JP2006053430A - Projector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、プロジェクタに関する。 The present invention relates to a projector.
従来、光源装置と、光源装置から射出された光束を被照明領域に均一に結像させるインテグレータ光学系と、インテグレータ光学系から射出された光束を赤、緑、青の3つの色光に分離する色分離光学装置と、3つの色光を画像情報に応じてそれぞれ変調する3つの光変調装置と、3つの光変調装置にて変調された各色光を合成し光学像を射出する色合成光学装置と、射出された光学像を拡大投射する投射光学装置とを備えたプロジェクタが知られている(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1に記載のプロジェクタでは、赤、緑の各色光の幾何学的光路長は同一に設定され、これら赤、緑の各色光の幾何学的光路長に対して青色光の幾何学的光路長が長くなるように設定されている。そして、青色光の光路中には、導光手段が設けられている。具体的に、導光手段は、入射側レンズ、リレーレンズ、および出射側レンズで構成されている。入射側レンズは、青色光の光路中で、赤、緑の各色光の結像する位置、すなわち、光源装置から赤、緑の各光変調装置までの幾何学的光路長と略等しい幾何学的光路長に相当する位置に配設され、インテグレータ光学系により形成された一次像をリレーレンズに集光する。リレーレンズは、入射側レンズにて導かれた光束を再結像して青色光用の光変調装置の画像形成領域上に二次像を形成する。出射側レンズは、リレーレンズからの光束をその中心軸(主光線)に対して平行な光束に変換する。
以上のような導光手段を設けることで、赤、緑、青の3つの各色光の幾何学的光路長を略等しくし、光源装置から射出される光束の光量の低下を防止している。
Conventionally, a light source device, an integrator optical system that uniformly forms a light beam emitted from the light source device on an illuminated area, and a color that separates the light beam emitted from the integrator optical system into three color lights of red, green, and blue A separation optical device, three light modulation devices that respectively modulate three color lights according to image information, a color synthesis optical device that combines the respective color lights modulated by the three light modulation devices and emits an optical image, A projector including a projection optical device that magnifies and projects an emitted optical image is known (see, for example, Patent Document 1).
In the projector described in
By providing the light guiding means as described above, the geometrical optical path lengths of the three color lights of red, green, and blue are made substantially equal to prevent a decrease in the amount of light emitted from the light source device.
しかしながら、特許文献1に記載のプロジェクタでは、導光手段を設けることでスクリーン上における青色光の光像の上下左右が反転してしまう。青色光の光像の上下左右が反転した状態では、光源から射出された光に面内の強度むらがあると、青色光と赤および緑色光とにおいて、スクリーン上での強度分布が異なることとなり、投影画像に色むらが生じやすい、という問題がある。
However, in the projector described in
本発明の目的は、投影画像の色むらの発生を防止できるプロジェクタを提供することである。 An object of the present invention is to provide a projector that can prevent the occurrence of uneven color in a projected image.
本発明のプロジェクタは、光源装置と、前記光源装置から射出された光束の中心軸上に配設され前記光束を短波長側、長波長側、前記短波長側および前記長波長側の中間波長のそれぞれ異なる波長領域を有する3つの色光に分離する色分離光学装置と、前記中心軸上に配設され前記3つの色光を画像情報に応じてそれぞれ変調する3つの光変調装置とを備えたプロジェクタであって、前記色分離光学装置は、前記光源装置から射出された光束を、前記短波長側の波長領域を有する第1の色光および前記短波長側の波長領域以外の波長領域を有する色光に分離する第1の色分離手段と、前記第1の色分離手段にて分離された前記短波長側の波長領域以外の波長領域を有する色光を、前記中間波長の波長領域を有する第2の色光および前記長波長側の波長領域を有する第3の色光に分離する第2の色分離手段とを有し、前記第1の色分離手段から各光変調装置に至る各光路は、前記第1の色分離手段から前記第1の色光に対応する第1の光変調装置に至る第1の光路の幾何学的光路長、および前記第1の色分離手段から前記第2の色分離手段を介して前記第2の色光に対応する第2の光変調装置に至る第2の光路の幾何学的光路長に対して、前記第1の色分離手段から前記第2の色分離手段を介して前記第3の色光に対応する第3の光変調装置に至る第3の光路の幾何学的光路長が長くなるように設定され、前記光源装置から射出された光束を、前記各光路における前記各光変調装置の配設位置を除く他の位置で結像させることなく、前記各光変調装置の配設位置でそれぞれ結像させる結像光学装置を備えていることを特徴とする。
本発明によれば、プロジェクタが結像光学装置を備えているので、光源装置から射出された光束を、第1の光路、第2の光路、および第3の光路中で、各光変調装置の配設位置を除く他の位置で結像させることなく、各光変調装置の配設位置でそれぞれ結像させることができる。このため、各光路中で、各光変調装置の配設位置を除く他の位置で、光像が反転することなく、各色光におけるスクリーン上での強度分布を略同一に設定できる。したがって、スクリーン上での投影画像の色むらの発生を良好に防止できる。
また、長波長側の波長領域を有する第3の色光の第3の光路が、第1の光路および第2の光路の幾何学的光路長よりも長い幾何学的光路長となるように設定されているので、例えば、通常の光学系に用いられるような同一位置に各波長の光を結像させるようなレンズと比べて色分散の大きいレンズ等により結像光学装置を構成することで、光源装置から射出された光束を、各光路における各光変調装置の配設位置を除く他の位置で結像させることなく、各光変調装置の配設位置でそれぞれ結像させる構成を容易に実現できる。
The projector according to the present invention is disposed on a central axis of a light source device and a light beam emitted from the light source device, and the light beam has an intermediate wavelength between a short wavelength side, a long wavelength side, the short wavelength side, and the long wavelength side. A projector comprising: a color separation optical device that separates three color lights having different wavelength regions; and three light modulation devices that are arranged on the central axis and modulate the three color lights according to image information. The color separation optical device separates the light beam emitted from the light source device into first color light having a wavelength region on the short wavelength side and color light having a wavelength region other than the wavelength region on the short wavelength side. Color light having a wavelength region other than the wavelength region on the short wavelength side separated by the first color separation unit, second color light having the wavelength region of the intermediate wavelength, and Long wavelength And a second color separation means for separating into a third color light having a wavelength region of the optical path, and each optical path from the first color separation means to each light modulation device is from the first color separation means to the The geometric optical path length of the first optical path leading to the first light modulation device corresponding to the first color light, and the second color light from the first color separation means through the second color separation means. Corresponds to the third color light from the first color separation means through the second color separation means with respect to the geometric optical path length of the second optical path leading to the second light modulation device corresponding to The geometrical optical path length of the third optical path leading to the third optical modulation device is set to be long, and the luminous flux emitted from the light source device is arranged at the position of the optical modulation device in the optical path. The image is formed at the position where each light modulation device is disposed without forming an image at any other position except for Characterized in that it includes an image optical system.
According to the present invention, since the projector includes the imaging optical device, the light beam emitted from the light source device is transmitted in each of the light modulation devices in the first optical path, the second optical path, and the third optical path. It is possible to form an image at the arrangement position of each light modulation device without forming an image at any position other than the arrangement position. For this reason, the intensity distribution on the screen of each color light can be set to be substantially the same without reversing the optical image at other positions in each optical path except for the positions where the respective light modulation devices are disposed. Therefore, it is possible to satisfactorily prevent the occurrence of color unevenness in the projected image on the screen.
In addition, the third optical path of the third color light having the wavelength region on the long wavelength side is set to have a geometric optical path length longer than the geometric optical path lengths of the first optical path and the second optical path. Therefore, for example, by forming an imaging optical device with a lens having a large chromatic dispersion compared to a lens that images light of each wavelength at the same position as used in a normal optical system, a light source It is possible to easily realize a configuration in which the light beam emitted from the apparatus is imaged at each position of the light modulation device without being imaged at any position other than the position at which the light modulation device is disposed in each light path. .
本発明のプロジェクタでは、前記第1の光路の幾何学的光路長をr1、前記第2の光路の幾何学的光路長をr2、前記第3の光路の幾何学的光路長をr3とした場合に、r1=r2<r3の関係に設定され、前記結像光学装置は、前記色分離光学装置の光路前段側に配設され、前記光源装置から射出された光束のうち、前記第1の色光を前記第1の色光の波長領域に応じて前記中心軸方向に分散した状態で前記第1の光変調装置の配設位置近傍に結像可能とし、前記第2の色光および前記第3の色光を前記第2の色光および前記第3の色光の各波長領域に応じて前記中心軸方向に分散した状態で前記第2の光路および前記第3の光路における前記第1の色光の結像距離よりも長い結像距離を有する各結像位置近傍にそれぞれ結像可能とする第1の光学素子と、前記第2の光路に配設され、前記第1の光学素子による前記第2の色光の結像位置を変更し、前記第2の色光を前記第2の光変調装置の配設位置近傍に結像可能とする第2の光学素子と、前記第3の光路における前記第2の色分離手段の光路後段側で、前記第1の光学素子のみまたは前記第1の光学素子および前記第2の光学素子の双方による前記第3の色光の結像位置よりも光路前段側に配設され、前記第1の光学素子のみまたは前記第1の光学素子および前記第2の光学素子の双方による前記第3の色光の結像位置を変更し、前記第3の色光を前記第3の光変調装置の配設位置近傍に結像可能とする第3の光学素子と、前記第1の光路、前記第2の光路における前記第2の色分離手段の光路後段側、および前記第3の光路における前記第2の色分離手段の光路後段側にそれぞれ配設され、前記第1の光学素子による前記3つの色光の各波長領域に応じた前記中心軸方向の分散をそれぞれ補正し、前記3つの色光の各結像位置を前記3つの光変調装置の配設位置にそれぞれ合致させる分散補正光学素子とを備えていることが好ましい。
ここで、第1の光学素子としては、通常の光学系に用いられるような同一位置に各波長の光を結像させるようなレンズと比べて色分散の大きいレンズを採用できる。第2の光学素子としては、正の屈折力を有するレンズを採用できる。また、第2の光学素子は、第2の光路に配設されていればよく、例えば、第1の色分離手段と第2の色分離手段との間に配設されていてもよく、あるいは、第2の色分離手段の光路後段側に配設されていてもよい。第3の光学素子としては、負の屈折力を有するレンズを採用できる。分散補正光学素子は、色収差を補正する、所謂色消しレンズを採用できる。
In the projector of the present invention, the geometric optical path length of the first optical path is r1, the geometric optical path length of the second optical path is r2, and the geometric optical path length of the third optical path is r3. In addition, r1 = r2 <r3 is set, and the imaging optical device is disposed on the front side of the optical path of the color separation optical device, and the first color light out of the light beams emitted from the light source device. Can be imaged in the vicinity of the arrangement position of the first light modulation device in a state dispersed in the central axis direction according to the wavelength region of the first color light, and the second color light and the third color light From the imaging distance of the first color light in the second optical path and the third optical path in a state of being dispersed in the central axis direction according to each wavelength region of the second color light and the third color light Can be imaged in the vicinity of each imaging position with a long imaging distance. And an optical element disposed in the second optical path, the imaging position of the second color light by the first optical element is changed, and the second color light is disposed in the second light modulation device. A second optical element capable of forming an image in the vicinity of the installation position, and only the first optical element or the first optical element on the rear side of the optical path of the second color separation means in the third optical path; The first optical element alone or the first optical element and the second optical element are disposed on the upstream side of the optical path from the imaging position of the third color light by both of the second optical elements. A third optical element that changes the imaging position of the third color light by both of them and enables the third color light to be imaged in the vicinity of the arrangement position of the third light modulation device; An optical path, a second stage side of the optical path of the second color separation means in the second optical path, and the third light In each of the second color separation means in the second stage of the optical path, respectively, and corrects the dispersion in the central axis direction according to each wavelength region of the three color lights by the first optical element, It is preferable to include a dispersion correction optical element that matches each imaging position of the color light with the position where the three light modulators are disposed.
Here, as the first optical element, a lens having a large chromatic dispersion can be employed as compared with a lens that forms an image of light of each wavelength at the same position as used in a normal optical system. As the second optical element, a lens having a positive refractive power can be adopted. The second optical element may be disposed in the second optical path, and may be disposed, for example, between the first color separation unit and the second color separation unit, or The second color separation means may be disposed on the downstream side of the optical path. As the third optical element, a lens having negative refractive power can be adopted. The dispersion correcting optical element can employ a so-called achromatic lens that corrects chromatic aberration.
本発明では、第1の光学素子にて、光源装置から射出された光束のうち、第1の色光を第1の光変調装置の配設位置近傍に結像させる。この際、第1の光学素子の色分散により、第1の色光の結像位置が該第1の色光の波長領域に応じた所定の幅を有するようになる。すなわち、第1の色光のうち最短波長の結像位置と最長波長の結像位置とが異なり、これらの結像位置の差分だけ結像位置に幅ができる。また、このような状態では、第1の色光により第1の光変調装置を照明する照明領域の大きさが該第1の色光の波長領域に応じた所定の幅を有するようになる。すなわち、第1の色光のうち最短波長の照明領域の大きさと最長波長の照明領域の大きさとが異なり、これらの照明領域の大きさの差分だけ照明領域の大きさに幅ができる。したがって、第1の光変調装置の画像形成領域上での第1の色光の全照明領域は、略中央部分が照度の略均一な領域となり、外縁部分が照度の不均一な領域となる。そして、第1の光変調装置で形成する第1の色光の光学像を鮮明なものとするために、照度の略均一な照明領域の大きさを第1の光変調装置の画像形成領域に合わせるように設定した場合には、外縁部分の照明領域が第1の光変調装置にて利用されない非利用領域となり、第1の色光の光利用効率が低減してしまう。ここで、3つの分散補正光学素子のうち第1の光路に配設される分散補正光学素子は、第1の光学素子から射出される第1の色光の波長領域に応じた結像位置の幅を0に近づけるように補正し、第1の色光の結像位置を第1の光変調装置の配設位置に合致させる。このため、第1の光変調装置の画像形成領域上での第1の色光の全照明領域を照度の略均一な領域とすることができるとともに、第1の色光の照明領域を第1の光変調装置の画像形成領域に合致させることができ、第1の色光の光利用効率の向上を図れる。
したがって、第1の光学素子と分散補正光学素子とにより、第1の光路中で、第1の光変調装置の配設位置を除く他の位置で結像させることなく、第1の光変調装置の配設位置で第1の色光を良好に結像させることができる。
In the present invention, the first optical element forms an image of the first color light in the vicinity of the position where the first light modulation device is provided, among the light beams emitted from the light source device. At this time, due to the chromatic dispersion of the first optical element, the imaging position of the first color light has a predetermined width corresponding to the wavelength region of the first color light. That is, the imaging position of the shortest wavelength and the imaging position of the longest wavelength of the first color light are different, and the imaging position can be widened by a difference between these imaging positions. In such a state, the size of the illumination area that illuminates the first light modulation device with the first color light has a predetermined width corresponding to the wavelength area of the first color light. That is, the size of the illumination region of the shortest wavelength and the size of the illumination region of the longest wavelength of the first color light are different, and the width of the illumination region can be increased by the difference between the sizes of these illumination regions. Therefore, in the entire illumination area of the first color light on the image forming area of the first light modulation device, the substantially central portion is a substantially uniform illuminance region, and the outer edge portion is a non-uniform illuminance region. Then, in order to make the optical image of the first color light formed by the first light modulation device clear, the size of the illumination region having substantially uniform illuminance is adjusted to the image formation region of the first light modulation device. In such a setting, the illumination area of the outer edge portion becomes a non-use area that is not used by the first light modulation device, and the light use efficiency of the first color light is reduced. Here, of the three dispersion correction optical elements, the dispersion correction optical element disposed in the first optical path is the width of the imaging position corresponding to the wavelength region of the first color light emitted from the first optical element. Is adjusted to be close to 0, and the imaging position of the first color light is made to coincide with the arrangement position of the first light modulator. For this reason, the entire illumination area of the first color light on the image forming area of the first light modulation device can be made to be a substantially uniform area of illuminance, and the illumination area of the first color light is the first light. It can be matched with the image forming area of the modulation device, and the light use efficiency of the first color light can be improved.
Accordingly, the first optical modulator and the dispersion correcting optical element allow the first light modulation device to form an image at a position other than the position where the first light modulation device is disposed in the first optical path. The first color light can be favorably imaged at the arrangement position.
