JP2006084618A - Projector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液晶パネル等の光変調装置を用いて画像を投射するプロジェクタに関する。 The present invention relates to a projector that projects an image using a light modulation device such as a liquid crystal panel.
従来のプロジェクタに組み込まれる液晶パネル用の照明装置として、白色光源からの光源光を3色に分解し、そのうち赤色の照明光路上にリレー光学系を配置して、残りの緑色及び青色に対する光路長の差を補償するものが存在する(特許文献1、2、3参照)。 As an illumination device for a liquid crystal panel incorporated in a conventional projector, light source light from a white light source is separated into three colors, a relay optical system is disposed on the red illumination optical path, and the optical path lengths for the remaining green and blue There are those that compensate for the difference (see Patent Documents 1, 2, and 3).
また、別の液晶パネル用の照明装置として、白色光源からの光源光を3色に分解し、そのうち青色の照明光路上にリレー光学系を配置して、残りの2色に対する光路長の差を補償するものが存在する(特許文献4参照)。なお、このプロジェクタでは、リレー光学系を構成する3つのレンズのうち、中央のレンズの入射側又は射出側に減衰板を配置することにより、青色用の液晶パネルへの照明光の入射角を制限して、視野角により発生するコントラストの劣化を抑制している。 As another lighting device for liquid crystal panels, the light source light from the white light source is separated into three colors, and a relay optical system is arranged on the blue illumination light path, and the difference in optical path length with respect to the remaining two colors is determined. There is something to compensate (see Patent Document 4). In this projector, the incident angle of the illumination light to the blue liquid crystal panel is limited by arranging an attenuation plate on the incident side or emission side of the central lens among the three lenses constituting the relay optical system. Thus, the deterioration of contrast caused by the viewing angle is suppressed.
また、別の液晶パネル用の照明装置として、白色光源からの光源光を3色に分解し、そのうち緑色の照明光路上にリレー光学系等の導光手段を配置して、残りの2色に対する光路長の差を補償するものが存在する(特許文献5参照)。
しかし、赤色の照明光路上にリレー光学系を配置する照明装置では、光源として例えば高圧水銀ランプ等を用いている関係上、赤色が他の色に比較して相対的に弱くなり、ホワイトバランスを適切に調整できない場合がある。このような場合、液晶パネルに入力すべき画像信号の輝度値を調整する信号処理によってホワイトバランスを達成することも可能であるが、画像の明るさやコントラストを低下させてしまうという問題がある。 However, in an illuminating device in which a relay optical system is arranged on the red illumination optical path, red is relatively weak compared to other colors due to the use of, for example, a high-pressure mercury lamp as a light source, and white balance is reduced. It may not be possible to adjust properly. In such a case, white balance can be achieved by signal processing for adjusting the luminance value of the image signal to be input to the liquid crystal panel, but there is a problem that the brightness and contrast of the image are lowered.
また、青色光路に減衰板を設けた照明装置では、青色像延いては画像全体のコントラスト低下を防止することができるが、高圧水銀ランプ等の発光特性に起因するホワイトバランスの偏りを積極的に解消することができない。 In addition, an illumination device provided with an attenuation plate in the blue light path can prevent a decrease in contrast of the blue image and the entire image, but it can positively compensate for the white balance bias caused by the light emission characteristics of a high-pressure mercury lamp or the like. It cannot be resolved.
また、緑色の照明光路上にリレー光学系を配置する照明装置では、高圧水銀ランプ等の発光特性に起因して、ホワイトバランスが製品ごとに大きくばらつく場合が多く、液晶パネルに入力すべき画像信号の輝度値を大きく調整する信号処理が必要となる。 Also, in an illuminating device in which a relay optical system is arranged on the green illumination optical path, the white balance often varies greatly from product to product due to light emission characteristics such as a high-pressure mercury lamp, and the image signal to be input to the liquid crystal panel Signal processing for greatly adjusting the luminance value of the.
