b> G according to the above embodiments include, as the light source device 110, the ellipsoidal reflector 114, the arc tube 112 having the emission center near the first focal point of the ellipsoidal reflector 114, and the collimating lens 120. However, the present invention is not limited to this, and a light source device having a paraboloid reflector and an arc tube having an emission center near the focal point of the paraboloid reflector can be preferably used.

実施形態1に係るプロジェクタの光学系を示す図。FIG. 3 is a diagram showing an optical system of the projector according to the first embodiment. 実施形態1に係るプロジェクタにおける照明装置を説明するために示す図。FIG. 3 is a view for explaining an illumination device in the projector according to the first embodiment. 回転プリズムの回転と液晶装置の画像形成領域上の照明状態との関係を示す図。The figure which shows the relationship between rotation of a rotation prism, and the illumination state on the image formation area of a liquid crystal device. 実施形態2に係るプロジェクタにおける照明装置を説明するために示す図。FIG. 6 is a diagram for explaining an illumination device in a projector according to a second embodiment. 実施形態3に係るプロジェクタにおける照明装置を説明するために示す図。FIG. 6 is a diagram for explaining an illumination device in a projector according to a third embodiment. 実施形態4に係るプロジェクタにおける照明装置を説明するために示す図。FIG. 10 is a view for explaining an illumination device in a projector according to a fourth embodiment. 実施形態5に係るプロジェクタにおける照明装置を説明するために示す図。FIG. 10 is a view for explaining an illumination device in a projector according to a fifth embodiment. 実施形態6に係るプロジェクタにおける照明装置を説明するために示す図。FIG. 10 is a view for explaining an illumination device in a projector according to a sixth embodiment. 実施形態7に係るプロジェクタの光学系を示す図。FIG. 10 shows an optical system of a projector according to a seventh embodiment. 従来のプロジェクタを説明するために示す図。The figure shown in order to demonstrate the conventional projector. 従来の他のプロジェクタを説明するために示す図。The figure shown in order to demonstrate another conventional projector.

符号の説明Explanation of symbols

100A,100B,100C,100D,100E,100F…照明装置、100Aax,100Bax,100Cax,100Dax…照明光軸、110…光源装置、112…発光管、114…楕円面リフレクタ、116…補助ミラー、120…平行化レンズ、130,130B…偏光分離プリズム、132…偏光分離面、134…反射面、136…λ/2板、140A,140B,140C,140D…アフォーカル光学要素、142A,142B,142C,144A,144B,144C,144D,146C,146D,148C…シリンドリカルレンズ、142D…球面レンズ、150A,150B,150C,150D…遮光マスク、200,200B…色分離光学系、752…フィールドレンズ、754…リレーレンズ、770…回転プリズム、772…回転軸、400R,400G,400B…液晶装置、500…クロスダイクロイックプリズム、600…投写光学系、900A,900B,1000A,1000B,1000C,1000D,1000G…プロジェクタ、SCR…スクリーン 100A, 100B, 100C, 100D, 100E, 100F ... illumination device, 100Aax, 100Bax, 100Cax, 100Dax ... illumination optical axis, 110 ... light source device, 112 ... light emitting tube, 114 ... ellipsoidal reflector, 116 ... auxiliary mirror, 120 ... Parallelizing lens, 130, 130B ... polarization separation prism, 132 ... polarization separation surface, 134 ... reflection surface, 136 ... λ / 2 plate, 140A, 140B, 140C, 140D ... afocal optical element, 142A, 142B, 142C, 144A , 144B, 144C, 144D, 146C, 146D, 148C ... cylindrical lens, 142D ... spherical lens, 150A, 150B, 150C, 150D ... shading mask, 200, 200B ... color separation optical system, 752 ... field lens, 754 ... relay lens , 70 ... rotating prism, 772 ... rotary shaft, 400R, 400G, 400B ... liquid crystal device, 500 ... cross dichroic prism 600 ... projection optical system, 900A, 900B, 1000A, 1000B, 1000C, 1000D, 1000G ... projector, SCR ... screen