また、第1の光学素子による色分散により、第2の色光の結像距離は、第1の色光の結像距離よりも長くなる。すなわち、第1の光路の幾何学的光路長r1と第2の光路の幾何学的光路長r2とが同一に設定されているので、第2の色光は、第1の光学素子により、第2の光変調装置の配設位置よりも光路後段側に結像することとなる。ここで、第2の光学素子は、第1の光学素子による第2の色光の結像距離が短くなるように変更し、第2の色光を第2の光変調装置の配設位置近傍に結像させる。この際、第1の光学素子の色分散により、第2の色光の結像位置が前述の第1の色光と同様に該第2の色光の波長領域に応じた所定の幅を有するようになる。ここで、3つの分散補正光学素子のうち第2の光路に配設される分散補正光学素子は、前述の分散補正光学素子と同様に、第1の光学素子から射出される第2の色光の波長領域に応じた結像位置の幅を0に近づけるように補正し、第2の色光の結像位置を第2の光変調装置の配設位置に合致させる。このため、前述の第1の色光と同様に、第2の光変調装置の画像形成領域上での第2の色光の全照明領域を照度の略均一な領域とすることができるとともに、第2の色光の照明領域を第2の光変調装置の画像形成領域に合致させることができ、第2の色光の光利用効率の向上を図れる。
したがって、第1の光学素子と、第2の光学素子と、分散補正光学素子とにより、第2の光路中で、第2の光変調装置の配設位置を除く他の位置で結像させることなく、第2の光変調装置の配設位置で第2の色光を良好に結像させることができる。
In addition, due to chromatic dispersion by the first optical element, the imaging distance of the second color light is longer than the imaging distance of the first color light. That is, since the geometric optical path length r1 of the first optical path and the geometric optical path length r2 of the second optical path are set to be the same, the second color light is transmitted by the first optical element by the second optical element. The image is formed on the downstream side of the optical path with respect to the position of the light modulator. Here, the second optical element is changed so that the imaging distance of the second color light by the first optical element is shortened, and the second color light is coupled in the vicinity of the position where the second light modulator is disposed. Let me image. At this time, due to the chromatic dispersion of the first optical element, the imaging position of the second color light has a predetermined width corresponding to the wavelength region of the second color light in the same manner as the first color light described above. . Here, of the three dispersion correction optical elements, the dispersion correction optical element disposed in the second optical path is similar to the dispersion correction optical element described above, and the second color light emitted from the first optical element. The imaging position width corresponding to the wavelength region is corrected so as to approach 0, and the imaging position of the second color light is matched with the arrangement position of the second light modulation device. For this reason, as with the first color light described above, the entire illumination area of the second color light on the image forming area of the second light modulation device can be made to be a substantially uniform area of illuminance, and the second The color light illumination area can be matched with the image forming area of the second light modulation device, and the light use efficiency of the second color light can be improved.
Therefore, the first optical element, the second optical element, and the dispersion correction optical element are used to form an image at a position other than the position where the second light modulation device is disposed in the second optical path. The second color light can be favorably imaged at the arrangement position of the second light modulation device.
さらに、第3の光学素子は、第3の光路における第2の色分離手段の光路後段側で、第1の光学素子のみ、または、第1の光学素子および第2の光学素子の双方による第3の色光の結像位置よりも光路前段側に配設されている。このため、第1の光学素子のみ、または第1の光学素子および第2の光学素子の双方による第3の色光の結像距離が長くなるように変更し、第3の色光を第3の光変調装置の配設位置近傍に結像させることができる。この際、第1の光学素子の色分散により、第3の色光の結像位置が前述の第1の色光および第2の色光と同様に該第3の色光の波長領域に応じた所定の幅を有するようになる。ここで、3つの分散補正光学素子のうち第3の光路に配設される分散補正光学素子は、前述の分散補正光学素子と同様に、第1の光学素子から射出される第3の色光の波長領域に応じた結像位置の幅を0に近づけるように補正し、第3の色光の結像位置を第3の光変調装置の配設位置に合致させる。このため、前述の第1の色光および第2の色光と同様に、第3の光変調装置の画像形成領域上での第3の色光の全照明領域を照度の略均一な領域とすることができるとともに、第3の色光の照明領域を第3の光変調装置の画像形成領域に合致させることができ、第3の色光の光利用効率の向上を図れる。
したがって、第1の光学素子のみ、または第1の光学素子および第2の光学素子の双方と、第3の光学素子と、分散補正光学素子とにより、第3の光路中で、第3の光変調装置の配設位置を除く他の位置で結像させることなく、第3の光変調装置の配設位置で第3の色光を良好に結像させることができる。
Further, the third optical element is a first optical element alone or both of the first optical element and the second optical element on the downstream side of the second color separation means in the third optical path. 3 is disposed on the upstream side of the optical path with respect to the image forming position of the color light 3. Therefore, the third color light is changed so that the imaging distance of the third color light by only the first optical element or by both the first optical element and the second optical element is increased. An image can be formed in the vicinity of the arrangement position of the modulation device. At this time, due to the chromatic dispersion of the first optical element, the imaging position of the third color light has a predetermined width corresponding to the wavelength region of the third color light in the same manner as the first color light and the second color light described above. Will have. Here, of the three dispersion correction optical elements, the dispersion correction optical element disposed in the third optical path is similar to the dispersion correction optical element described above, and the third color light emitted from the first optical element. The imaging position width corresponding to the wavelength region is corrected so as to approach 0, and the imaging position of the third color light is matched with the arrangement position of the third light modulation device. For this reason, as in the first color light and the second color light described above, the entire illumination area of the third color light on the image forming area of the third light modulation device is made to be a substantially uniform area of illuminance. In addition, the illumination area of the third color light can be matched with the image forming area of the third light modulation device, and the light use efficiency of the third color light can be improved.
Accordingly, in the third optical path, the third light can be obtained by using only the first optical element or both the first optical element and the second optical element, the third optical element, and the dispersion correcting optical element. The third color light can be favorably imaged at the arrangement position of the third light modulation device without forming an image at other positions except the arrangement position of the modulation device.
以上のことにより、従来のリレー光学系に替えて、第1の光学素子、第2の光学素子、第3の光学素子、および3つの分散補正光学素子で構成される結像光学装置を配設することで、光源装置から射出された光束を、第1の光路、第2の光路、および第3の光路中で、各光変調装置の配設位置を除く他の位置で結像させることなく、各光変調装置の配設位置でそれぞれ良好に結像させることができ、リレー光学系を用いた場合に光源から射出された光に面内の強度むらにより発生した色むらが発生することなく良好な投影画像を形成できる。 As described above, an imaging optical device including the first optical element, the second optical element, the third optical element, and the three dispersion correction optical elements is provided in place of the conventional relay optical system. By doing so, the light beam emitted from the light source device is imaged in the first optical path, the second optical path, and the third optical path at positions other than the arrangement positions of the respective light modulation devices. Each of the light modulators can be well imaged at the position where the light modulation device is provided, and when using a relay optical system, the light emitted from the light source does not cause uneven color due to in-plane intensity unevenness. A good projection image can be formed.
本発明のプロジェクタでは、前記第2の光学素子は、前記第2の光路における前記第2の色分離手段の光路後段側に配設され、前記分散補正光学素子のうち前記第2の光路における前記第2の色分離手段の光路後段側に配設される分散補正光学素子と一体的に構成されていることが好ましい。
本発明によれば、上記のように第2の光学素子、および第2の光路に配設される分散補正光学素子を一体的に構成することで、プロジェクタ内で第2の光学素子および分散補正光学素子を支持する部材を共通化でき、部品点数の削減が図れる。このため、プロジェクタの小型化および軽量化が実現可能となる。
In the projector according to the aspect of the invention, the second optical element is disposed on the downstream side of the second color separation unit in the second optical path, and the second optical element in the second optical path among the dispersion correction optical elements. It is preferable that the second color separation unit is configured integrally with a dispersion correction optical element disposed on the downstream side of the optical path.
According to the present invention, the second optical element and the dispersion correction optical element arranged in the second optical path are integrally configured as described above, so that the second optical element and the dispersion correction are provided in the projector. The member that supports the optical element can be shared, and the number of parts can be reduced. Therefore, it is possible to reduce the size and weight of the projector.
本発明のプロジェクタでは、前記第3の光学素子は、前記分散補正光学素子のうち前記第3の光路における前記第2の色分離手段の光路後段側に配設される分散補正光学素子と一体的に構成されていることが好ましい。
本発明によれば、上記のように第3の光学素子、および第3の光路に配設される分散補正光学素子を一体的に構成することで、プロジェクタ内で第3の光学素子および分散補正光学素子を支持する部材を共通化でき、部品点数の削減が図れる。このため、プロジェクタの小型化および軽量化が実現可能となる。
In the projector according to the aspect of the invention, the third optical element may be integrated with a dispersion correction optical element disposed on the downstream side of the second color separation unit in the third optical path of the dispersion correction optical element. It is preferable that it is comprised.
According to the present invention, the third optical element and the dispersion correction optical element arranged in the third optical path are integrally configured as described above, so that the third optical element and the dispersion correction are provided in the projector. The member that supports the optical element can be shared, and the number of parts can be reduced. Therefore, it is possible to reduce the size and weight of the projector.
本発明のプロジェクタでは、前記第1の光路の幾何学的光路長をr1、前記第2の光路の幾何学的光路長をr2、前記第3の光路の幾何学的光路長をr3とした場合に、r1=r2<r3の関係に設定され、前記結像光学装置は、前記色分離光学装置の光路前段側に配設され、前記光源装置から射出された光束のうち、前記第1の色光および前記第2の色光を前記第1の光変調装置および前記第2の光変調装置の各配設位置にそれぞれ結像させる第1の光学素子と、前記第3の光路における前記第2の色分離手段の光路後段側で前記第1の光学素子による前記第3の色光の結像位置よりも光路前段側に配設され、前記第1の光学素子による前記第3の色光の結像位置を変更し、前記第3の色光を前記第3の光変調装置の配設位置に結像させる第3の光学素子とを備えていることが好ましい。
ここで、第1の光学素子としては、通常の光学系に用いられるような同一位置に各波長の光を結像させるような色分散の小さいレンズを採用できる。第3の光学素子としては、通常の光学系に用いられるような同一位置に各波長の光を結像させるような色分散が小さく、負の屈折力を有するレンズを採用できる。
本発明では、第1の光路の幾何学的光路長r1と第2の光路の幾何学的光路長r2とが同一に設定されているので、第1の光学素子として色分散の小さいレンズを採用することで、第1の色光および第2の色光を第1の光変調装置および第2の光変調装置の各配設位置にそれぞれ結像させることができる。
また、第3の光学素子は、第3の光路における第2の色分離手段の光路後段側で第1の光学素子による第3の色光の結像位置よりも光路前段側に配設されている。このため、第1の光学素子による第3の色光の結像距離が長くなるように変更し、第3の色光を第3の光変調装置の配設位置に結像させることができる。
したがって、従来のリレー光学系に替えて、第1の光学素子および第3の光学素子で構成される結像光学装置を配設することで、光源装置から射出された光束を、第1の光路、第2の光路、および第3の光路中で、各光変調装置の配設位置を除く他の位置で結像させることなく、各光変調装置の配設位置でそれぞれ良好に結像させることができる。
また、結像光学装置を第1の光学素子および第3の光学素子のみで構成できるので、プロジェクタ内で結像光学装置の構成部材を支持する部材も少なくなり、プロジェクタの小型化および軽量化が実現可能となる。
In the projector of the present invention, the geometric optical path length of the first optical path is r1, the geometric optical path length of the second optical path is r2, and the geometric optical path length of the third optical path is r3. In addition, r1 = r2 <r3 is set, and the imaging optical device is disposed on the front side of the optical path of the color separation optical device, and the first color light out of the light beams emitted from the light source device. And a first optical element that forms an image of the second color light on the respective positions of the first light modulation device and the second light modulation device, and the second color in the third optical path. An imaging position of the third color light by the first optical element is disposed on the upstream side of the separation path of the third color light by the first optical element on the downstream side of the optical path. And the third color light is imaged at an arrangement position of the third light modulation device. Preferably comprises 3 of the optical element.
Here, as the first optical element, a lens with small chromatic dispersion that forms an image of light of each wavelength at the same position as used in a normal optical system can be employed. As the third optical element, it is possible to employ a lens having a small chromatic dispersion and a negative refractive power that forms an image of light of each wavelength at the same position as used in a normal optical system.
In the present invention, since the geometric optical path length r1 of the first optical path and the geometric optical path length r2 of the second optical path are set to be the same, a lens having small chromatic dispersion is adopted as the first optical element. As a result, the first color light and the second color light can be imaged at the respective arrangement positions of the first light modulation device and the second light modulation device.
The third optical element is disposed on the optical path downstream side of the second color separation means in the third optical path and on the optical path upstream side with respect to the imaging position of the third color light by the first optical element. . For this reason, it can change so that the imaging distance of the 3rd color light by a 1st optical element may become long, and can image 3rd color light on the arrangement | positioning position of a 3rd light modulation apparatus.
Therefore, in place of the conventional relay optical system, an imaging optical device composed of the first optical element and the third optical element is disposed, so that the light beam emitted from the light source device can be transmitted to the first optical path. In each of the second optical path and the third optical path, an image is formed well at each light modulation device arrangement position without being imaged at any position other than the light modulation device arrangement position. Can do.
In addition, since the imaging optical device can be composed of only the first optical element and the third optical element, the number of members that support the components of the imaging optical device in the projector is reduced, and the projector can be reduced in size and weight. It becomes feasible.
本発明のプロジェクタでは、前記第1の光路の幾何学的光路長をr1、前記第2の光路の幾何学的光路長をr2、前記第3の光路の幾何学的光路長をr3とした場合に、r1<r2<r3の関係に設定され、前記結像光学装置は、前記色分離光学装置の光路前段側に配設され、前記光源装置から射出された光束のうち、前記第1の色光を前記第1の色光の波長領域に応じて前記中心軸方向に分散した状態で前記第1の光変調装置の配設位置近傍に結像可能とし、前記第2の色光を前記第2の色光の波長領域に応じて前記中心軸方向に分散した状態で前記第2の光変調装置の配設位置近傍に結像可能とし、前記第3の色光を前記第3の色光の波長領域に応じて前記中心軸方向に分散した状態で前記第3の光変調装置の配設位置近傍に結像可能とする第1の光学素子と、前記第1の光路、前記第2の光路における前記第2の色分離手段の光路後段側、および前記第3の光路における前記第2の色分離手段の光路後段側にそれぞれ配設され、前記第1の光学素子による前記3つの色光の各波長領域に応じた前記中心軸方向の分散をそれぞれ補正し、前記3つの色光の各結像位置を前記3つの光変調装置の各配設位置にそれぞれ合致させる分散補正光学素子とを備えていることが好ましい。
ここで、第1の光学素子としては、通常の光学系に用いられるような同一位置に各波長の光を結像させるようなレンズと比べて色分散の大きいレンズを採用できる。分散補正光学素子としては、色収差を補正する、所謂色消しレンズを採用できる。
In the projector according to the aspect of the invention, the geometric optical path length of the first optical path is r1, the geometric optical path length of the second optical path is r2, and the geometric optical path length of the third optical path is r3. And the imaging optical device is disposed on the upstream side of the optical path of the color separation optical device, and the first color light out of the light beams emitted from the light source device is set to r1 <r2 <r3. Can be imaged in the vicinity of the arrangement position of the first light modulation device in a state dispersed in the central axis direction in accordance with the wavelength region of the first color light, and the second color light is converted into the second color light. The third color light can be imaged in the vicinity of the arrangement position of the second light modulation device in a state dispersed in the central axis direction according to the wavelength region of the third color light, It is possible to form an image near the arrangement position of the third light modulation device in a state dispersed in the central axis direction. The first optical element, the first optical path, the optical path rear side of the second color separation means in the second optical path, and the optical path rear side of the second color separation means in the third optical path. And each of the three optical components is corrected by correcting the dispersion in the central axis direction according to the wavelength regions of the three colored lights by the first optical element. It is preferable to include a dispersion correction optical element that matches each position of the apparatus.
Here, as the first optical element, a lens having a large chromatic dispersion can be employed as compared with a lens that forms an image of light of each wavelength at the same position as used in a normal optical system. As the dispersion correction optical element, a so-called achromatic lens that corrects chromatic aberration can be employed.