そこで、本発明は、高圧水銀ランプ等のようなスペクトル特性に一定の傾向があるランプ光源を用いた場合にも、輝度値を利用した信号処理を最小限としつつ、高輝度で自然なホワイトバランスを達成することができるプロジェクタを提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention provides a high-brightness and natural white balance while minimizing signal processing using luminance values even when using a lamp light source having a certain tendency in spectral characteristics such as a high-pressure mercury lamp. An object of the present invention is to provide a projector that can achieve the above.
上記課題を解決するため、本発明に係るプロジェクタは、(a)発光部を形成するランプ本体と、ランプ本体から射出される光を反射させる凹面鏡と、を有する光源装置を備えた照明装置と、(b)照明装置から射出された照明光から青色光、赤色光、及び緑色光を分岐して、青色光、赤色光、及び緑色光を、第1から第3光路にそれぞれ導く色分離光学系と、(c)第1から第3光路上にそれぞれ配置され、前記青色光、赤色光、及び緑色光によってそれぞれ照明される第1から第3光変調装置と、を備える。ここで、(d)照明装置から第3光変調装置までの距離は、照明装置から第1光変調装置までの距離及び照明装置から第2光変調装置までの距離よりも長く、(e)第3光路には、光入射側に配置される第1のレンズと、光射出側に配置される第2のレンズと、第1及び第2のレンズの間に配置される第3のレンズとを有するリレー光学系が設けられ、(f)第3のレンズの入射側又は射出側の近傍に、緑色光を部分的に遮蔽可能な可変絞りが配置されている。 In order to solve the above problems, a projector according to the present invention includes: (a) a lighting device including a light source device having a lamp body that forms a light emitting unit; and a concave mirror that reflects light emitted from the lamp body; (B) A color separation optical system that divides blue light, red light, and green light from illumination light emitted from the illumination device and guides blue light, red light, and green light to the first to third optical paths, respectively. And (c) first to third light modulation devices respectively disposed on the first to third optical paths and illuminated by the blue light, red light, and green light, respectively. Here, (d) the distance from the illumination device to the third light modulation device is longer than the distance from the illumination device to the first light modulation device and the distance from the illumination device to the second light modulation device. The three optical paths include a first lens disposed on the light incident side, a second lens disposed on the light exit side, and a third lens disposed between the first and second lenses. (F) A variable stop capable of partially blocking green light is disposed near the incident side or the exit side of the third lens.
上記プロジェクタでは、第3のレンズの入射側又は射出側の近傍に可変絞りが配置されており、緑色光を部分的に遮蔽することができるので、可変絞りを調節することによって、第3光変調装置上における照度をほぼ目標値に調整することができ、画像の明るさやコントラストを低下させることなく、目標とするホワイトバランスを簡易に達成することができる。なお、以上のプロジェクタでは、緑色光用の第3光路上にリレー光学系を配置するので、緑色光のロスが生じ易いが、緑色光の光量が多いランプ光源では、自然なホワイトバランスを達成する上でむしろ有利な影響を与えることになる。また、この場合、緑色光は視感度が比較的高いので、ホワイトバランスに与える影響が大きいが、第3光路上に可変絞りを設けているので、第3光変調装置上における緑色光の照度を調整することでコントラストを精密かつ適正に調整することができる。 In the projector described above, the variable stop is disposed near the incident side or the exit side of the third lens, and the green light can be partially blocked. Therefore, the third light modulation can be performed by adjusting the variable stop. The illuminance on the apparatus can be adjusted to almost the target value, and the target white balance can be easily achieved without lowering the brightness and contrast of the image. In the projector described above, the relay optical system is arranged on the third light path for green light, so that loss of green light is likely to occur, but a natural white balance is achieved with a lamp light source with a large amount of green light. It will have a rather positive effect on the above. In this case, since the green light has a relatively high visibility, it has a large effect on the white balance. However, since the variable aperture is provided on the third optical path, the illuminance of the green light on the third light modulation device is reduced. By adjusting, the contrast can be adjusted accurately and appropriately.