Claims (11)

被照明領域側に略平行な照明光束を射出する光源装置、この光源装置からの照明光束のうち一方の偏光成分に係る照明光束を透過し他方の偏光成分に係る照明光束を反射する偏光分離面及びこの偏光分離面からの他方の偏光成分に係る照明光束を照明光軸に平行な方向に向けて反射する反射面を有する偏光分離プリズム、並びに偏光分離された2つの照明光束を照明光軸に垂直かつ偏光分離面に平行な第1の方向に圧縮するアフォーカル光学要素を有し、照明光束を照射する対象である電気光学変調装置の画像形成領域上で、前記第1の方向については画像形成領域の一部を、前記第1の方向に垂直な第2の方向については画像形成領域の全体を照明するような断面形状を有する照明光束を照射する照明装置と、
この照明装置からの照明光束を画像情報に応じて変調する電気光学変調装置と、
この電気光学変調装置によって変調された光束を投写する投写光学系と、
前記照明装置と前記電気光学変調装置との間に配置され、照明光束を前記電気光学変調装置の画面書込み周波数に同期して画像形成領域上で前記第1の方向に沿って走査する走査手段とを備えたことを特徴とするプロジェクタ。
A light source device that emits an illumination light beam that is substantially parallel to the illuminated region side, and a polarization separation surface that transmits an illumination light beam related to one polarization component of the illumination light beam from the light source device and reflects the illumination light beam related to the other polarization component And a polarization separation prism having a reflecting surface for reflecting the illumination light beam related to the other polarization component from the polarization separation surface in a direction parallel to the illumination optical axis, and the two illumination light beams separated by polarization as the illumination optical axis. An afocal optical element that compresses in a first direction that is perpendicular and parallel to the polarization separation plane, and an image is formed in the first direction on the image forming area of the electro-optic modulation device that is the object to which the illumination light beam is irradiated. An illumination device that irradiates a part of the formation region with an illumination light beam having a cross-sectional shape that illuminates the entire image formation region in a second direction perpendicular to the first direction;
An electro-optic modulation device that modulates the illumination light beam from the illumination device according to image information;
A projection optical system that projects a light beam modulated by the electro-optic modulation device;
A scanning unit disposed between the illuminating device and the electro-optic modulator, and scanning the illumination light beam along the first direction on the image forming region in synchronization with a screen writing frequency of the electro-optic modulator. A projector comprising:
請求項1に記載のプロジェクタにおいて、
前記アフォーカル光学要素は、前記第1の方向に屈折力を有する2個のシリンドリカルレンズを有することを特徴とするプロジェクタ。
The projector according to claim 1, wherein
The projector according to claim 1, wherein the afocal optical element includes two cylindrical lenses having refractive power in the first direction.
請求項1に記載のプロジェクタにおいて、
前記アフォーカル光学要素は、前記第1の方向に屈折力を有する2個のシリンドリカルレンズ及び前記第2の方向に屈折力を有する2個のシリンドリカルレンズを有することを特徴とするプロジェクタ。
The projector according to claim 1, wherein
The projector according to claim 1, wherein the afocal optical element includes two cylindrical lenses having refractive power in the first direction and two cylindrical lenses having refractive power in the second direction.
請求項1に記載のプロジェクタにおいて、
前記アフォーカル光学要素は、1個の球面レンズ並びに前記第1の方向に屈折力を有する1個のシリンドリカルレンズ及び前記第2の方向に屈折力を有する1個のシリンドリカルレンズを有することを特徴とするプロジェクタ。
The projector according to claim 1, wherein
The afocal optical element includes one spherical lens, one cylindrical lens having a refractive power in the first direction, and one cylindrical lens having a refractive power in the second direction. Projector.