本発明によれば、第1の光学素子として色分散の大きいレンズを採用すれば、各色光の結像距離を、各色光の波長領域に応じて変更できる。すなわち、各結像距離を、第1の色光の結像距離、第2の色光の結像距離、第3の色光の結像距離の順に長くなるように変更できる。また、第1の光路の幾何学的光路長r1、第2の光路の幾何学的光路長r2、および第3の光路の幾何学的光路長r3が、r1<r2<r3の関係に設定されているので、第1の光学素子による各色光の結像距離を、各光路の幾何学的光路長に応じて設定すれば、第1の光学素子により、各色光を各光変調装置の配設位置近傍にそれぞれ結像させることができる。この際、第1の光学素子の色分散により、上記同様に、各色光の結像位置が各色光の波長領域に応じた所定の幅をそれぞれ有するようになる。ここで、3つの分散補正光学素子は、上記同様に、第1の光学素子から射出される各色光の波長領域に応じた結像位置の各幅を0に近づけるようにそれぞれ補正し、各色光の結像位置を各光変調装置の配設位置にそれぞれ合致させる。このため、上記同様に、各光変調装置の画像形成領域上での各色光の全照明領域を照度の略均一な領域にそれぞれ設定することができるとともに、各色光の照明領域を各光変調装置の画像形成領域にそれぞれ合致させることができ、各色光の光利用効率の向上を図れる。
以上のことにより、従来のリレー光学系に替えて、第1の光学素子および3つの分散補正光学素子で構成される結像光学装置を配設することで、光源装置から射出された光束を、第1の光路、第2の光路、および第3の光路中で、各光変調装置の配設位置を除く他の位置で結像させることなく、各光変調装置の配設位置でそれぞれ良好に結像させることができ、リレー光学系を用いた場合に光源から射出された光に面内の強度むらにより発生した色むらが発生することなく、良好な投影画像を形成できる。
According to the present invention, when a lens having a large chromatic dispersion is employed as the first optical element, the imaging distance of each color light can be changed according to the wavelength region of each color light. That is, each imaging distance can be changed so as to increase in the order of the imaging distance of the first color light, the imaging distance of the second color light, and the imaging distance of the third color light. Further, the geometric optical path length r1 of the first optical path, the geometric optical path length r2 of the second optical path, and the geometric optical path length r3 of the third optical path are set to satisfy the relationship r1 <r2 <r3. Therefore, if the imaging distance of each color light by the first optical element is set in accordance with the geometric optical path length of each optical path, each color light is arranged by each first light element by the first optical element. Each can be imaged near the position. At this time, due to the chromatic dispersion of the first optical element, the image formation position of each color light has a predetermined width corresponding to the wavelength region of each color light, as described above. Here, similarly to the above, the three dispersion correction optical elements respectively correct the widths of the imaging positions corresponding to the wavelength regions of the respective color lights emitted from the first optical element so as to approach 0, and The image forming positions are matched with the arrangement positions of the respective light modulation devices. For this reason, as described above, the entire illumination area of each color light on the image forming area of each light modulation device can be set to a substantially uniform area of illuminance, and the illumination area of each color light can be set to each light modulation device. Therefore, it is possible to improve the light use efficiency of each color light.
As described above, by replacing the conventional relay optical system with the imaging optical device including the first optical element and the three dispersion correction optical elements, the light beam emitted from the light source device is In each of the first optical path, the second optical path, and the third optical path, each of the optical modulators is satisfactorily arranged without forming an image at any position other than the optical modulators. An image can be formed, and when a relay optical system is used, a good projection image can be formed without causing color unevenness caused by in-plane intensity unevenness in the light emitted from the light source.
本発明のプロジェクタでは、前記結像光学装置は、前記第2の光路に配設され、前記第1の光学素子による前記第2の色光の結像位置を変更し、前記第1の光学素子とともに前記第2の色光を前記第2の色光の波長領域に応じて前記中心軸方向に分散した状態で前記第2の光変調装置の配設位置近傍に結像可能とする第2の光学素子を備えていることが好ましい。
ここで、第2の光学素子としては、第1の光学素子とともに第2の色光を第2の光変調装置の配設位置近傍に結像可能であれば、正の屈折力を有するレンズ、あるいは、負の屈折力を有するレンズのいずれのレンズを採用してもよい。また、第2の光学素子は、第2の光路に配設されていればよく、例えば、第1の色分離手段と第2の色分離手段との間に配設されていてもよく、あるいは、第2の色分離手段の光路後段側に配設されていてもよい。
本発明によれば、結像光学装置が第2の光学素子を備えているので、各色光を第1の光学素子のみで各光変調装置の配設位置近傍に結像させる構成と比較して、例えば、第2の光学素子が第2の光路における第2の色分離手段の光路後段側に配設されている場合には、第2の色光を第2の光変調装置の配設位置近傍に結像させ易い構成となる。また、例えば、第2の光学素子が第2の光路における第1の色分離手段と第2の色分離手段との間に配設されている場合には、第2の色光および第3の色光を第2の光変調装置および第3の光変調装置の配設位置近傍に結像させ易い構成となる。したがって、プロジェクタの設計の自由度が向上し、要求性能に応じてプロジェクタの最適化を図れる。
In the projector according to the aspect of the invention, the imaging optical device is disposed in the second optical path, changes an imaging position of the second color light by the first optical element, and is combined with the first optical element. A second optical element capable of forming an image in the vicinity of an arrangement position of the second light modulation device in a state in which the second color light is dispersed in the central axis direction according to a wavelength region of the second color light; It is preferable to provide.
Here, as the second optical element, as long as the second color light can be imaged in the vicinity of the arrangement position of the second light modulation device together with the first optical element, a lens having a positive refractive power, or Any lens having a negative refractive power may be adopted. The second optical element may be disposed in the second optical path, and may be disposed, for example, between the first color separation unit and the second color separation unit, or The second color separation means may be disposed on the downstream side of the optical path.
According to the present invention, since the imaging optical device includes the second optical element, as compared with a configuration in which each color light is imaged in the vicinity of the arrangement position of each light modulation device using only the first optical element. For example, when the second optical element is disposed on the second stage of the second color separation means in the second optical path, the second color light is disposed in the vicinity of the position where the second light modulation device is disposed. It becomes the structure which makes it easy to image. In addition, for example, when the second optical element is disposed between the first color separation unit and the second color separation unit in the second optical path, the second color light and the third color light are used. Is easily imaged in the vicinity of the arrangement position of the second light modulation device and the third light modulation device. Therefore, the degree of freedom in designing the projector is improved, and the projector can be optimized according to the required performance.
本発明のプロジェクタでは、前記結像光学装置は、前記第3の光路における前記第2の色分離手段の光路後段側に配設され、前記第1の光学素子による前記第3の色光の結像位置を変更し、前記第1の光学素子とともに前記第3の色光を前記第3の色光の波長領域に応じて前記中心軸方向に分散した状態で前記第3の光変調装置の配設位置近傍に結像可能とする第3の光学素子を備えていることが好ましい。
ここで、第3の光学素子としては、第1の光学素子とともに第3の色光を第3の光変調装置の配設位置近傍に結像可能であれば、正の屈折力を有するレンズ、あるいは、負の屈折力を有するレンズのいずれのレンズを採用してもよい。
本発明によれば、結像光学装置が第3の光学素子を備えているので、各色光を第1の光学素子のみで各光変調装置の配設位置近傍に結像させる構成と比較して、第3の色光を第3の光変調装置の配設位置近傍に結像させ易い構成となる。したがって、プロジェクタの設計の自由度が向上し、要求性能に応じてプロジェクタの最適化を図れる。
In the projector according to the aspect of the invention, the imaging optical device may be disposed on the downstream side of the second color separation unit in the third optical path, and the third color light may be imaged by the first optical element. The position of the third light modulator is changed in a state where the third color light is dispersed in the central axis direction according to the wavelength region of the third color light together with the first optical element. It is preferable to include a third optical element capable of forming an image.
Here, as the third optical element, a lens having a positive refractive power, as long as the third color light can be imaged in the vicinity of the arrangement position of the third light modulation device together with the first optical element, or Any lens having negative refractive power may be used.
According to the present invention, since the imaging optical device includes the third optical element, compared with a configuration in which each color light is imaged in the vicinity of the arrangement position of each light modulation device using only the first optical element. Thus, the third color light is easily imaged in the vicinity of the position where the third light modulator is disposed. Therefore, the degree of freedom in designing the projector is improved, and the projector can be optimized according to the required performance.
本発明のプロジェクタでは、前記第1の光路の幾何学的光路長をr1、前記第2の光路の幾何学的光路長をr2、前記第3の光路の幾何学的光路長をr3とした場合に、r1<r2<r3の関係に設定され、前記結像光学装置は、前記色分離光学装置の光路前段側に配設され、前記光源装置から射出された光束のうち、前記第1の色光を前記第1の光変調装置の配設位置に結像させる第1の光学素子と、前記第2の光路における前記第1の光学素子による前記第2の色光の結像位置よりも光路前段側に配設され、前記第1の光学素子から射出され前記第1の色分離手段を介した前記短波長側の波長領域を有する色光のうち、前記第2の色光を前記第2の色光の波長領域に応じて前記中心軸方向に分散した状態で前記第2の光変調装置の配設位置近傍に結像可能とし、前記第3の色光を前記第3の色光の波長領域に応じて前記中心軸方向に分散した状態で前記第3の光変調装置の配設位置近傍に結像可能とする第2の光学素子と、前記第2の光路における前記第2の色分離手段の光路後段側、および前記第3の光路における前記第2の色分離手段の光路後段側にそれぞれ配設され、前記第2の光学素子による前記第2の色光および前記第3の色光の各波長領域に応じた前記中心軸方向の分散をそれぞれ補正し、前記第2の色光および前記第3の色光の各結像位置を前記第2の光変調装置および前記第3の光変調装置の各配設位置にそれぞれ合致させる分散補正光学素子とを備えていることが好ましい。
ここで、第1の光学素子としては、通常の光学系に用いられるような同一位置に各波長の光を結像させるような色分散の小さいレンズを採用できる。第2の光学素子としては、通常の光学系に用いられるような同一位置に各波長の光を結像させるようなレンズと比べて色分散が大きく、負の屈折力を有するレンズを採用できる。分散補正光学素子は、色収差を補正する、所謂色消しレンズを採用できる。
In the projector of the present invention, the geometric optical path length of the first optical path is r1, the geometric optical path length of the second optical path is r2, and the geometric optical path length of the third optical path is r3. And the imaging optical device is disposed on the upstream side of the optical path of the color separation optical device, and the first color light out of the light beams emitted from the light source device is set to r1 <r2 <r3. A first optical element that forms an image at a position where the first light modulation device is disposed, and an optical path upstream side of the second color light by the first optical element in the second optical path. Among the color lights having the wavelength region on the short wavelength side that are emitted from the first optical element and pass through the first color separation means, the second color light is converted into the wavelength of the second color light. Disposition position of the second light modulation device in a state dispersed in the central axis direction according to a region An image can be formed in the vicinity, and the third color light can be imaged in the vicinity of the arrangement position of the third light modulation device in a state where the third color light is dispersed in the central axis direction according to the wavelength region of the third color light. A second optical element that is disposed on the second optical path downstream side of the second color separation means in the second optical path, and the second optical path downstream side of the second color separation means in the third optical path, The dispersion in the central axis direction according to each wavelength region of the second color light and the third color light by the second optical element is respectively corrected, and each combination of the second color light and the third color light is corrected. It is preferable to include a dispersion correction optical element that matches an image position to each arrangement position of the second light modulation device and the third light modulation device.
Here, as the first optical element, a lens with small chromatic dispersion that forms an image of light of each wavelength at the same position as used in a normal optical system can be employed. As the second optical element, a lens having a large chromatic dispersion and a negative refracting power can be employed as compared with a lens that forms an image of light of each wavelength at the same position as used in a normal optical system. The dispersion correcting optical element can employ a so-called achromatic lens that corrects chromatic aberration.
本発明では、第1の光学素子により、第1の光路中で、第1の光変調装置の配設位置を除く他の位置で結像させることなく、第1の光変調装置の配設位置で第1の色光を結像させることができる。
また、第1の光路の幾何学的光路長r1および第2の光路の幾何学的光路長r2がr1<r2の関係に設定されているため、第1の光学素子により第1の色光を第1の光変調装置の配設位置に結像させた場合には、第2の色光が第2の光変調装置の配設位置の光路前段側に結像することとなる。ここで、第2の光学素子が第2の光路における第1の光学素子による第2の色光の結像位置よりも光路前段側に配設されているので、第1の光学素子による第2の色光の結像距離が長くなるように変更し、第2の色光を第2の光変調装置の配設位置近傍に結像させることができる。この際、第2の光学素子の色分散により、上記同様に、第2の色光の結像位置が該第2の色光の波長領域に応じた所定の幅を有するようになる。ここで、2つの分散補正光学素子のうち第2の光路に配設される分散補正光学素子は、上記同様に、第2の光学素子から射出される第2の色光の波長領域に応じた結像位置の幅を0に近づけるように補正し、第2の色光の結像位置を第2の光変調装置の配設位置に合致させる。このため、上記同様に、第2の光変調装置の画像形成領域上での第2の色光の全照明領域を照度の略均一な領域とすることができるとともに、第2の色光の照明領域を第2の光変調装置の画像形成領域に合致させることができ、第2の色光の光利用効率の向上を図れる。
したがって、第1の光学素子と、第2の光学素子と、分散補正光学素子とにより、第2の光路中で、第2の光変調装置の配設位置を除く他の位置で結像させることなく、第2の光変調装置の配設位置で第2の色光を良好に結像させることができる。
In the present invention, the arrangement position of the first light modulation device is formed by the first optical element in the first optical path without forming an image at any position other than the arrangement position of the first light modulation device. Thus, the first color light can be imaged.
In addition, since the geometric optical path length r1 of the first optical path and the geometric optical path length r2 of the second optical path are set to have a relationship of r1 <r2, the first optical element emits the first color light. When the image is formed at the position where the first light modulator is disposed, the second color light is imaged on the upstream side of the light path of the position where the second light modulator is disposed. Here, since the second optical element is disposed on the optical path preceding stage from the imaging position of the second color light by the first optical element in the second optical path, the second optical element by the first optical element The second color light can be imaged in the vicinity of the arrangement position of the second light modulator by changing the color light imaging distance to be longer. At this time, due to the chromatic dispersion of the second optical element, the imaging position of the second color light has a predetermined width corresponding to the wavelength region of the second color light, as described above. Here, of the two dispersion correction optical elements, the dispersion correction optical element disposed in the second optical path is connected in accordance with the wavelength region of the second color light emitted from the second optical element, as described above. The width of the image position is corrected so as to approach 0, and the image forming position of the second color light is matched with the arrangement position of the second light modulation device. For this reason, in the same manner as described above, the entire illumination area of the second color light on the image forming area of the second light modulation device can be made to be a substantially uniform area of illuminance, and the illumination area of the second color light can be changed. It can be matched with the image forming area of the second light modulation device, and the light use efficiency of the second color light can be improved.
Therefore, the first optical element, the second optical element, and the dispersion correction optical element are used to form an image at a position other than the position where the second light modulation device is disposed in the second optical path. The second color light can be favorably imaged at the arrangement position of the second light modulation device.
さらに、第2の光学素子の色分散により、第2の色光および第3の色光の各結像距離を、第2の色光の結像距離、第3の色光の結像距離の順に長くなるように変更できる。また、第2の光路の幾何学的光路長r2、および第3の光路の幾何学的光路長r3がr2<r3の関係に設定されているので、第1の光学素子および第2の光学素子による第2の色光および第3の色光の結像距離と、第2の光路および第3の光路の幾何学的光路長とがそれぞれ略同一となるように設定すれば、第1の光学素子および第2の光学素子により、第2の色光および第3の色光を第2の光変調装置および第3の光変調装置の配設位置近傍にそれぞれ結像させることができる。この際、第2の光学素子の色分散により、第3の色光の結像位置が上記同様に該第3の色光の波長領域に応じた所定の幅を有するようになる。ここで、2つの分散補正光学素子のうち第3の光路に配設される分散補正光学素子は、上記同様に、第2の光学素子から射出される第3の色光の波長領域に応じた結像位置の幅を0に近づけるように補正し、第3の色光の結像位置を第3の光変調装置の配設位置に合致させる。このため、上記同様に、第3の光変調装置の画像形成領域上での第3の色光の全照明領域を照度の略均一な領域とすることができるとともに、第3の色光の照明領域を第3の光変調装置の画像形成領域に合致させることができ、第3の色光の光利用効率の向上を図れる。
したがって、第1の光学素子と、第2の光学素子と、分散補正光学素子とにより、第3の光路中で、第3の光変調装置の配設位置を除く他の位置で結像させることなく、第3の光変調装置の配設位置で第3の色光を良好に結像させることができる。
Further, due to the chromatic dispersion of the second optical element, the image formation distances of the second color light and the third color light are increased in the order of the image formation distance of the second color light and the image formation distance of the third color light. Can be changed. In addition, since the geometric optical path length r2 of the second optical path and the geometric optical path length r3 of the third optical path are set in a relationship of r2 <r3, the first optical element and the second optical element If the image forming distances of the second color light and the third color light by and the geometric optical path lengths of the second light path and the third light path are set to be substantially the same, the first optical element and With the second optical element, the second color light and the third color light can be imaged in the vicinity of the arrangement positions of the second light modulation device and the third light modulation device, respectively. At this time, due to the chromatic dispersion of the second optical element, the imaging position of the third color light has a predetermined width corresponding to the wavelength region of the third color light in the same manner as described above. Here, of the two dispersion correction optical elements, the dispersion correction optical element disposed in the third optical path is connected according to the wavelength region of the third color light emitted from the second optical element, as described above. The width of the image position is corrected so as to approach 0, and the image forming position of the third color light is matched with the arrangement position of the third light modulation device. For this reason, in the same manner as described above, the entire illumination area of the third color light on the image forming area of the third light modulation device can be made to be a substantially uniform area of illuminance, and the illumination area of the third color light can be changed. It can be matched with the image forming area of the third light modulation device, and the light use efficiency of the third color light can be improved.
Therefore, the first optical element, the second optical element, and the dispersion correction optical element are used to form an image at a position other than the position where the third light modulation device is disposed in the third optical path. In addition, the third color light can be favorably imaged at the arrangement position of the third light modulation device.