また、本発明の具体的側面又は態様では、前記第3のレンズの近傍には発光部の像(以下、「光源像」という)が形成される。この場合、光源像がより鮮明となる位置又はその近傍で緑色光を部分的に遮蔽することができるので、第3光変調装置に入射する照明光の均一性をより高めることができる。 In a specific aspect or embodiment of the present invention, an image of a light emitting part (hereinafter referred to as “light source image”) is formed in the vicinity of the third lens. In this case, since the green light can be partially blocked at a position where the light source image becomes clearer or in the vicinity thereof, the uniformity of the illumination light incident on the third light modulation device can be further improved.
また、本発明の別の具体的態様では、可変絞りが、可変の開口を有し、第3光路に導かれる緑色光のビーム断面を変化させることによって遮光量を調節する。この場合、簡易な光量調整が可能になる。 In another specific aspect of the present invention, the variable stop has a variable aperture, and the light shielding amount is adjusted by changing the beam cross section of the green light guided to the third optical path. In this case, simple light quantity adjustment is possible.
また、本発明の別の具体的態様では、可変絞りが、緑色光の光軸に対して垂直に配置される一対の遮光板と、一対の遮光板を緑色光の光軸に対して垂直方向に摺動可能に保持するガイド部材と、一対の遮光板をガイド部材に沿って移動させる駆動部材とを備える。この場合、簡単な機構で緑色光について精密な光量調整が可能になる。 In another specific aspect of the present invention, the variable stop includes a pair of light shielding plates arranged perpendicular to the optical axis of green light, and the pair of light shielding plates in a direction perpendicular to the optical axis of green light. And a drive member for moving the pair of light shielding plates along the guide member. In this case, it is possible to precisely adjust the light amount of the green light with a simple mechanism.
また、本発明の別の具体的態様では、可変絞りが、第3のレンズのホルダに一体化されて固定されている。この場合、可変絞りの組み込みが簡単になり、省スペース化にも寄与する。 In another specific aspect of the present invention, the variable aperture is integrated and fixed to the holder of the third lens. In this case, it becomes easy to incorporate the variable aperture, contributing to space saving.
また、本発明の別の具体的態様では、照明装置が、前記光源装置から射出された光を分割して複数の波面分割光を形成し、前記波面分割光を重ね合わせることによって前記第1乃至第3光変調装置を均一に照明する均一化光学系を備える。この場合、第3のレンズの近傍に複数の波面分割光に対応する多数の光源像が形成されるが、このような多数の光源像の一部を可変絞りの動作でカットすることによって、第3光変調装置における効率的な照度調整が可能になる。 In another specific aspect of the present invention, the illumination device divides the light emitted from the light source device to form a plurality of wavefront split lights, and superimposes the wavefront split lights to thereby form the first to the first. A uniform optical system that uniformly illuminates the third light modulation device is provided. In this case, a large number of light source images corresponding to a plurality of wavefront split lights are formed in the vicinity of the third lens. By cutting a part of such a large number of light source images by the operation of the variable aperture, the first The illuminance can be adjusted efficiently in the three-light modulation device.
なお、均一化光学系は、2つのフライアイ光学系や、角柱状のロッド(4つのミラーを組み合わせた中空ロッドや、角柱状のガラスによる中実ロッド)を含んで構成することが可能である。 The homogenizing optical system can be configured to include two fly's eye optical systems and prismatic rods (a hollow rod combining four mirrors and a solid rod made of prismatic glass). .
また、本発明の別の具体的態様では、青色光、赤色光、及び緑色光を第1から第3光変調装置によってそれぞれ変調することによって得た各色の像光を合成する光合成光学系と、当該光合成光学系から射出される合成光を投射する投射光学系とをさらに備える。この場合、光合成光学系によって合成したカラー画像を投射光学系によって所望のサイズでスクリーン上に投射することができる。 In another specific aspect of the present invention, a light combining optical system that combines image light of each color obtained by modulating blue light, red light, and green light by the first to third light modulation devices, respectively, A projection optical system that projects the combined light emitted from the light combining optical system. In this case, the color image synthesized by the light synthesizing optical system can be projected on the screen at a desired size by the projection optical system.