請求項1〜4のいずれかに記載のプロジェクタにおいて、
前記偏光分離プリズムにおける偏光分離面を透過する照明光束の光射出面又は偏光分離面で反射される照明光束の光射出面にはλ/2板が配置されてなることを特徴とするプロジェクタ。
The projector according to any one of claims 1 to 4,
A projector, comprising: a λ / 2 plate disposed on a light exit surface of an illumination light beam that passes through a polarization separation surface of the polarization separation prism or a light exit surface of an illumination light beam that is reflected by the polarization separation surface.
請求項1〜5のいずれかに記載のプロジェクタにおいて、
前記照明装置と前記電気光学変調装置との間に、前記照明装置からの照明光束を複数の色光に分離するための色分離光学系をさらに備え、
前記電気光学変調装置として、前記色分離光学系からの複数の色光をそれぞれの色光に対応する画像情報に応じて変調する複数の電気光学変調装置が設けられていることを特徴とするプロジェクタ。
In the projector according to any one of claims 1 to 5,
A color separation optical system for separating an illumination light beam from the illumination device into a plurality of color lights is further provided between the illumination device and the electro-optic modulation device,
A projector comprising: a plurality of electro-optic modulation devices that modulate a plurality of color lights from the color separation optical system according to image information corresponding to each color light as the electro-optic modulation device.
請求項6に記載のプロジェクタにおいて、
前記走査手段は、前記照明装置と前記色分離光学系との間の、前記電気光学変調装置と略共役の位置に配置され、照明光軸に垂直な回転軸を有する回転プリズムを含み、
この回転プリズムは、その回転によって、前記電気光学変調装置上で光照射領域と光非照射領域とが前記電気光学変調装置の画面書込み周波数に同期して順次スクロールされるように構成されていることを特徴とするプロジェクタ。
The projector according to claim 6, wherein
The scanning unit includes a rotating prism that is disposed at a position substantially conjugate with the electro-optic modulation device between the illumination device and the color separation optical system and has a rotation axis perpendicular to the illumination optical axis,
The rotating prism is configured such that the light irradiation region and the light non-irradiation region are sequentially scrolled in synchronization with the screen writing frequency of the electro-optic modulation device on the electro-optic modulation device by the rotation. Projector.
請求項1〜7のいずれかに記載のプロジェクタにおいて、
前記光源装置は、楕円面リフレクタと、この楕円面リフレクタの第1焦点近傍に発光中心を有する発光管と、平行化レンズとを有することを特徴とするプロジェクタ。
In the projector according to any one of claims 1 to 7,
The light source device includes an ellipsoidal reflector, an arc tube having a light emission center near the first focal point of the ellipsoidal reflector, and a collimating lens.
請求項8に記載のプロジェクタにおいて、
前記偏光分離プリズムと前記平行化レンズとは一体化されてなることを特徴とするプロジェクタ。
The projector according to claim 8, wherein
The projector, wherein the polarization separation prism and the collimating lens are integrated.
請求項1〜7のいずれかに記載のプロジェクタにおいて、
前記光源装置は、放物面リフレクタと、この放物面リフレクタの焦点近傍に発光中心を有する発光管とを有することを特徴とするプロジェクタ。
In the projector according to any one of claims 1 to 7,
The light source device includes a parabolic reflector and an arc tube having a light emission center in the vicinity of the focal point of the parabolic reflector.
請求項8〜10のいずれかに記載のプロジェクタにおいて、
前記発光管には、前記発光管から被照明領域側に射出される光を前記楕円面リフレクタ又は前記放物面リフレクタに向けて反射する反射手段が設けられていることを特徴とするプロジェクタ。
The projector according to any one of claims 8 to 10,
The projector according to claim 1, wherein the arc tube is provided with reflecting means for reflecting the light emitted from the arc tube toward the illuminated area toward the elliptical reflector or the parabolic reflector.
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