以上のことにより、従来のリレー光学系に替えて、第1の光学素子、第2の光学素子、および2つの分散補正光学素子で構成される結像光学装置を配設することで、光源装置から射出された光束を、第1の光路、第2の光路、および第3の光路中で、各光変調装置の配設位置を除く他の位置で結像させることなく、各光変調装置の配設位置でそれぞれ良好に結像させることができ、リレー光学系を用いた場合に光源から射出された光に面内の強度むらにより発生した色むらが発生することなく、良好な投影画像を形成できる。 As described above, by replacing the conventional relay optical system with the imaging optical device including the first optical element, the second optical element, and the two dispersion correction optical elements, the light source device is provided. The light beams emitted from the optical modulators are formed in the first optical path, the second optical path, and the third optical path without forming images at other positions except for the arrangement positions of the optical modulators. It is possible to form an image well at each installation position, and when a relay optical system is used, a good projection image can be obtained without causing uneven color due to uneven intensity in the surface of the light emitted from the light source. Can be formed.
本発明のプロジェクタでは、前記結像光学装置は、前記第3の光路における前記第2の色分離手段の光路後段側に配設され、前記第1の光学素子および前記第2の光学素子による前記第3の色光の結像位置を変更し、前記第1の光学素子および前記第2の光学素子とともに前記第3の色光を前記第3の色光の波長領域に応じて前記中心軸方向に分散した状態で前記第3の光変調装置の配設位置近傍に結像可能とする第3の光学素子を備えていることが好ましい。
ここで、第3の光学素子としては、第1の光学素子および第2の光学素子とともに第3の色光を第3の光変調装置の配設位置近傍に結像可能であれば、正の屈折力を有するレンズ、あるいは、負の屈折力を有するレンズのいずれのレンズを採用してもよい。
本発明によれば、結像光学装置が第3の光学素子を備えているので、第2の光学素子を利用して第2の色光および第3の色光を第2の光変調装置および第3の光変調装置の配設位置近傍にそれぞれ結像させる構成と比較して、第3の色光を第3の光変調装置の配設位置近傍に結像させ易い構成となる。したがって、プロジェクタの設計の自由度が向上し、要求性能に応じてプロジェクタの最適化を図れる。
In the projector according to the aspect of the invention, the imaging optical device may be disposed on the optical path rear side of the second color separation unit in the third optical path, and the first optical element and the second optical element may The imaging position of the third color light is changed, and the third color light is dispersed in the central axis direction according to the wavelength region of the third color light together with the first optical element and the second optical element. It is preferable that a third optical element that can form an image in the vicinity of the position where the third light modulation device is disposed is provided.
Here, as the third optical element, if the third color light can be imaged in the vicinity of the arrangement position of the third light modulation device together with the first optical element and the second optical element, positive refraction is possible. Either a lens having power or a lens having negative refractive power may be adopted.
According to the present invention, since the imaging optical device includes the third optical element, the second color light and the third color light are converted to the second light modulation device and the third color light using the second optical element. Compared to the configuration in which the light is imaged near the position where the light modulator is disposed, the third color light is easily imaged near the position where the third light modulator is disposed. Therefore, the degree of freedom in designing the projector is improved, and the projector can be optimized according to the required performance.
本発明のプロジェクタでは、前記第1の光路の幾何学的光路長をr1、前記第2の光路の幾何学的光路長をr2、前記第3の光路の幾何学的光路長をr3とした場合に、r1<r2<r3の関係に設定され、前記結像光学装置は、前記色分離光学装置の光路前段側に配設され、前記光源装置から射出された光束のうち、前記第1の色光を前記第1の光変調装置の配設位置に結像させる第1の光学素子と、前記第2の光路における前記第1の光学素子による前記第2の色光の結像位置よりも光路前段側に配設され、前記第1の光学素子による前記第2の色光の結像位置を変更し、前記第2の色光を前記第2の光変調装置の配設位置に結像させる第2の光学素子と、前記第3の光路における前記第2の色分離手段の光路後段側で前記第1の光学素子および前記第2の光学素子による前記第3の色光の結像位置よりも光路前段側に配設され、前記第1の光学素子および前記第2の光学素子による前記第3の色光の結像位置を変更し、前記第3の色光を前記第3の光変調装置の配設位置に結像させる第3の光学素子とを備えていることが好ましい。
ここで、第1の光学素子としては、通常の光学系に用いられるような同一位置に各波長の光を結像させるような色分散の小さいレンズを採用できる。第2の光学素子としては、通常の光学系に用いられるような同一位置に各波長の光を結像させるような色分散が小さく、負の屈折力を有するレンズを採用できる。第3の光学素子としては、通常の光学系に用いられるような同一位置に各波長の光を結像させるような色分散が小さく、負の屈折力を有するレンズを採用できる。
In the projector according to the aspect of the invention, the geometric optical path length of the first optical path is r1, the geometric optical path length of the second optical path is r2, and the geometric optical path length of the third optical path is r3. And the imaging optical device is disposed on the upstream side of the optical path of the color separation optical device, and the first color light among the light beams emitted from the light source device is set to r1 <r2 <r3. A first optical element that forms an image at an arrangement position of the first light modulation device, and an optical path preceding the image forming position of the second color light by the first optical element in the second optical path A second optical system configured to change an imaging position of the second color light by the first optical element and form an image of the second color light at an installation position of the second light modulation device. And the first optical element on the downstream side of the optical path of the second color separation means in the third optical path. And an imaging position of the third color light by the first optical element and the second optical element, which is disposed on the optical path upstream side of the imaging position of the third color light by the second optical element. And a third optical element that forms an image of the third color light at an arrangement position of the third light modulation device.
Here, as the first optical element, a lens with small chromatic dispersion that forms an image of light of each wavelength at the same position as used in a normal optical system can be employed. As the second optical element, it is possible to employ a lens having a small chromatic dispersion and a negative refractive power that forms an image of light of each wavelength at the same position as used in a normal optical system. As the third optical element, it is possible to employ a lens having a small chromatic dispersion and a negative refractive power that forms an image of light of each wavelength at the same position as used in a normal optical system.
本発明では、第1の光学素子により、第1の光路中で、第1の光変調装置の配設位置を除く他の位置で結像させることなく、第1の光変調装置の配設位置で第1の色光を結像させることができる。
また、第1の光路の幾何学的光路長r1および第2の光路の幾何学的光路長r2がr1<r2の関係に設定されているため、第1の光学素子により第1の色光を第1の光変調装置の配設位置に結像させた場合には、第2の色光が第2の光変調装置の配設位置の光路前段側に結像することとなる。ここで、第2の光学素子が第2の光路における第1の光学素子による第2の色光の結像位置よりも光路前段側に配設されているので、第1の光学素子による第2の色光の結像距離が長くなるように変更し、第2の色光を第2の光変調装置の配設位置に結像させることができる。
したがって、第1の光学素子と、第2の光学素子とにより、第2の光路中で、第2の光変調装置の配設位置を除く他の位置で結像させることなく、第2の光変調装置の配設位置で第2の色光を結像させることができる。
In the present invention, the arrangement position of the first light modulation device is formed by the first optical element in the first optical path without forming an image at any position other than the arrangement position of the first light modulation device. Thus, the first color light can be imaged.
In addition, since the geometric optical path length r1 of the first optical path and the geometric optical path length r2 of the second optical path are set to have a relationship of r1 <r2, the first optical element emits the first color light. When the image is formed at the position where the first light modulator is disposed, the second color light is imaged on the upstream side of the light path of the position where the second light modulator is disposed. Here, since the second optical element is disposed on the optical path preceding stage from the imaging position of the second color light by the first optical element in the second optical path, the second optical element by the first optical element The second color light can be imaged at the arrangement position of the second light modulation device by changing the image formation distance of the color light to be long.
Therefore, the second optical element causes the second light element to form the second light in the second optical path without forming an image at a position other than the arrangement position of the second light modulation device. The second color light can be imaged at the arrangement position of the modulation device.
さらに、第2の光路の幾何学的光路長r2および第3の光路の幾何学的光路長r3がr2<r3の関係に設定されているため、第1の光学素子および第2の光学素子により第2の色光を第2の光変調装置の配設位置に結像させた場合には、第3の色光が第3の光変調装置の配設位置の光路前段側に結像することとなる。ここで、第3の光学素子が第3の光路における第1の光学素子および第2の光学素子による第3の色光の結像位置よりも光路前段側に配設されているので、第1の光学素子および第2の光学素子による第3の色光の結像距離が長くなるように変更し、第3の色光を第3の光変調装置の配設位置に結像させることができる。
したがって、第1の光学素子と、第2の光学素子と、第3の光学素子とにより、第3の光路中で、第3の光変調装置の配設位置を除く他の位置で結像させることなく、第3の光変調装置の配設位置で第3の色光を結像させることができる。
Further, since the geometric optical path length r2 of the second optical path and the geometric optical path length r3 of the third optical path are set in a relationship of r2 <r3, the first optical element and the second optical element When the second color light is imaged at the arrangement position of the second light modulation device, the third color light is imaged on the upstream side of the optical path at the arrangement position of the third light modulation device. . Here, since the third optical element is disposed on the optical path preceding stage from the imaging position of the third color light by the first optical element and the second optical element in the third optical path, By changing the imaging distance of the third color light by the optical element and the second optical element to be long, the third color light can be imaged at the arrangement position of the third light modulation device.
Therefore, the first optical element, the second optical element, and the third optical element form an image at a position other than the position where the third light modulation device is disposed in the third optical path. The third color light can be imaged at the position where the third light modulation device is disposed.
以上のことにより、従来のリレー光学系に替えて、第1の光学素子、第2の光学素子、および第3の光学素子で構成される結像光学装置を配設することで、光源装置から射出された光束を、第1の光路、第2の光路、および第3の光路中で、各光変調装置の配設位置を除く他の位置で結像させることなく、各光変調装置の配設位置でそれぞれ結像させることができる。 As described above, instead of the conventional relay optical system, an image forming optical device composed of the first optical element, the second optical element, and the third optical element is provided, so that the light source device can The emitted light beam is not imaged in the first optical path, the second optical path, and the third optical path at positions other than the arrangement positions of the respective optical modulation apparatuses, and the arrangement of the respective optical modulation apparatuses is performed. Each image can be formed at the set position.
[第1実施形態]
以下、本発明の第1実施形態を図面に基づいて説明する。
〔プロジェクタの構成〕
図1は、第1実施形態におけるプロジェクタ1を模式的に示す平面図である。
プロジェクタ1は、光源から射出された光束を、画像情報に応じて変調して光学像を形成し、スクリーン上に拡大投射する。このプロジェクタ1は、図1に示すように、外装ケース2と、光学装置3と、投射レンズ4とを備える。
なお、図1において、図示は省略するが、外装ケース2内において、光学装置3および投射レンズ4以外の空間には、プロジェクタ1内を冷却する冷却ユニット、プロジェクタ1内の各構成部材に電力を供給する電源ユニット、および、光学装置3および前記冷却ユニット等を駆動制御する制御基板等が配置されるものとする。
[First embodiment]
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, a first embodiment of the invention will be described with reference to the drawings.
[Configuration of projector]
FIG. 1 is a plan view schematically showing the
The
Although not shown in FIG. 1, in the exterior case 2, in a space other than the optical device 3 and the
外装ケース2は、合成樹脂等から構成され、光学装置3および投射レンズ4を内部に収納配置する全体略直方体状に形成されている。この外装ケース2は、図示は省略するが、プロジェクタ1の天面、前面、背面、および側面等をそれぞれ構成するアッパーケースと、プロジェクタ1の底面、前面、側面、および背面等をそれぞれ構成するロアーケースとで構成され、前記アッパーケースおよび前記ロアーケースは互いにねじ等で固定されている。
なお、外装ケース2は、合成樹脂製に限らず、その他の材料にて形成してもよく、例えば、金属等により構成してもよい。
The exterior case 2 is made of synthetic resin or the like, and is formed in a substantially rectangular parallelepiped shape that accommodates and arranges the optical device 3 and the
The exterior case 2 is not limited to being made of synthetic resin, but may be formed of other materials, for example, metal.
光学装置3は、光源から射出された光束を、光学的に処理して画像情報に対応して光学像(カラー画像)を形成するものである。この光学装置3は、図1に示すように、外装ケース2の背面に沿って延出するとともに、外装ケース2の側面に沿って延出する平面視略L字形状を有している。なお、この光学装置3の詳細な構成については、後述する。
投射レンズ4は、複数のレンズが組み合わされた組レンズとして構成される。そして、この投射レンズ4は、光学装置3にて形成された光学像(カラー画像)を図示しないスクリーン上に拡大投射する。
The optical device 3 optically processes a light beam emitted from a light source to form an optical image (color image) corresponding to image information. As shown in FIG. 1, the optical device 3 has a substantially L shape in plan view that extends along the back surface of the outer case 2 and extends along the side surface of the outer case 2. The detailed configuration of the optical device 3 will be described later.