以下、本発明を実施するための最良の形態について説明する。以下の説明においては、光の進行方向に平行な軸をZ軸とし、これと直交する2つの軸をX軸、Y軸とする。また、光の進行方向とは逆の方向を正の方向(+Z方向)とし、光の進行方向を負の方向(−Z方向)とする。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described. In the following description, an axis parallel to the traveling direction of light is referred to as a Z axis, and two axes orthogonal to this are referred to as an X axis and a Y axis. In addition, the direction opposite to the light traveling direction is defined as a positive direction (+ Z direction), and the light traveling direction is defined as a negative direction (−Z direction).
図1は、本発明の一実施形態に係るプロジェクタを説明する図である。このプロジェクタ10は、光源光を発生する光源装置20と、光源装置20からの照明光を均一化する均一化光学系30と、均一化光学系30を経た照明光を赤・緑・青の3色に分割する色分離光学系40と、色分離光学系40から射出された各色の照明光によって照明される光変調部50と、光変調部50からの各色の変調光を合成するクロスダイクロイックプリズム60と、クロスダイクロイックプリズム60を経た像光をスクリーン(不図示)に投射する投射レンズ70とを備える。なお、以上のうち、光源装置20と均一化光学系30とは、照明光を射出する照明装置として機能する。
FIG. 1 is a diagram illustrating a projector according to an embodiment of the invention. The
ここで、光源装置20は、略点状の発光部を形成するランプ本体21と、ランプ本体21から射出される光源光をコリメートするパラボラ形状の凹面鏡22とを備える。このうち、ランプ本体21は、例えば高圧水銀ランプからなり、略白色の光源光を射出する。また、凹面鏡22は、ランプ本体21から放射される光線を反射して、平行光束として均一化光学系30に入射させる。なお、パラボラ形状の凹面鏡22に変えて、球面や楕円面など、パラボラ形状ではない凹面鏡を用いても良い。このような、凹面鏡を用いた場合は、凹面鏡22と均一化光学系30との間に平行化レンズを配置すれば、光源装置20から平行光束を射出することが可能となる。
Here, the
均一化光学系30は、一対のフライアイ光学系31,32と、波面分割光を重ね合わせるための重畳レンズ33と、照明光を所定の偏光成分に変換する偏光変換部材34とを備えている。一対のフライアイ光学系31,32は、マトリックス状に配置された複数の要素レンズからなり、これらの要素レンズによって、光源装置20からの照明光を分割して個別に集光・発散させる。偏光変換部材34は、フライアイ光学系31,32から射出した照明光を一種類の偏光光(例えば図1の紙面に垂直なS偏光成分のみ)に変換して次段光学系に供給する。重畳レンズ33は、偏光変換部材34を経た照明光を全体として適宜収束させて、光変調部50に設けた各色の光変調装置に対する重畳照明を可能にする。つまり、両フライアイ光学系31,32と重畳レンズ33とを経た照明光は、以下に詳述する色分離光学系40を経て、光変調部50を構成する各色の光変調装置すなわち各色の液晶パネル51b,51r,51gの画像形成領域を均一に重畳照明する。
The homogenizing