The
〔光学装置の構成〕
光学装置3は、図1に示すように、光源装置10と、照明光学装置20と、色分離光学装置30と、電気光学装置40と、結像光学装置50とを備えて構成され、照明光学装置20、色分離光学装置30、および結像光学装置50を構成する光学素子は、所定の照明光軸Aが設定された光学部品用筐体60内に位置調整されて収納されている。
光源装置10は、光源ランプから射出された光束を一定方向に揃えて射出し、電気光学装置40を照明するものである。この光源装置10は、図1に示すように、光源ランプ11と、楕円面リフレクタ12と、平行化凹レンズ13とを備えている。そして、光源ランプ11から放射された光束は、楕円面リフレクタ12により装置前方側に集束光として射出され、平行化凹レンズ13によって平行化され、照明光学装置20に射出される。ここで、光源ランプ11としては、ハロゲンランプやメタルハライドランプ、高圧水銀ランプが多用される。さらに、楕円面リフレクタ12および平行化凹レンズ13の代わりに、放物面リフレクタを用いてもよい。光源装置10から射出される光束の中心軸は照明光軸Aと一致している。
[Configuration of optical device]
As shown in FIG. 1, the optical device 3 includes a
The
照明光学装置20は、光源装置10から射出された光束の強度分布を照明光軸Aに直交する平面内で略均一化する。この照明光学装置20は、図1に示すように、第1のレンズアレイ21と、第2のレンズアレイ22と、偏光変換素子23とを備えている。
第1のレンズアレイ21は、光源ランプ11から射出された光束を複数の部分光束に分割するものであり、照明光軸Aと直交する面内にマトリクス状に配列される複数の小レンズを備えて構成される。
第2のレンズアレイ22は、前述した第1のレンズアレイ21により分割された複数の部分光束を集光する光学素子であり、第1のレンズアレイ21と同様に照明光軸Aに直交する面内にマトリクス状に配列される複数の小レンズを備えて構成される。
The illumination
The
The
偏光変換素子23は、第1のレンズアレイ21により分割された各部分光束の偏光方向を略一方向の直線偏光に揃える。
この偏光変換素子23は、図示を略したが、照明光軸Aに対して傾斜配置される偏光分離膜および反射ミラーを交互に配列した構成を具備する。偏光分離膜は、各部分光束に含まれるP偏光光束およびS偏光光束のうち、一方の偏光光束を透過し、他方の偏光光束を反射する。反射された他方の偏光光束は、反射ミラーによって曲折され、一方の偏光光束の射出方向、すなわち照明光軸Aに沿った方向に射出される。射出された偏光光束のいずれかは、偏光変換素子23の光束射出面に設けられる位相差板によって偏光変換され、略全ての偏光光束の偏光方向が揃えられる。このような偏光変換素子23を用いることにより、光源ランプ11から射出される光束を、略一方向の偏光光束に揃えることができるため、電気光学装置40で利用する光源光の利用効率を向上できる。
The
Although not shown, the
色分離光学装置30は、照明光学装置20から射出された複数の部分光束を、短波長側、長波長側、短波長側および長波長側の中間波長のそれぞれ異なる波長領域を有する3つの色光に分離する。この色分離光学装置30は、図1に示すように、第1の色分離手段としてのダイクロイックミラー31と、第2の色分離手段としてのダイクロイックミラー32とを備える。
これらダイクロイックミラー31,32は、透光性基板上に所定の波長領域の光束を反射し、他の波長の光束を透過する波長選択膜が形成された光学素子である。光路前段に配置されるダイクロイックミラー31は、短波長側、例えば、400〜500nm程度の波長領域を有する第1の色光としての青色光を反射し、他の波長領域の光束を透過するミラーである。光路後段に配置されるダイクロイックミラー32は、中間波長、例えば、500nm〜580nm程度の波長領域を有する第2の色光としての緑色光を反射し、長波長側、例えば、580〜750nm程度の波長領域を有する第3の色光としての赤色光を透過するミラーである。
The color separation
These
電気光学装置40は、入射した光束を画像情報に応じて変調してカラー画像を形成するものである。この電気光学装置40は、3つの光変調装置としての液晶パネル42と、これら液晶パネル42の光路前段および光路後段にそれぞれ配置される入射側偏光板43および射出側偏光板44と、クロスダイクロイックプリズム45とを備える。
入射側偏光板43は、偏光変換素子23で偏光方向が略一方向に揃えられた各色光が入射され、入射された光束のうち、偏光変換素子23で揃えられた光束の偏光軸と略同一方向の偏光光のみ透過させ、その他の光束を吸収するものである。この入射側偏光板43は、例えば、サファイアガラスまたは水晶等の透光性基板上に貼付されている。
The electro-
The incident-side
液晶パネル42は、第1の光変調装置としての青色光用の液晶パネル42Bと、第2の光変調装置としての緑色光用の液晶パネル42Gと、第3の光変調装置としての赤色光用の液晶パネル42Rとで構成される。そして、これら液晶パネル42は、1対の透明ガラス基板に電気光学物質である液晶が密閉封入された構成を有し、図示しない制御基板から出力される駆動信号に応じて、画像形成領域内にある前記液晶の配向状態が制御され、入射側偏光板43から射出された偏光光束の偏光方向を変調する。
射出側偏光板44は、入射側偏光板43と略同様の構成であり、液晶パネル42の画像形成領域から射出された光束のうち、入射側偏光板43における光束の透過軸と直交する偏光軸を有する光束のみ透過させ、その他の光束を吸収するように配置されている。
クロスダイクロイックプリズム45は、射出側偏光板44から射出された色光毎に変調された光学像を合成してカラー画像を形成する光学素子である。このクロスダイクロイックプリズム45は、4つの直角プリズムを貼り合わせた平面視正方形状をなし、直角プリズム同士を貼り合わせた界面には、2つの誘電体多層膜が形成されている。これら誘電体多層膜は、液晶パネル42R,42Bから射出され射出側偏光板44を介した各色光を反射し、液晶パネル42Gから射出され射出側偏光板44を介した色光を透過する。このようにして、各液晶パネル42R,42G,42Bにて変調された各色光が合成されてカラー画像が形成される。
The
The exit-side
The cross
結像光学装置50は、具体的な構成は後述するが、照明光学装置20から射出された光束を、ダイクロイックミラー31〜各液晶パネル42に至る3つの光路中で、赤、緑、青色光を、各液晶パネル42の配設位置を除く他の位置で結像させることなく、各液晶パネル42の配設位置でそれぞれ結像させるものである。
Although the specific configuration of the imaging
光学部品用筐体60は、例えば、合成樹脂製の成形品で構成され、具体的な図示は省略するが、光学部品10〜50を照明光軸Aに対する所定位置に収納配置する容器状の部品収納部材と、部品収納部材の開口部分を閉塞する蓋状部材とで構成される。
本実施形態では、ダイクロイックミラー31から液晶パネル42Bまでに青色光が辿る照明光軸A上の第1の光路Bop(図1)の幾何学的光路長をr1、ダイクロイックミラー31から液晶パネル42Gまでに緑色光が辿る照明光軸A上の第2の光路Gop(図1)の幾何学的光路長をr2、ダイクロイックミラー31から液晶パネル42Rまでに赤色光が辿る照明光軸A上の第3の光路Rop(図1)の幾何学的光路長をr3とした場合に、r1=r2<r3の関係となるように光学部品10〜50が光学部品用筐体60内部に収納配置されている。
The
In the present embodiment, the geometric optical path length of the first optical path Bop (FIG. 1) on the illumination optical axis A along which blue light follows from the
〔結像光学装置の構成〕
結像光学装置50は、図1に示すように、第1の光学素子としての重畳レンズ51と、第2の光学素子としての第1の補助レンズ52と、第3の光学素子としての第2の補助レンズ53と、3つの反射ミラー54,55,56と、分散補正光学素子としての3つの色消しレンズ57R,57G,57Bと、3つのフィールドレンズ58とを備える。
[Configuration of imaging optical device]
As shown in FIG. 1, the imaging
図2は、重畳レンズ51による色分散を模式的に示す図である。
重畳レンズ51は、図1に示すように、照明光学装置20とダイクロイックミラー31との間に配設され、照明光学装置20を経た複数の部分光束を集光して各液晶パネル42の画像形成領域上に重畳させる光学素子である。本実施形態では、通常の光学系に用いられるような同一位置に各波長の光を結像させるようなレンズと比べて色分散の大きいレンズにより重畳レンズ51を構成している。このため、重畳レンズ51での屈折率が波長(色)によって異なることとなり、重畳レンズ51を介した各色光の焦点距離は、図2に示すように、各色光の波長の短い順に、すなわち、青色光Bの焦点距離、緑色光Gの焦点距離、および赤色光Rの焦点距離の順に長くなる。ここで、重畳レンズ51は、照明光学装置20から射出された光束のうち、青色光Bを液晶パネル42Bの配設位置近傍に結像させるように設計されている。従って重畳レンズ51から結像面までの距離(結像距離)は、青色光B<緑色光G<赤色光Rとなる。なお、図2では、青色光Bは短波長側、例えば400〜500nm程度の波長領域内の中間波長の光を示し、緑色光Gは中間波長、例えば500〜580nm程度の波長領域内の中間波長の光を示し、赤色光Rは長波長側、例えば580〜750nm程度の波長領域の中間波長の光を示している。
FIG. 2 is a diagram schematically illustrating chromatic dispersion by the superimposing
As shown in FIG. 1, the superimposing
第1の補助レンズ52は、図1に示すように、第2の光路Gopにおけるダイクロイックミラー31およびダイクロイックミラー32の間に配設され、重畳レンズ51による緑色光および赤色光の結像距離を変更する。本実施形態では、第1の補助レンズ52を正の屈折力を有するレンズで構成している。具体的に、第1の光路Bopの幾何学的光路長r1と第2の光路Gopの幾何学的光路長r2とが同一に設定され、重畳レンズ51が青色光を液晶パネル42Bの配設位置近傍に結像させるように設計されているため、重畳レンズ51を介した緑色光は、液晶パネル42Gの配設位置の光路後段側に結像することとなる。ここで、第1の補助レンズ52は、重畳レンズ51による緑色光の結像距離が短くなるように変更し、緑色光を液晶パネル42Gの配設位置近傍に結像させる。
As shown in FIG. 1, the first
第2の補助レンズ53は、図1に示すように、第3の光路Ropにおけるダイクロイックミラー32の光路後段側で重畳レンズ51および第1の補助レンズ52による赤色光の結像位置FBよりも光路前段側に配設され、重畳レンズ51および第1の補助レンズ52による赤色光の結像距離を変更する。なお、上記結像位置FBは、重畳レンズ51の色分散により、第3の光路Rop中でダイクロイックミラー31から、第1の光路Bopおよび第2の光路Gopの各幾何学的光路長r1,r2よりも長い距離の位置に形成されるものである。本実施形態では、第2の補助レンズ53を負の屈折力を有するレンズで構成している。具体的に、第2の補助レンズ53は、重畳レンズ51および第1の補助レンズ52による赤色光の結像距離を長くするように変更し、赤色光を液晶パネル42Rの配設位置近傍に結像させる。
As shown in FIG. 1, the second
反射ミラー54,55,56は、光束を反射して所定位置に導く、一般的なミラーである。これらのうち、反射ミラー54は、図1に示すように、第1の光路Bopに配設され、ダイクロイックミラー31で反射された青色光を液晶パネル42B側に向けて反射する。反射ミラー55,56は、図1に示すように、第3の光路Ropにそれぞれ配設され、ダイクロイックミラー32を透過した赤色光を反射することで液晶パネル42Rに導く。
The reflection mirrors 54, 55, and 56 are general mirrors that reflect a light beam and guide it to a predetermined position. Among these, as shown in FIG. 1, the
3つの色消しレンズ57B,57G,57Rは、図1に示すように、第1の光路Bopにおける反射ミラー54の光路後段側、第2の光路Gopにおけるダイクロイックミラー32の光路後段側、および第3の光路Ropにおける反射ミラー56の光路後段側にそれぞれ配設され、青、緑、赤の3つの色光の結像位置を各液晶パネル42B,42G,42Rの配設位置に合致させるものである。
図3は、色消しレンズ57Bを第1の光路Bop中に設けない状態での青色光の結像位置を模式的に示す図である。なお、図3では、説明の便宜上、偏光変換素子23、ダイクロイックミラー31、反射ミラー54、フィールドレンズ58、および入射側偏光板43を省略している。また、図3では、青色光Bのうち、最短波長の色光B1の軌跡を実線、中間波長の色光B0の軌跡を破線、最長波長の色光B2の軌跡を二点鎖線で示している。
重畳レンズ51は、図2で示したように、通常の光学系に用いられるような同一位置に各波長の光を結像させるようなレンズと比べて色分散の大きいレンズで構成しているため、該重畳レンズ51を介した3つの色光の波長に応じて結像距離が異なるものとなるのと同様に、各色光内でも波長に応じて結像距離が異なるものとなる。例えば、ダイクロイックミラー31で分離される青色光は、上述したように、波長領域が400〜500nm程度である。このため、重畳レンズ51による青色光の結像位置FBxは、図3に示すように、400nm程度の最短波長の色光B1が結像する結像位置FB1から500nm程度の最長波長の色光B2が結像する結像位置FB2までの所定の幅(範囲)を有することとなる。すなわち、結像位置FBxとは、結像位置FB1〜結像位置FB2の範囲を示す。
As shown in FIG. 1, the three
FIG. 3 is a diagram schematically showing an imaging position of blue light in a state where the
As shown in FIG. 2, the superimposing
図4は、色消しレンズ57Bを設けない状態での青色光の照明領域を模式的に示す図である。
上述したように、青色光の結像位置FBxが所定の幅を有している場合には、図3に示すように、450nm程度の中間波長の色光B0の結像位置FB0を液晶パネル42Bの配設位置に合わせるように設定しても、他の波長領域の色光の結像位置が液晶パネル42Bの配設位置からずれることとなる。
このような状態では、青色光の結像位置FBxのうち、液晶パネル42Bの配設位置に結像位置が一致する中間波長の色光B0は、第1のレンズアレイ21の小レンズL1,L2,L3等(図3)の像が液晶パネル42上に重畳される。これに対して、青色光の結像位置FBxのうち、液晶パネル42Bの配設位置に結像位置が一致しない他の色光は、第1のレンズアレイ21の小レンズL1,L2,L3等(図3)の像が液晶パネル42上に重畳されない。
したがって、図4に示すように、青色光は、液晶パネル42Bの配設位置に結像位置が一致する中間波長の色光B0が、青色光の全照明領域ABxの略中央部分に照度の均一な照明領域AB0を形成し、液晶パネル42Bの配設位置に結像位置が一致しない他の色光が、液晶パネル42Bの配置位置では拡散し青色光の全照明領域ABxを不均一な照度で照明して照明領域AB0の外縁部分に照度の不均一な照明領域AB1を形成する。
このため、光学設計する際には、図4に示すように、均一な照明領域AB0が液晶パネル42Bの画像形成領域Arに略一致するように設定する必要がある。しかしながら、このように設定すると、不均一な照明領域AB1は、液晶パネル42Bにて利用されない非利用領域となり、その結果、液晶パネル42Bに照射される光の照度が低くなってしまい、投影画像の明るさが失われてしまう。
FIG. 4 is a diagram schematically showing an illumination area of blue light in a state where the
As described above, when the blue light image formation position FBx has a predetermined width, as shown in FIG. 3, the image formation position FB0 of the color light B0 having an intermediate wavelength of about 450 nm is set on the
In such a state, among the blue light image formation position FBx, the intermediate wavelength color light B0 whose image formation position coincides with the arrangement position of the
Therefore, as shown in FIG. 4, the blue light has an intermediate wavelength color light B0 whose image formation position coincides with the arrangement position of the
For this reason, when performing optical design, as shown in FIG. 4, it is necessary to set the uniform illumination area AB0 to substantially coincide with the image forming area Ar of the
図5は、色消しレンズ57Bを第1の光路Bopに設けることで重畳レンズ51による青色光の色分散を補正した状態を模式的に示す図である。なお、図5では、説明の便宜上、図2と略同様に、第1のレンズアレイ21、第2のレンズアレイ22、偏光変換素子23、ダイクロイックミラー31、反射ミラー54、フィールドレンズ58、および入射側偏光板43を省略している。
図6は、色消しレンズ57Bを第1の光路Bopに設けた状態での青色光の照明領域ABx’を模式的に示す図である。
色消しレンズ57Bを第1の光路Bopに設けた場合には、図5に示すように、重畳レンズ51の色分散による周波数分散による結像位置の光路長方向のずれを小さくするようにに補正され、その結果、青色光の結像位置FBxの幅が0に近づき液晶パネル42Bの配設位置に合致する。すなわち、色消しレンズ57Bは、重畳レンズ51の光学特性(軸上色収差)に応じて設計されている。
そして、青色光の結像位置FBxの幅を0に近づけ結像位置FBxを液晶パネル42Bの配設位置に合致させることで、図6に示すように、青色光の照明領域ABx’が均一な照明領域AB0と略同一の大きさになるとともに、液晶パネル42Bの画像形成領域Arに略一致する。
FIG. 5 is a diagram schematically illustrating a state in which the color dispersion of the blue light by the superimposing
FIG. 6 is a diagram schematically showing an illumination area ABx ′ of blue light in a state where the
When the
Then, by bringing the width of the blue light imaging position FBx close to 0 and matching the imaging position FBx with the arrangement position of the
なお、第2の光路Gopおよび第3の光路Ropにそれぞれ配設される2つの色消しレンズ57G,57Rも、上述した第1の光路Bopに配設される色消しレンズ57Bと同様の機能を有している。すなわち、具体的な図示は省略するが、第2の光路Gopに配設される色消しレンズ57Gは、重畳レンズ51の色分散による緑色光の結像位置の幅を0に近づけるように補正し、緑色光の結像位置を液晶パネル42Gの配設位置に合致させる。また、第3の光路Ropに配設される色消しレンズ57Rは、重畳レンズ51の色分散による赤色光の結像位置の幅を0に近づけるように補正し、赤色光の結像位置を液晶パネル42Rの配設位置に合致させる。
Note that the two
3つのフィールドレンズ58は、3つの色消しレンズ57R,57G,57Bと3つの入射側偏光板43との間にそれぞれ配設され、3つの色消しレンズ57R,57G,57Bから射出される各部分光束の主光線を、照明光軸Aに対して略平行な光束に変換するものである。
The three
上述した第1実施形態においては、プロジェクタ1が結像光学装置50を備えているので、光源装置10から射出され照明光学装置20を介した光束を、第1の光路Bop、第2の光路Gop、および第3の光路Rop中で、各液晶パネル42B,42G,42Rを除く他の位置で結像させることなく、リレー光学系を用いずとも光源からの距離が異なる各液晶パネル42B,42G,42Rの配設位置でそれぞれ結像させることができる。このため、光源から射出された光に面内(照明光軸Aに直交する方向)の強度むらがあったとしても各色光におけるスクリーン上での強度分布を略同一に設定できる。したがって、リレー光学系を用いた場合に光源から射出された光に面内の強度むらにより発生した色むらの発生を良好に防止できる。
In the first embodiment described above, since the
また、赤色光の第3の光路Ropの幾何学的光路長r3が、第1の光路Bopおよび第2の光路Gopの各幾何学的光路長r1,r2よりも長くなるように設定されているので、結像光学装置50として、通常の光学系に用いられるような同一位置に各波長の光を結像させるようなレンズと比べて色分散の大きい重畳レンズ51を含んで構成することで、光源装置10から射出され照明光学装置20を介した光束を、各光路Bop,Gop,Ropにおける各液晶パネル42B,42G,42Rの配設位置を除く他の位置で結像させることなく、各液晶パネル42B,42G,42Rの配設位置でそれぞれ結像させる構成を容易に実現できる。
The geometric optical path length r3 of the third optical path Rop of red light is set to be longer than the geometric optical path lengths r1 and r2 of the first optical path Bop and the second optical path Gop. Therefore, the imaging
ここで、重畳レンズ51は、光源装置10から射出され照明光学装置20を介した光束のうち、青色光を液晶パネル42の配設位置近傍に結像させるように設計されている。また、結像光学装置50は、第1の光路Bopに配設される色消しレンズ57Bを備えているので、重畳レンズ51による青色光の結像位置の幅を0に近づけるように補正して青色光の結像位置を液晶パネル42Bの配設位置に合致させ、すなわち、青色光の照明領域ABx’(均一な照明領域AB0)を液晶パネル42Bの画像形成領域Arに合致させ、青色光の光利用効率の向上を図れる。
したがって、重畳レンズ51と色消しレンズ57Bとにより、第1の光路Bop中で、液晶パネル42Bの配設位置を除く他の位置で結像させることなく、液晶パネル42Bの配設位置で青色光を良好に結像させることができる。
Here, the superimposing
Therefore, by the superimposing
また、結像光学装置50は、第2の光路Gopに配設される第1の補助レンズ52および色消しレンズ57Gを備えているので、重畳レンズ51による緑色光の結像距離を短くなるように変更して緑色光を液晶パネル42Gの配設位置近傍に結像させるとともに、重畳レンズ51による緑色光の結像位置の幅を0に近づけるように補正して緑色光の結像位置を液晶パネル42Gの配設位置に合致させることができる。すなわち、上記青色光と同様に、緑色光の光利用効率の向上を図れる。
したがって、重畳レンズ51と、第1の補助レンズ52と、色消しレンズ57Gとにより、第2の光路Gop中で、液晶パネル42Gの配設位置を除く他の位置で結像させることなく、液晶パネル42Gの配設位置で緑色光を良好に結像させることができる。
Further, since the imaging
Accordingly, the superimposing
さらに、結像光学装置50は、第3の光路Ropにおける重畳レンズ51および第1の補助レンズ52による赤色光の結像位置FBよりも光路前段側に配設される第2の補助レンズ53と、色消しレンズ57Rとを備えているので、重畳レンズ51および第1の補助レンズ52による赤色光の結像距離を長くなるように変更して赤色光を液晶パネル42Gの配設位置近傍に結像させるとともに、重畳レンズ51による赤色光の結像位置の幅を0に近づけるように補正して赤色光の結像位置を液晶パネル42Rの配設位置に合致させることができる。すなわち、上記青色光および緑色光と同様に、赤色光の光利用効率の向上を図れる。
したがって、重畳レンズ51と、第1の補助レンズ52と、第2の補助レンズ53と、色消しレンズ57Rとにより、第3の光路Rop中で、液晶パネル42Rの配設位置を除く他の位置で結像させることなく、液晶パネル42Rの配設位置で赤色光を良好に結像させることができる。
Further, the imaging
Accordingly, the superimposing
以上のことにより、従来のリレー光学系に替えて、重畳レンズ51、第1の補助レンズ52、第2の補助レンズ53、および3つの色消しレンズ57B,57G,57Rを配設することで、光源装置10から射出され照明光学装置20を介した光束を、各光路Bop,Gop,Rop中で、各液晶パネル42B,42G,42Rの配設位置を除く他の位置で結像させることなく、各液晶パネル42B,42G,42Rの配設位置でそれぞれ良好に結像させることができ、リレー光学系を用いた場合に光源から射出された光に面内の強度むらにより発生した色むらが発生することなく、良好な投影画像を形成できる。
As described above, instead of the conventional relay optical system, the superimposing
また、通常の光学系に用いられるような同一位置に各波長の光を結像させるようなレンズと比べて色分散の大きいレンズにより重畳レンズ51が構成されているので、該重畳レンズ51として屈折率の高いレンズを用いることができる。このため、重畳レンズ51における入射光束の呑み込み角が大きくなり、液晶パネル42R,42G,42B上の各画像形成領域上での照度を大きくできる。したがって、上記色消しレンズ57R,57G,57Bによる効果に加えて、さらに明るさの良好な投影画像を形成できる。また、明るさを変更しない構成とする場合には、光源装置10の輝度を下げることが可能となり、低消費電力化を図れる。
In addition, since the superimposing
[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態を図面に基づいて説明する。
図7は、第2実施形態におけるプロジェクタ1Aを模式的に示す平面図である。
以下の説明では、前記第1実施形態と同様の構造および同一部材には同一符号を付して、その詳細な説明は省略または簡略化する。
本実施形態のプロジェクタ1Aでは、図7に示すように、結像光学装置50Aにおいて、前記第1実施形態で説明した第1の補助レンズ52および3つの色消しレンズ57R,57G,57Bを省略している。また、結像光学装置50Aにおいて、前記第1実施形態で説明した重畳レンズ51を、通常の光学系に用いられるような同一位置に各波長の光を結像させるような色分散の小さい重畳レンズ51Aで構成している。第1の補助レンズ52および3つの色消しレンズ57R,57G,57Bを設けない点、重畳レンズ51を重畳レンズ51Aに変更する点以外は、前記第1実施形態と同様の構成である。
[Second Embodiment]
Next, 2nd Embodiment of this invention is described based on drawing.