色分離光学系40は、第1及び第2ダイクロイックミラー41a,41bと、反射ミラー42a,42b,42cと、フィールドレンズ43r,43bと、第1〜第3レンズ45a,45b,45cとを備える。第1ダイクロイックミラー41aは、赤・青・緑(R・G・B)の3色のうち青色光LBを反射し、緑色光LGと赤色光LRとを透過させる。また、第2ダイクロイックミラー41bは、入射した緑色光LG及び赤色光LRのうち赤色光LRを反射し緑色光LGを透過させる。この色分離光学系40において、光源装置20から均一化光学系30を経て射出される照明光は、まず第1ダイクロイックミラー41aに入射する。第1ダイクロイックミラー41aで反射された青色光LBは、第1光路OP1に導かれ、反射ミラー42aを経て入射角度を調節するためのフィールドレンズ43bに入射する。また、第1ダイクロイックミラー41aを透過して第2ダイクロイックミラー41bで反射された赤色光LRは、第2光路OP2に導かれフィールドレンズ43rに入射する。さらに、第2ダイクロイックミラー41bを通過した緑色光LGは、第3光路OP3に導かれ、反射ミラー42b,42cを介してレンズ45a,45b,45cを通過する。これらの反射ミラー42b,42c及びレンズ45a,45b,45cは、光源装置20から各色の液晶パネル51b,51r,51gまでの光路の距離が最も長い緑色の第3光路OP3に配置されている。このリレー光学系は、第1のレンズ45aの像を、第2のレンズ45bを介して、ほぼそのまま第3のレンズ45cに伝達することにより、光の拡散等による光の利用効率の低下を防止している。
なお、中央のレンズ45bの前段には、このレンズ45bに近接して可変絞り90が配置されている。この可変絞り90は、後に詳述するが、第3光路OP3を通過する緑色光LGの照明光量を調節する役割を有する。
The color separation
A
光変調部50は、3色の照明光LB,LR,LGがそれぞれ入射する3つの液晶パネル51b,51r,51gと、各液晶パネル51b,51r,51gを挟むように配置される3組の偏光フィルタ52b,52r,52gとを備える。ここで、例えば青色光LB用の液晶パネル51bと、これを挟む一対の偏光フィルタ52b,52bとは、照明光を2次元的に輝度変調するための液晶ライトバルブを構成する。同様に、赤色光LR用の液晶パネル51rと、対応する偏光フィルタ52r,52rも、液晶ライトバルブを構成し、緑色光LG用の液晶パネル51gと、偏光フィルタ52g,52gも、液晶ライトバルブを構成する。
The
光変調部50において、第1光路OP1に導かれた青色光LBは、フィールドレンズ43bを介して液晶パネル51bの被照射領域に入射する。第2光路OP2に導かれた赤色光LRは、フィールドレンズ43rを介して液晶パネル51rの被照射領域に入射する。第3光路OP3に導かれた緑色光LGは、レンズ45a,45b,45cを介して液晶パネル51gの被照射領域に入射する。各液晶パネル51b,51r,51gは、入射した照明光の偏光方向の空間的分布を変化させるための非発光で透過型の光変調装置であり、各液晶パネル51b,51r,51gにそれぞれ入射した各色光LB,LR,LGは、各液晶パネル51b,51r,51gに電気的信号として入力された駆動信号或いは画像信号に応じて、画素単位で偏光状態が調整される。その際、偏光フィルタ52b,52r,52gによって、各液晶パネル51b,51r,51gに入射する照明光の偏光方向が調整されるとともに、各液晶パネル51b,51r,51gから射出される光から所定の偏光方向の変調光が取り出される。
In the
クロスダイクロイックプリズム60は、光合成光学系であり、青色光反射用の反射膜(例えば誘電体多層膜)61と、緑色光反射用の反射膜(例えば誘電体多層膜)62とを直交させた状態で内蔵するものである。このクロスダイクロイックプリズム60は、液晶パネル51bからの青色光LBを反射膜61で反射して進行方向右側に射出させ、液晶パネル51rからの赤色光LRを反射膜61,62を介して直進・射出させ、液晶パネル51gからの緑色光LGを反射膜62で反射して進行方向左側に射出させる。このようにクロスダイクロイックプリズム60で合成された像光は、投射光学系である投射レンズ70を経て適当な拡大率でスクリーン(不図示)にカラー画像として投射される。
The cross
図2は、色分離光学系40、光変調部50、クロスダイクロイックプリズム60等の具体的な固定を説明する斜視図である。ベース部材80上には、色分離光学系40等を構成するダイクロイックミラー41a,41b、レンズ45a,45b,45c、反射ミラー42a,42b,42c等がアライメントされた状態で固定されている。また、このベース部材80には、マウント部材81が固定されており、このマウント部材81を介して、クロスダイクロイックプリズム60、光変調部50等からなるプリズムユニット85と、投射レンズ70とがアライメントされた状態で支持されている。なお、ベース部材80に固定された中段のレンズ45bについては、後に詳述するが、可変絞り90と一体化されたレンズユニット190としてベース部材80に取り付けられている。