FIG. 7 is a plan view schematically showing the
In the following description, the same structure and the same members as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted or simplified.
In the
第1の光学素子としての重畳レンズ51Aは、照明光学装置20から射出された光束のうち、青色光を結像位置の幅が略0の状態で液晶パネル42Bの配設位置に結像させるように設計されている。第1の光路Bopの幾何学的光路長r1と第2の光路Gopの幾何学的光路長r2とが同一に設定されているので、重畳レンズ51Aを上述したように設計することで、重畳レンズ51Aにより、照明光学装置20から射出された光束のうち、緑色光も結像位置の幅が0に近い状態で液晶パネル42Gの配設位置に結像させている。
第2の補助レンズ53は、第3の光路Ropにおけるダイクロイックミラー31の光路後段側で重畳レンズ51Aによる赤色光の結像位置FB’よりも光路前段側に配設されている。なお、上記結像位置FB’は、重畳レンズ51Aを色分散の小さいレンズで構成しているため、第3の光路Rop中でダイクロイックミラー31から、第1の光路Bopおよび第2の光路Gopの各幾何学的光路長r1,r2と略等しい距離の位置に形成されるものである。そして、この第2の補助レンズ53は、重畳レンズ51Aによる赤色光の結像距離を長くするように変更し、赤色光を液晶パネル42Rの配設位置に結像させる。
The superimposing
The second
上述した第2実施形態では、前記第1実施形態と比較して、結像光学装置50Aが色分散の小さい重畳レンズ51Aを備えているので、重畳レンズ51A単体にて同一の幾何学的光路長r1,r2を有する第1の光路Bopおよび第2の光路Gopを辿る青色光および緑色光を液晶パネル42B,42Gの各配設位置にそれぞれ結像させることができる。
また、結像光学装置50Aは、第3の光路Ropにおけるダイクロイックミラー32の光路後段側で重畳レンズ51Aによる赤色光の結像位置FB’よりも光路前段側に配設される第2の補助レンズ53を備えているので、重畳レンズ51Aによる赤色光の結像距離が長くなるように変更し、赤色光を液晶パネル42Rの配設位置に結像させることができる。
したがって、従来のリレー光学系に替えて、重畳レンズ51Aおよび第2の補助レンズ53で構成される結像光学装置を配設することで、光源装置10から射出され照明光学装置20を介した光束を、各光路Bop,Gop,Rop中で、各液晶パネル42B,42G,42Rの配設位置を除く他の位置で結像させることなく、各液晶パネル42B,42G,42Rの配設位置でそれぞれ結像させることができる。
また、前記第1実施形態で説明した第1の補助レンズ52および色消しレンズ57R,57G,57Bを省略できるので、光学部品用筐体60内にこれらレンズ52,57R,57G,57Bを支持する部材を形成する必要がない。したがって、レンズ52,57R,57G,57Bの省略、および支持する部材の省略により、プロジェクタ1の低コスト化、小型化および軽量化が実現可能となる。
In the second embodiment described above, the imaging
In addition, the imaging
Therefore, in place of the conventional relay optical system, a light beam emitted from the
Further, since the first
[第3実施形態]
次に、本発明の第3実施形態を図面に基づいて説明する。
図8は、第3実施形態におけるプロジェクタ1Bを模式的に示す平面図である。
以下の説明では、前記第1実施形態と同様の構造および同一部材には同一符号を付して、その詳細な説明は省略または簡略化する。
本実施形態のプロジェクタ1Bでは、図8に示すように、色分離光学装置30Bにおいて、前記第1実施形態で説明したダイクロイックミラー31を、入射した光束のうち青色光を透過し他の色光(緑色光、赤色光)を反射するダイクロイックミラー31Bで構成する。また、ダイクロイックミラー31Bおよび反射ミラー54の位置を入れ替え、ダイクロイックミラー31Bおよび反射ミラー54を、ダイクロイックミラー31Bにて分離された前記他の色光(緑色光、赤色光)を反射ミラー54に向けて反射し、反射ミラー54にてダイクロイックミラー32に向けて反射するように配置する。また、光学部品用筐体60Bの形状を変更し、光源装置10から射出され、ダイクロイックミラー31Bにて分離された青色光が辿る光路が直線状となるように、光源装置10、照明光学装置20、および重畳レンズ51を配置する。そして、ダイクロイックミラー31Bから液晶パネル42Bまでに青色光が辿る照明光軸A上の第1の光路Bopの幾何学的光路長r1、ダイクロイックミラー31Bから液晶パネル42Gまでに緑色光が辿る照明光軸A上の第2の光路Gopの幾何学的光路長r2、ダイクロイックミラー31Bから液晶パネル42Rまでに赤色光が辿る照明光軸A上の第3の光路Ropの幾何学的光路長r3は、r1<r2<r3の関係となるように設定されている。さらに、結像光学装置50Bにおいて、前記第1実施形態で説明した第1の補助レンズ52を、負の屈折力を有する第1の補助レンズ52Bで構成する。ダイクロイックミラー31をダイクロイックミラー31Bに変更する点、ダイクロイックミラー31Bおよび反射ミラー54を上記のように配置する点、光学部品用筐体60Bの形状を上記のように変更する点、第1の補助レンズ52を第1の補助レンズ52Bに変更する点以外は、前記第1実施形態と同様の構成である。
[Third embodiment]
Next, 3rd Embodiment of this invention is described based on drawing.
FIG. 8 is a plan view schematically showing a
In the following description, the same structure and the same members as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted or simplified.
In the
本実施形態における重畳レンズ51は、前記第1実施形態と同様に、照明光学装置20から射出された光束のうち、青色光を液晶パネル42Bの配設位置近傍に結像させる。
第2の光学素子としての第1の補助レンズ52Bは、第2の光路Gopにおける重畳レンズ51による緑色光の結像位置FGよりも光路前段側に配設されている。なお、上記結像位置FGは、重畳レンズ51の色分散により、第2の光路Gop中でダイクロイックミラー31Bから、第1の光路Bopの幾何学的光路長r1よりも長い距離の位置に形成されるものである。そして、第1の補助レンズ52Bは、重畳レンズ51による緑色光の結像距離を長くするように変更し、緑色光を液晶パネル42Gの配設位置近傍に結像させる。
本実施形態における第2の補助レンズ53は、第3の光路Ropにおけるダイクロイックミラー32の光路後段側で重畳レンズ51および第1の補助レンズ52Bによる赤色光の結像位置FB’’よりも光路前段側に配設されている。なお、上記結像位置FB’’は、重畳レンズ51の色分散により、第3の光路Rop中でダイクロイックミラー31Bから、第2の光路Gopの幾何学的光路長r2よりも長い距離に形成されるものである。そして、第2の補助レンズ53は、前記第1実施形態と略同様に、重畳レンズ51および第1の補助レンズ52Bによる赤色光の結像距離を長くするように変更し、赤色光を液晶パネル42Rの配設位置近傍に結像させる。
本実施形態における色消しレンズ57R,57G,57Bは、前記第1実施形態と同様に、重畳レンズ51の色分散による各色光の結像位置の幅を0に近づけるように補正し、各色光の結像位置を各液晶パネル42R,42G,42Bの配設位置にそれぞれ合致させる。
Similar to the first embodiment, the superimposing
The first
In the present embodiment, the second
As in the first embodiment, the
上述した第3実施形態では、前記第1実施形態と比較して、第1の光路Bopの幾何学的光路長r1、第2の光路Gopの幾何学的光路長r2、および第3の光路Ropの幾何学的光路長r3がr1<r2<r3の関係に設定されている場合であっても、従来のリレー光学系に替えて、重畳レンズ51、第1の補助レンズ52B、第2の補助レンズ53、および3つの色消しレンズ57R,57G,57Bで構成される結像光学装置50Bを配設することで、光源装置10から射出され照明光学装置20を介した光束を、各光路Bop,Gop,Ropにおける各液晶パネル42B,42G,42Rの配設位置を除く他の位置で結像させることなく各液晶パネル42B,42G,42Rの配設位置でそれぞれ結像させる構成を容易に実現できる。
また、結像光学装置50Bは、第1の補助レンズ52Bおよび第2の補助レンズ53を備えているので、各色光を重畳レンズ51のみで各液晶パネル42R,42G,42Bの配設位置近傍に結像させる構成と比較して、緑色光および赤色光を液晶パネル42G,42Rの各配設位置近傍にそれぞれ結像させ易い構成となる。したがって、プロジェクタ1Bの設計の自由度が向上し、要求性能に応じてプロジェクタ1Bの最適化を図れる。
In the third embodiment described above, compared to the first embodiment, the geometric optical path length r1 of the first optical path Bop, the geometric optical path length r2 of the second optical path Gop, and the third optical path Rop. Even when the geometrical optical path length r3 is set to satisfy the relationship r1 <r2 <r3, the superimposing
In addition, since the imaging
[第4実施形態]
次に、本発明の第4実施形態を図面に基づいて説明する。
図9は、第4実施形態におけるプロジェクタ1Cを模式的に示す平面図である。
以下の説明では、前記第3実施形態と同様の構造および同一部材には同一符号を付して、その詳細な説明は省略または簡略化する。
本実施形態のプロジェクタ1Cでは、図9に示すように、結像光学装置50Cにおいて、前記第3実施形態で説明した重畳レンズ51を、前記第2実施形態で説明した色分散の小さい重畳レンズ51Aで構成する。また、結像光学装置50Cにおいて、前記第3実施形態で説明した第1の補助レンズ52Bを、色分散が大きく負の屈折力を有する第1の補助レンズ52Cで構成する。さらに、結像光学装置50Cにおいて、前記第3実施形態で説明した3つの色消しレンズ57R,57G,57Bのうち、第1の光路Bopに配設される色消しレンズ57Bを省略する。重畳レンズ51を重畳レンズ51Aに変更する点、第1の補助レンズ52Bを第1の補助レンズ52Cに変更する点、色消しレンズ57Bを設けない点以外は、前記第3実施形態と同様の構成である。
[Fourth embodiment]
Next, 4th Embodiment of this invention is described based on drawing.
FIG. 9 is a plan view schematically showing a
In the following description, the same structure and the same members as those in the third embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted or simplified.
In the
重畳レンズ51Aは、前記第2実施形態と同様に、照明光学装置20から射出された光束のうち、青色光を結像位置の幅が略0の状態で液晶パネル42Bの配設位置に結像させるように設計されている。
第2の光学素子としての第1の補助レンズ52Cは、第2の光路Gopにおける重畳レンズ51Aによる緑色光の結像位置FG’よりも光路前段側に配設されている。なお、上記結像位置FG’は、重畳レンズ51Aを色分散の小さいレンズで構成しているため、第2の光路Gop中でダイクロイックミラー31Bから、第1の光路Bopの幾何学的光路長r1と略等しい距離の位置に形成されるものである。そして、第1の補助レンズ52Cは、重畳レンズ51による緑色光の結像距離を長くするように変更し、緑色光を液晶パネル42Gの配設位置近傍に結像させる。この第1の補助レンズ52Cは、通常の光学系に用いられるような同一位置に各波長の光を結像させるようなレンズと比べて色分散の大きいレンズで構成されているため、前記第3実施形態で説明した重畳レンズ51と略同様に、第1の補助レンズ52Cを介した緑色光および赤色光の結像距離が異なるものとなるとともに、各色光の結像位置が所定の幅を有する。ここで、第2の光路Gopに配設される色消しレンズ57Gは、前記第1実施形態および前記第3実施形態と略同様に、第1の補助レンズ52Cの色分散による緑色光の結像位置の幅を0に近づけるように補正し、緑色光の結像位置を液晶パネル42Gの配設位置に合致させる。
Similar to the second embodiment, the superimposing
The first
本実施形態における第2の補助レンズ53は、第3の光路Ropにおけるダイクロイックミラー32の光路後段側で重畳レンズ51Aおよび第1の補助レンズ52Cによる赤色光の結像位置FB’’’よりも光路前段側に配設されている。なお、上記結像距離FB’’’は、第1の補助レンズ52Cの色分散により、第3の光路Rop中でダイクロイックミラー31Bから、第2の光路Gopの幾何学的光路長r2よりも長い距離の位置に形成されるものである。そして、第2の補助レンズ53は、前記第3実施形態と同様に、重畳レンズ51Aおよび第1の補助レンズ52Cによる赤色光の結像距離を長くするように変更し、赤色光を液晶パネル42Rの配設位置近傍に結像させる。そして、第3の光路Ropに配設される色消しレンズ57Rは、前記第1実施形態および前記第3実施形態と略同様に、第1の補助レンズ52Cの色分散による赤色光の結像位置の幅を0に近づけるように補正し、赤色光の結像位置を液晶パネル42Rの配設位置に合致させる。
In the present embodiment, the second
上述した第4実施形態では、前記第3実施形態と比較して、重畳レンズ51Aを色分散の小さいレンズで構成した場合であっても、第1の補助レンズ52Cを通常の光学系に用いられるような同一位置に各波長の光を結像させるようなレンズと比べて色分散の大きいレンズで構成することで、光源装置10から射出され照明光学装置20を介した光束を、各光路Bop,Gop,Ropにおける各液晶パネル42B,42G,42Rの配設位置を除く他の位置で結像させることなく各液晶パネル42B,42G,42Rの配設位置でそれぞれ結像させる構成を容易に実現できる。
また、結像光学装置50Bは、第2の補助レンズ53を備えているので、第1の補助レンズ52Cの色分散のみを利用して緑色光および赤色光を各液晶パネル42G,42Rの配設位置近傍に結像させる構成と比較して、赤色光を液晶パネル42Rの配設位置近傍に結像させ易い構成となる。したがって、プロジェクタ1Cの設計の自由度が向上し、要求性能に応じてプロジェクタ1Cの最適化を図れる。
In the fourth embodiment described above, the first
Further, since the imaging
[第5実施形態]
次に、本発明の第5実施形態を図面に基づいて説明する。
図10は、第5実施形態におけるプロジェクタ1Dを模式的に示す平面図である。
以下の説明では、前記第3実施形態と同様の構造および同一部材には同一符号を付して、その詳細な説明は省略または簡略化する。
本実施形態のプロジェクタ1Dでは、図10に示すように、結像光学装置50Dにおいて、前記第3実施形態で説明した重畳レンズ51を、前記第2実施形態および前記第4実施形態で説明した色分散の小さい重畳レンズ51Aで構成する。また、結像光学装置50Dにおいて、前記第3実施形態で説明した3つの色消しレンズ57R,57G,57Bを省略する。重畳レンズ51を重畳レンズ51Aに変更する点、色消しレンズ57R,57G,57Bを設けない点以外は、前記第3実施形態と同様の構成である。
[Fifth Embodiment]
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 10 is a plan view schematically showing a
In the following description, the same structure and the same members as those in the third embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted or simplified.