FIG. 2 is a perspective view illustrating specific fixing of the color separation
図3は、図1に示すプロジェクタ10の第3光路OP3における光束の状態等を説明する展開図であり、より具体的には、色分離光学系40における緑色光LGのみの光量調整法を説明する図である。このうち、図3(a)は、当初の標準的な状態を示し、図3(b)は、リレー光学系中に配置される可変絞り90を動作させた状態を示す。なお、リレー光学系のうち反射ミラー42b,42c(図1参照)については、結像状態を説明するため便宜上省略されている。また、便宜上、図3(a)、図3(b)には一部の光束のみが示されている。
FIG. 3 is a development view for explaining the state of the light beam in the third optical path OP3 of the
図3(a)に示す状態では、均一化光学系30は、第1フライアイ光学系31によって光源装置20から射出された光を分割して複数の波面分割光30aを形成し、フライアイ光学系32付近に複数の集光像を形成する。この集光像は、図1に示したランプ本体21に形成された発光部の像(光源像)である。第2フライアイ光学系32を構成する各要素レンズは、複数の波面分割光30aをそれぞれ中継して、第1フライアイ光学系31の要素レンズの位置に形成された像をレンズ45aの位置付近で結像させている。また、複数の波面分割光30aは、重畳レンズ33によってレンズ45aの位置付近でいったん重畳される。また、複数の波面分割光30aは、レンズ45aの作用によって、レンズ45bの近傍に複数の集光像(光源像)を形成する。更に、複数の波面分割光30aは、レンズ45cを通過した後、再び液晶パネル51gの位置付近で重畳される。このように、均一光学系30から射出され、レンズ45a,45b,45cを通過した緑色光LGによって、液晶パネル51gに対応する被照射領域が均一に照明される。
In the state shown in FIG. 3A, the homogenizing
一方、図3(b)に示す状態でも、図3(a)に示す状態と同様、均一化光学系30から射出され、レンズ45a,45b,45cを通過した緑色光LGによって液晶パネル51gに対応する被照射領域が均一に照明される。ただし、中央のレンズ45bの前段に設けた可変絞り90を構成する一対の遮蔽板91,92を、光軸OAに垂直な状態を保って互いに近接するように光軸OA方向に等距離だけ移動させて、第3光路OP3の開口を狭めている。このような開口調節により、緑色光LGの光束が周辺側で一部遮断され、液晶パネル51gの被照射領域が可変絞り90の開口調節に応じた低い照度で照明されることになる。この際、可変絞り90がレンズ45bの近傍に形成された複数の光源像に近い位置に配置されているので、液晶パネル51gに入射する緑色光LGの照度分布は、ほぼ均一に維持される。
On the other hand, in the state shown in FIG. 3B as well, as in the state shown in FIG. 3A, the green light LG emitted from the uniformizing
一般に、緑色光LGは、視感度が比較的高いので、ホワイトバランスに与える影響が大きい。また、高圧水銀ランプからなるランプ本体21を備える光源装置20は、緑色光LGの相対的光量にバラツキが生じやすい。本実施形態では、可変絞り90による開口調節を利用して緑色光LGの光量を調整するようにしているので、プロジェクタ10のホワイトバランスを効率良く調整することが可能である。なお、高圧水銀ランプの場合、緑色光LGの光量が青色光LBや赤色光LRの光量に比較して多くなる傾向があるので、可変絞り90の開口調節によって多少の光量損失が生じても、ホワイトバランスの調整にとって不利には働かない。また、ホワイトバランスに影響を与える原因としては、ランプの相対的光量のバラツキの他、液晶パネル51gの特性のばらつきや、ダイクロイックミラー41a,41b及びクロスダイクロイックプリズム60の波長選択特性のバラツキなども考えられるが、本実施形態のプロジェクタによれば、緑色光LGの光量にバラツキを生じさせる各種要因にかかわらず、プロジェクタ10のホワイトバランスをほぼ目標値に設定することができ、その際、画像の明るさやコントラストを犠牲にすることもない。