In the
重畳レンズ51Aは、前記第2実施形態および前記第4実施形態と同様に、照明光学装置20から射出された光束のうち、青色光を結像位置の幅が0に近い状態で液晶パネル42Bの配設位置に結像させるように設計されている。
本実施形態における第1の補助レンズ52Bは、第2の光路Gopにおける重畳レンズ51Aによる緑色光の結像位置FG’よりも光路前段側に配設されている。なお、上記結像位置FG’は、重畳レンズ51Aを色分散の小さいレンズで構成しているため、第2の光路Gop中でダイクロイックミラー31Bから、第1の光路Bopの幾何学的光路長r1と略等しい距離の位置に形成されるものである。そして、第1の補助レンズ52Bは、重畳レンズ51Aによる緑色光の結像距離を長くするように変更し、緑色光を液晶パネル42Gの配設位置に結像させる。
本実施形態における第2の補助レンズ53は、第3の光路Ropにおけるダイクロイックミラー32の光路後段側で重畳レンズ51Aおよび第1の補助レンズ52Bによる赤色光の結像位置FB’’’’よりも光路前段側に配設されている。なお、上記結像位置FB’’’’は、重畳レンズ51Aおよび第1の補助レンズ52Bを色分散の小さいレンズで構成しているため、第3の光路Rop中でダイクロイックミラー31Bから、第2の光路Gopの幾何学的光路長r2と略等しい距離の位置に形成されるものである。そして、第2の補助レンズ53は、重畳レンズ51Aおよび第1の補助レンズ52Bによる赤色光の結像距離を長くするように変更し、赤色光を液晶パネル42Rの配設位置に結像させる。
Similar to the second and fourth embodiments, the superimposing
The first
In the present embodiment, the second
上述した第5実施形態では、前記第3実施形態と比較して、結像光学装置50Dが色分散の小さい重畳レンズ51Aを備えているので、重畳レンズ51Aにより、第1の光路Bop中で、液晶パネル42Bの配設位置を除く他の位置で結像させることなく液晶パネル42Bの配設位置で青色光を結像させることができる。
In the fifth embodiment described above, since the imaging
また、第1の補助レンズ52Bが第2の光路Gopにおける重畳レンズ51Aによる緑色光の結像位置FG’よりも光路前段側に配設されているので、重畳レンズ51Aによる緑色光の結像距離が長くなるように変更し緑色光を液晶パネル42Gの配設位置に結像させることができる。
したがって、重畳レンズ51Aと、第1の補助レンズ52Bとにより、第2の光路Gop中で、液晶パネル42Gの配設位置を除く他の位置で結像させることなく液晶パネル42Gの配設位置で緑色光を結像させることができる。
Further, since the first
Therefore, by the superimposing
さらに、第2の補助レンズ53が第3の光路Ropにおける重畳レンズ51Aおよび第1の補助レンズ52Bによる赤色光の結像位置FB’’’’よりも光路前段側に配設されているので、重畳レンズ51Aおよび第1の補助レンズ52Bによる赤色光の結像距離が長くなるように変更し、赤色光を液晶パネル42Rの配設位置に結像させることができる。
したがって、重畳レンズ51Aと、第1の補助レンズ52Bと、第3の補助レンズ53とにより、第3の光路Rop中で、液晶パネル42Rの配設位置を除く他の位置で結像させることなく、液晶パネル42Rの配設位置で赤色光を結像させることができる。
Further, since the second
Accordingly, the superimposing
以上のことにより、従来のリレー光学系に替えて、重畳レンズ51A、第1の補助レンズ52B、および第2の補助レンズ53で構成される結像光学装置50Dを配設することで、光源装置10から射出され照明光学装置20を介した光束を、各光路Bop,Gop,Ropにおける各液晶パネル42B,42G,42Rの配設位置を除く他の位置で結像させることなく各液晶パネル42B,42G,42Rの配設位置でそれぞれ結像させる構成を容易に実現できる。
また、前記第3実施形態で説明した色消しレンズ57R,57G,57Bを省略できるので、光学部品用筐体60内にこれらレンズ57R,57G,57Bを支持する部材を形成する必要がない。したがって、レンズ57R,57G,57Bの省略、および支持する部材の省略により、プロジェクタ1の低コスト化、小型化および軽量化が実現可能となる。
As described above, instead of the conventional relay optical system, the image forming
Further, since the
以上、本発明について好適な実施形態を挙げて説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良並びに設計の変更が可能である。
前記第1実施形態では、結像光学装置50を構成する第1の補助レンズ52は、ダイクロイックミラー31,32の間に配設されていたが、これに限らず、第2の光路Gopにおけるダイクロイックミラー32の光路後段側に配設してもよい。この際、第2の補助レンズ53は、重畳レンズ51による赤色光の結像位置よりも光路前段側に配設されていればよい。
Although the present invention has been described with reference to preferred embodiments, the present invention is not limited to these embodiments, and various improvements and design changes can be made without departing from the scope of the present invention. It is.
In the first embodiment, the first
前記実施形態では、第1の補助レンズ52と色消しレンズ57G、および、第2の補助レンズ53と色消しレンズ57Rは、それぞれ別体で構成されていたが、それぞれ一体的に構成してもよい。
例えば、色消しレンズ57Gを省略し、第1の補助レンズ52に色消しレンズ57Gの機能を持たせるように構成する。このように構成した場合には、重畳レンズ51による緑色光の色分散および赤色光の色分散を補正可能となるので、色消しレンズ57Rも省略可能となる。
また、例えば、上述したように第1の補助レンズ52を、第2の光路Gopにおけるダイクロイックミラー32の光路後段側に配設する。そして、色消しレンズ57Gを省略し、第1の補助レンズ52に色消しレンズ57Gの機能を持たせるように構成する。
さらに、例えば、色消しレンズ57Rを省略し、第2の補助レンズ53に色消しレンズ57Rの機能を持たせるように構成する。
以上のように構成すれば、光学部品用筐体60内で第1の補助レンズ52および色消しレンズ57Gを支持する部材を共通化できる。また、第2の補助レンズ53および色消しレンズ57Rを支持する部材の共通化もできる。このため、部品点数の削減が図れ、プロジェクタ1の小型化および軽量化が実現可能となる。
なお、第3実施形態および第4実施形態でも同様に、第2の補助レンズ53および色消しレンズ57Rを一体的に構成してもよい。
In the above-described embodiment, the first
For example, the
Further, for example, as described above, the first
Further, for example, the
If comprised as mentioned above, the member which supports the 1st auxiliary |
In the third embodiment and the fourth embodiment as well, the second
前記第3実施形態において、結像光学装置50Bを構成する第1の補助レンズ52Bおよび第3の補助レンズ53を省略する構成を採用してもよい。この際、重畳レンズ51の色分散により異なるものとなる各色光の結像距離を、各光路Bop,Gop,Ropの各幾何学的光路長r1,r2,r3に応じて設定し、各色光を液晶パネル42B,42G,42Rの配設位置近傍にそれぞれ結像させる。
前記第4実施形態において、結像光学装置50Cを構成する第2の補助レンズ53を省略する構成を採用してもよい。この際、第1の補助レンズ52Cの色分散により異なるものとなる緑色光および赤色光の結像距離を、各光路Gop,Ropの各幾何学的光路長r2,r3に応じて設定し、緑色光および赤色光を液晶パネル42G,42Rの配設位置近傍にそれぞれ結像させる。
In the third embodiment, a configuration in which the first
In the fourth embodiment, a configuration in which the second
前記各実施形態において、光源装置10から射出され投射レンズ4から射出される光束の光路は、前記各実施形態で説明した光路に限らない。前記第1実施形態および前記第2実施形態であれば、各光路Bop,Gop,Ropの各幾何学的光路長r1,r2,r3がr1=r2<r3の関係であれば、いずれの光路であっても構わない。また、前記第3実施形態ないし前記第5実施形態であれば、各光路Bop,Gop,Ropの各幾何学的光路長r1,r2,r3がr1<r2<r3の関係であれば、いずれの光路であっても構わない。
例えば、前記第1実施形態および前記第2実施形態では、ダイクロイックミラー31を、青色光を透過しその他の色光(緑、赤色光)を反射するミラーで構成する。そして、光源装置10、照明光学装置20、および重畳レンズ51を、前記ダイクロイックミラー31に対して図1または図2中の下方側に位置付け、光源装置10から射出された光束が図1または図2中の上方に向かうように配設する。
また、例えば、前記第3実施形態ないし前記第5実施形態では、ダイクロイックミラー31Bを、青色光を反射しその他の色光(緑、赤色光)を反射するミラーで構成する。そして、光源装置10、照明光学装置20、および重畳レンズ51,51Aを、前記ダイクロイックミラー31Bに対して図8ないし図10中の上方側に位置付け、光源装置10から射出された光束が図8ないし図10中の下方に向かうように配設する。
In each embodiment, the optical path of the light beam emitted from the
For example, in the first embodiment and the second embodiment, the
Further, for example, in the third to fifth embodiments, the
前記各実施形態では、各液晶パネル42R,42G,42Bを介した各色光の合成をクロスダイクロイックプリズム45にて実施していたが、これに限らず、前記各実施形態で説明したダイクロイックミラー31,31B,32と略同様の、所定の色光を透過して他の色光を反射するダイクロイックミラーを複数用いて各液晶パネル42R,42G,42Bを介した各色光を合成する構成を採用してもよい。
In each of the above embodiments, the light of each color via the
前記第1実施形態では、結像光学装置50において、通常の光学系に用いられるような同一位置に各波長の光を結像させるようなレンズと比べて色分散の大きいレンズにより重畳レンズ51のみを構成したが、第1の補助レンズ52および/または第2の補助レンズ53を色分散の大きいレンズで構成してもよい。
また、前記第3実施形態でも同様に、結像光学装置50Bにおいて、通常の光学系に用いられるような同一位置に各波長の光を結像させるようなレンズと比べて色分散の大きいレンズにより重畳レンズ51のみを構成したが、第1の補助レンズ52Bおよび/または第2の補助レンズ53を色分散の大きいレンズで構成してもよい。
さらに、前記第4実施形態でも同様に、結像光学装置50Cにおいて、通常の光学系に用いられるような同一位置に各波長の光を結像させるようなレンズと比べて色分散の大きいレンズにより第1の補助レンズ52Cのみを構成したが、第2の補助レンズ53を色分散の大きいレンズで構成してもよい。
In the first embodiment, in the imaging
Similarly, in the third embodiment, in the imaging
Further, similarly in the fourth embodiment, in the imaging
前記各実施形態において、重畳レンズ51,51A、第1の補助レンズ52,52B,52C、および第2の補助レンズ53は、単レンズで構成したが、これに限らず、複数のレンズを組み合わせた組レンズで構成してもよい。
前記各実施形態において、結像光学装置50はそれぞれ液晶パネル42R,42G,42Bの何れかの近傍に結像位置を有していたが、液晶パネル42R,42G,42Bの何れかに結像されるのが最も好ましく、少なくとも投射レンズ4の被写界深度の許容範囲内に結像されればよい。
In each of the above embodiments, the superimposing
In each of the above embodiments, the imaging
前記各実施形態では、光入射面と光射出面とが異なる透過型の液晶パネルを用いていたが、光入射面と光射出面とが同一となる反射形の液晶パネルを用いてもよい。
前記各実施形態では、光変調装置として液晶パネルを用いていたが、マイクロミラーを用いたデバイスなど、液晶以外の光変調装置を用いてもよい。この場合は、光束入射側および光束射出側の偏光板は省略できる。
前記各実施形態では、スクリーンを観察する方向から投射を行うフロントタイプのプロジェクタの例のみを挙げたが、本発明は、スクリーンを観察する方向とは反対側から投射を行うリアタイプのプロジェクタにも適用可能である。
In each of the above embodiments, a transmissive liquid crystal panel having a different light incident surface and light emitting surface is used. However, a reflective liquid crystal panel having the same light incident surface and light emitting surface may be used.
In each of the embodiments, the liquid crystal panel is used as the light modulation device. However, a light modulation device other than liquid crystal, such as a device using a micromirror, may be used. In this case, polarizing plates on the light beam incident side and the light beam emission side can be omitted.
In each of the above embodiments, only an example of a front type projector that projects from the direction of observing the screen has been described. However, the present invention also applies to a rear type projector that projects from the side opposite to the direction of observing the screen. Applicable.
本発明を実施するための最良の構成などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ、説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
したがって、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部若しくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。
Although the best configuration for carrying out the present invention has been disclosed in the above description, the present invention is not limited to this. That is, the invention has been illustrated and described primarily with respect to particular embodiments, but may be configured for the above-described embodiments without departing from the scope and spirit of the invention. Various modifications can be made by those skilled in the art in terms of materials, quantity, and other detailed configurations.
Therefore, the description limited to the shape, material, etc. disclosed above is an example for easy understanding of the present invention, and does not limit the present invention. The description by the name of the member which remove | excluded the limitation of one part or all of such is included in this invention.
本発明のプロジェクタは、投影画像の色むらの発生を防止できるため、ホームシアターやプレゼンテーションで利用されるプロジェクタとして有用である。 The projector of the present invention is useful as a projector used in home theaters and presentations because it can prevent color unevenness in the projected image.
1,1A,1B,1C,1D・・・プロジェクタ、10・・・光源装置、30・・・色分離光学装置、31・・・ダイクロイックミラー(第1の色分離手段)、32・・・ダイクロイックミラー(第2の色分離手段)、42R,42G,42B・・・液晶パネル(光変調装置)、50,50A,50B,50C,50D・・・結像光学装置、51,51A・・・重畳レンズ(第1の光学素子)、52,52B,52C・・・第1の補助レンズ(第2の光学素子)、53・・・第2の補助レンズ(第3の光学素子)、57R,57G,57B・・・色消しレンズ(分散補正光学素子)、A・・・照明光軸、Bop・・・第1の光路、Gop・・・第2の光路、Rop・・・第3の光路。
1, 1A, 1B, 1C, 1D ... projector, 10 ... light source device, 30 ... color separation optical device, 31 ... dichroic mirror (first color separation means), 32 ... dichroic Mirror (second color separation means), 42R, 42G, 42B ... Liquid crystal panel (light modulation device), 50, 50A, 50B, 50C, 50D ... Imaging optical device, 51, 51A ... Superimposition Lens (first optical element), 52, 52B, 52C ... first auxiliary lens (second optical element), 53 ... second auxiliary lens (third optical element), 57R,
Claims (11)
前記色分離光学装置は、前記光源装置から射出された光束を、前記短波長側の波長領域を有する第1の色光および前記短波長側の波長領域以外の波長領域を有する色光に分離する第1の色分離手段と、前記第1の色分離手段にて分離された前記短波長側の波長領域以外の波長領域を有する色光を、前記中間波長の波長領域を有する第2の色光および前記長波長側の波長領域を有する第3の色光に分離する第2の色分離手段とを有し、
前記第1の色分離手段から各光変調装置に至る各光路は、前記第1の色分離手段から前記第1の色光に対応する第1の光変調装置に至る第1の光路の幾何学的光路長、および前記第1の色分離手段から前記第2の色分離手段を介して前記第2の色光に対応する第2の光変調装置に至る第2の光路の幾何学的光路長とに対して、前記第1の色分離手段から前記第2の色分離手段を介して前記第3の色光に対応する第3の光変調装置に至る第3の光路の幾何学的光路長が長くなるように設定され、
前記光源装置から射出された光束を、前記各光路における前記各光変調装置の配設位置を除く他の位置で結像させることなく、前記各光変調装置の配設位置でそれぞれ結像させる結像光学装置を備えていることを特徴とするプロジェクタ。 A light source device and a wavelength region that is disposed on a central axis of a light beam emitted from the light source device and has a different wavelength region of a short wavelength side, a long wavelength side, a short wavelength side, and an intermediate wavelength of the long wavelength side. A projector comprising: a color separation optical device that separates into three color lights; and three light modulation devices that are arranged on the central axis and modulate the three color lights according to image information, respectively.
The color separation optical device separates a light beam emitted from the light source device into a first color light having a wavelength region on the short wavelength side and a color light having a wavelength region other than the wavelength region on the short wavelength side. The color light having a wavelength region other than the wavelength region on the short wavelength side separated by the first color separation unit, the second color light having the intermediate wavelength region, and the long wavelength Second color separation means for separating into third color light having a wavelength region on the side,
Each optical path from the first color separation means to each light modulation device has a geometrical shape of the first light path from the first color separation means to the first light modulation device corresponding to the first color light. An optical path length, and a geometric optical path length of the second optical path from the first color separation means to the second light modulation device corresponding to the second color light through the second color separation means. On the other hand, the geometrical optical path length of the third optical path from the first color separation means to the third light modulation device corresponding to the third color light via the second color separation means becomes longer. Is set to
The light beam emitted from the light source device is imaged at each of the light modulation device arrangement positions without being imaged at any position other than the light modulation device arrangement position in each light path. A projector comprising an image optical device.
前記第1の光路の幾何学的光路長をr1、前記第2の光路の幾何学的光路長をr2、前記第3の光路の幾何学的光路長をr3とした場合に、r1=r2<r3の関係に設定され、
前記結像光学装置は、
前記色分離光学装置の光路前段側に配設され、前記光源装置から射出された光束のうち、前記第1の色光を前記第1の色光の波長領域に応じて前記中心軸方向に分散した状態で前記第1の光変調装置の配設位置近傍に結像可能とし、前記第2の色光および前記第3の色光を前記第2の色光および前記第3の色光の各波長領域に応じて前記中心軸方向に分散した状態で前記第2の光路および前記第3の光路における前記第1の色光の結像距離よりも長い結像距離を有する各結像位置近傍にそれぞれ結像可能とする第1の光学素子と、
前記第2の光路に配設され、前記第1の光学素子による前記第2の色光の結像位置を変更し、前記第2の色光を前記第2の光変調装置の配設位置近傍に結像可能とする第2の光学素子と、
前記第3の光路における前記第2の色分離手段の光路後段側で、前記第1の光学素子のみまたは前記第1の光学素子および前記第2の光学素子の双方による前記第3の色光の結像位置よりも光路前段側に配設され、前記第1の光学素子のみまたは前記第1の光学素子および前記第2の光学素子の双方による前記第3の色光の結像位置を変更し、前記第3の色光を前記第3の光変調装置の配設位置近傍に結像可能とする第3の光学素子と、
前記第1の光路、前記第2の光路における前記第2の色分離手段の光路後段側、および前記第3の光路における前記第2の色分離手段の光路後段側にそれぞれ配設され、前記第1の光学素子による前記3つの色光の各波長領域に応じた前記中心軸方向の分散をそれぞれ補正し、前記3つの色光の各結像位置を前記3つの光変調装置の配設位置にそれぞれ合致させる分散補正光学素子とを備えていることを特徴とするプロジェクタ。 The projector according to claim 1, wherein
When the geometric optical path length of the first optical path is r1, the geometric optical path length of the second optical path is r2, and the geometric optical path length of the third optical path is r3, r1 = r2 < r3 relationship is set,
The imaging optical device includes:
A state in which the first color light is distributed in the central axis direction according to the wavelength region of the first color light among the light beams emitted from the light source device, disposed on the optical path upstream side of the color separation optical device. Thus, the second color light and the third color light can be imaged in the vicinity of the arrangement position of the first light modulation device, and the second color light and the third color light according to each wavelength region of the second color light and the third color light. In a state of being dispersed in the central axis direction, an image can be formed in the vicinity of each imaging position having an imaging distance longer than the imaging distance of the first color light in the second optical path and the third optical path. 1 optical element;
An image forming position of the second color light by the first optical element is changed in the second optical path, and the second color light is connected in the vicinity of an installation position of the second light modulation device. A second optical element capable of imaging;
In the third optical path, the third color light is coupled by the first optical element alone or by both the first optical element and the second optical element on the downstream side of the second color separation means. Disposed on the front side of the optical path from the image position, and changes the imaging position of the third color light by only the first optical element or by both the first optical element and the second optical element, A third optical element capable of forming an image of the third color light in the vicinity of the arrangement position of the third light modulation device;
The first optical path, the second color separation means in the second optical path, the second color separation means on the downstream side of the optical path, and the third optical path on the optical path downstream of the second color separation means, respectively, The dispersion in the central axis direction corresponding to each wavelength region of the three color lights by one optical element is corrected, and the image forming positions of the three color lights are respectively matched with the arrangement positions of the three light modulators. A projector comprising: a dispersion correcting optical element that causes the optical element to move.
前記第2の光学素子は、前記第2の光路における前記第2の色分離手段の光路後段側に配設され、前記分散補正光学素子のうち前記第2の光路における前記第2の色分離手段の光路後段側に配設される分散補正光学素子と一体的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 2,
The second optical element is disposed on the rear side of the optical path of the second color separation unit in the second optical path, and the second color separation unit in the second optical path of the dispersion correction optical element. And a dispersion correction optical element disposed on the rear side of the optical path of the projector.
前記第3の光学素子は、前記分散補正光学素子のうち前記第3の光路における前記第2の色分離手段の光路後段側に配設される分散補正光学素子と一体的に構成されていることを特徴とするプロジェクタ。 In the projector according to claim 2 or 3,
The third optical element is configured integrally with a dispersion correction optical element disposed on the downstream side of the optical path of the second color separation means in the third optical path of the dispersion correction optical element. Projector.
前記第1の光路の幾何学的光路長をr1、前記第2の光路の幾何学的光路長をr2、前記第3の光路の幾何学的光路長をr3とした場合に、r1=r2<r3の関係に設定され、
前記結像光学装置は、
前記色分離光学装置の光路前段側に配設され、前記光源装置から射出された光束のうち、前記第1の色光および前記第2の色光を前記第1の光変調装置および前記第2の光変調装置の各配設位置にそれぞれ結像させる第1の光学素子と、
前記第3の光路における前記第2の色分離手段の光路後段側で前記第1の光学素子による前記第3の色光の結像位置よりも光路前段側に配設され、前記第1の光学素子による前記第3の色光の結像位置を変更し、前記第3の色光を前記第3の光変調装置の配設位置に結像させる第3の光学素子とを備えていることを特徴とするプロジェクタ。 The projector according to claim 1, wherein
When the geometric optical path length of the first optical path is r1, the geometric optical path length of the second optical path is r2, and the geometric optical path length of the third optical path is r3, r1 = r2 < r3 relationship is set,
The imaging optical device includes:
Of the light beams emitted from the light source device, disposed on the front side of the optical path of the color separation optical device, the first color modulation device and the second light are converted into the first color light and the second color light. A first optical element that forms an image at each arrangement position of the modulation device;
The first optical element is disposed on the optical path downstream side of the second color separation means in the third optical path and on the optical path upstream side with respect to the imaging position of the third color light by the first optical element. And a third optical element that changes the image formation position of the third color light according to, and forms the image of the third color light on the arrangement position of the third light modulation device. projector.
前記第1の光路の幾何学的光路長をr1、前記第2の光路の幾何学的光路長をr2、前記第3の光路の幾何学的光路長をr3とした場合に、r1<r2<r3の関係に設定され、
前記結像光学装置は、
前記色分離光学装置の光路前段側に配設され、前記光源装置から射出された光束のうち、前記第1の色光を前記第1の色光の波長領域に応じて前記中心軸方向に分散した状態で前記第1の光変調装置の配設位置近傍に結像可能とし、前記第2の色光を前記第2の色光の波長領域に応じて前記中心軸方向に分散した状態で前記第2の光変調装置の配設位置近傍に結像可能とし、前記第3の色光を前記第3の色光の波長領域に応じて前記中心軸方向に分散した状態で前記第3の光変調装置の配設位置近傍に結像可能とする第1の光学素子と、
前記第1の光路、前記第2の光路における前記第2の色分離手段の光路後段側、および前記第3の光路における前記第2の色分離手段の光路後段側にそれぞれ配設され、前記第1の光学素子による前記3つの色光の各波長領域に応じた前記中心軸方向の分散をそれぞれ補正し、前記3つの色光の各結像位置を前記3つの光変調装置の各配設位置にそれぞれ合致させる分散補正光学素子とを備えていることを特徴とするプロジェクタ。 The projector according to claim 1, wherein
When the geometric optical path length of the first optical path is r1, the geometric optical path length of the second optical path is r2, and the geometric optical path length of the third optical path is r3, r1 <r2 < r3 relationship is set,
The imaging optical device includes:
A state in which the first color light is distributed in the central axis direction according to the wavelength region of the first color light among the light beams emitted from the light source device, disposed on the optical path upstream side of the color separation optical device. Thus, the second light can be formed in the vicinity of the position where the first light modulator is disposed, and the second color light is dispersed in the central axis direction according to the wavelength region of the second color light. An image can be formed in the vicinity of the arrangement position of the modulation device, and the arrangement position of the third light modulation device in a state where the third color light is dispersed in the central axis direction according to the wavelength region of the third color light. A first optical element capable of imaging in the vicinity;
The first color path, the second color separation means in the second light path, the second color separation means on the rear side of the optical path, and the third light path in the second color separation means on the rear side of the optical path, respectively. The dispersion in the central axis direction corresponding to each wavelength region of the three color lights by one optical element is corrected, and the image forming positions of the three color lights are respectively set at the arrangement positions of the three light modulators. A projector comprising a dispersion correcting optical element for matching.
前記結像光学装置は、前記第2の光路に配設され、前記第1の光学素子による前記第2の色光の結像位置を変更し、前記第1の光学素子とともに前記第2の色光を前記第2の色光の波長領域に応じて前記中心軸方向に分散した状態で前記第2の光変調装置の配設位置近傍に結像可能とする第2の光学素子を備え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 imaging optical device is disposed in the second optical path, changes an imaging position of the second color light by the first optical element, and outputs the second color light together with the first optical element. And a second optical element capable of forming an image in the vicinity of an arrangement position of the second light modulation device in a state of being dispersed in the central axis direction according to the wavelength region of the second color light. Projector.
前記結像光学装置は、前記第3の光路における前記第2の色分離手段の光路後段側に配設され、前記第1の光学素子による前記第3の色光の結像位置を変更し、前記第1の光学素子とともに前記第3の色光を前記第3の色光の波長領域に応じて前記中心軸方向に分散した状態で前記第3の光変調装置の配設位置近傍に結像可能とする第3の光学素子を備えていることを特徴とするプロジェクタ。 In the projector according to claim 6 or 7,
The imaging optical device is disposed on the rear side of the optical path of the second color separation means in the third optical path, changes the imaging position of the third color light by the first optical element, and It is possible to form an image in the vicinity of the position where the third light modulation device is disposed in a state where the third color light and the first optical element are dispersed in the central axis direction according to the wavelength region of the third color light. A projector comprising a third optical element.
前記第1の光路の幾何学的光路長をr1、前記第2の光路の幾何学的光路長をr2、前記第3の光路の幾何学的光路長をr3とした場合に、r1<r2<r3の関係に設定され、
前記結像光学装置は、
前記色分離光学装置の光路前段側に配設され、前記光源装置から射出された光束のうち、前記第1の色光を前記第1の光変調装置の配設位置に結像させる第1の光学素子と、
前記第2の光路における前記第1の光学素子による前記第2の色光の結像位置よりも光路前段側に配設され、前記第1の光学素子から射出され前記第1の色分離手段を介した前記短波長側の波長領域を有する色光のうち、前記第2の色光を前記第2の色光の波長領域に応じて前記中心軸方向に分散した状態で前記第2の光変調装置の配設位置近傍に結像可能とし、前記第3の色光を前記第3の色光の波長領域に応じて前記中心軸方向に分散した状態で前記第3の光変調装置の配設位置近傍に結像可能とする第2の光学素子と、
前記第2の光路における前記第2の色分離手段の光路後段側、および前記第3の光路における前記第2の色分離手段の光路後段側にそれぞれ配設され、前記第2の光学素子による前記第2の色光および前記第3の色光の各波長領域に応じた前記中心軸方向の分散をそれぞれ補正し、前記第2の色光および前記第3の色光の各結像位置を前記第2の光変調装置および前記第3の光変調装置の各配設位置にそれぞれ合致させる分散補正光学素子とを備えていることを特徴とするプロジェクタ。 The projector according to claim 1, wherein
When the geometric optical path length of the first optical path is r1, the geometric optical path length of the second optical path is r2, and the geometric optical path length of the third optical path is r3, r1 <r2 < r3 relationship is set,
The imaging optical device includes:
A first optical that is disposed on the optical path upstream side of the color separation optical device and forms an image of the first color light at a position where the first light modulation device is disposed, among light beams emitted from the light source device. Elements,
The second optical path is disposed on the upstream side of the second optical path from the imaging position of the second color light by the first optical element, is emitted from the first optical element, and passes through the first color separation means. Of the colored light having the wavelength region on the short wavelength side, the second light modulation device is disposed in a state where the second colored light is dispersed in the central axis direction according to the wavelength region of the second colored light. It is possible to form an image in the vicinity of the position, and it is possible to form an image in the vicinity of the arrangement position of the third light modulation device in a state where the third color light is dispersed in the central axis direction according to the wavelength region of the third color light. A second optical element,
The second color separation means in the second optical path on the rear side of the optical path and the third optical path on the rear side of the optical path of the second color separation means, respectively. The dispersion in the central axis direction corresponding to each wavelength region of the second color light and the third color light is respectively corrected, and the imaging positions of the second color light and the third color light are determined as the second light. A projector comprising: a modulation device; and a dispersion correction optical element that matches each arrangement position of the third light modulation device.
前記結像光学装置は、前記第3の光路における前記第2の色分離手段の光路後段側に配設され、前記第1の光学素子および前記第2の光学素子による前記第3の色光の結像位置を変更し、前記第1の光学素子および前記第2の光学素子とともに前記第3の色光を前記第3の色光の波長領域に応じて前記光軸方向に分散した状態で前記第3の光変調装置の配設位置近傍に結像可能とする第3の光学素子を備えていることを特徴とするプロジェクタ。 The projector according to claim 9, wherein
The imaging optical device is disposed on the rear side of the optical path of the second color separation means in the third optical path, and the third color light is coupled by the first optical element and the second optical element. The image position is changed, and the third color light is dispersed in the optical axis direction according to the wavelength region of the third color light together with the first optical element and the second optical element. A projector comprising a third optical element capable of forming an image in the vicinity of an arrangement position of the light modulation device.
前記第1の光路の幾何学的光路長をr1、前記第2の光路の幾何学的光路長をr2、前記第3の光路の幾何学的光路長をr3とした場合に、r1<r2<r3の関係に設定され、
前記結像光学装置は、
前記色分離光学装置の光路前段側に配設され、前記光源装置から射出された光束のうち、前記第1の色光を前記第1の光変調装置の配設位置に結像させる第1の光学素子と、
前記第2の光路における前記第1の光学素子による前記第2の色光の結像位置よりも光路前段側に配設され、前記第1の光学素子による前記第2の色光の結像位置を変更し、前記第2の色光を前記第2の光変調装置の配設位置に結像させる第2の光学素子と、
前記第3の光路における前記第2の色分離手段の光路後段側で前記第1の光学素子および前記第2の光学素子による前記第3の色光の結像位置よりも光路前段側に配設され、前記第1の光学素子および前記第2の光学素子による前記第3の色光の結像位置を変更し、前記第3の色光を前記第3の光変調装置の配設位置に結像させる第3の光学素子とを備えていることを特徴とするプロジェクタ。 The projector according to claim 1, wherein
When the geometric optical path length of the first optical path is r1, the geometric optical path length of the second optical path is r2, and the geometric optical path length of the third optical path is r3, r1 <r2 < r3 relationship is set,
The imaging optical device includes:
A first optical that is disposed on the optical path upstream side of the color separation optical device and forms an image of the first color light at a position where the first light modulation device is disposed, among light beams emitted from the light source device. Elements,
An image forming position of the second color light by the first optical element is changed on the first stage of the optical path from the image forming position of the second color light by the first optical element in the second optical path. A second optical element that forms an image of the second color light on an arrangement position of the second light modulation device;
In the third optical path, on the downstream side of the second color separation means in the optical path, on the upstream side of the optical path from the imaging position of the third color light by the first optical element and the second optical element. The imaging position of the third color light by the first optical element and the second optical element is changed, and the third color light is imaged at the arrangement position of the third light modulation device. And a third optical element.
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JP2004235977A JP2006053430A (en) | 2004-08-13 | 2004-08-13 | Projector |
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US7528359B2 (en) | 2006-05-01 | 2009-05-05 | Seiko Epson Corporation | Projector |
JP2021013274A (en) * | 2019-07-09 | 2021-02-04 | 矢崎総業株式会社 | Structure for routing wiring harness on panel, harness module, and method for routing wiring harness on panel |
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2004
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