In general, since the green light LG has a relatively high visibility, it has a great influence on the white balance. Further, the
以上の説明では、中央のレンズ45bの前段に可変絞り90を配置しているが、例えば、中央のレンズ45bの後段に可変絞り90を配置することもできる。この場合も、可変絞り90が光源像の近くに配置されており、可変絞り90の開口調節により、緑色光LGの光束が適宜遮断され、液晶パネル51gの被照射領域に入射する緑色光LGの光量が均一なままで増減調整される。
In the above description, the
図4は、図1、3等に示す光量調整用の可変絞り90の役割を説明するための図である。図4(a)は、可変絞り90の位置における緑色光LGの分布を概念的に説明する図であり、図4(b)は、光量調整用の可変絞り90を動作させて可変の開口を絞った場合を示す。
FIG. 4 is a diagram for explaining the role of the
図4(a)に示すように、可変絞り90が配置される箇所、すなわち第3光路OP3上において中央のレンズ45bに近接した位置では、先に説明したように、図1のフライアイ光学系31,32を構成する要素レンズの配列に対応するマトリックス状の配列で複数の光源像SSPが形成されている。また、図4(b)に示すように、可変絞り90を動作させて開口調節を行った場合、第3光路OP3の開口APは、光源像SSPのうち、両端側の1以上の列が全部又は一部除去されたものとなる。以上の結果、第3光路OP3を通過する緑色光LGの光量が減少するが、光源像SSPの個数が減少するだけで、液晶パネル51gの被照射領域における緑色光LGの照度分布は、均一に維持される。
As shown in FIG. 4A, at the position where the
なお、可変絞り90を動作させて開口APを狭める場合、光源像SSPが端部側から列単位で除去されるように遮蔽板91,92をステップ移動させることが、液晶パネル51gの被照射領域における緑色光LGの均一性を確保する上で有利である。この際、液晶パネル51gの被照射領域における緑色光LGの照度が階段状に変化するが、その間を補うような照度の微調整は、液晶パネル51gに供給する画像信号の輝度値を電気信号処理することによって可能になる。
When the aperture stop AP is narrowed by operating the
図5は、図2に示すレンズユニット190の構造を説明する斜視図である。このレンズユニット190は、レンズ45bを保持するレンズホルダ193と、可変絞り90を構成する一対の遮蔽板91,92をスライド移動可能に保持する遮蔽板ホルダ194とを備える。
FIG. 5 is a perspective view for explaining the structure of the
前者のレンズホルダ193の側壁には、ベース部材80(図2参照)の適所に設けたスロット部に嵌め込むべき一対の凸部193a,193bが対向して形成されており、レンズユニット190を第3光路OP3上に精度良く固定することができるようになっている。なお、レンズホルダ193の上面には、一対のツメ193c,193dが立設されており、レンズホルダ193の着脱等に際してレンズホルダ193を保持するための便宜を図っている。
On the side wall of the
後者の遮蔽板ホルダ194は、レンズホルダ193に固定される座板194aと、遮蔽板91,92の上端を案内するガイド板194bと、遮蔽板91,92の下端を移動させる駆動ネジ194cとを備える。ここで、座板194aとガイド板194bとは、ガイド部材として機能し、遮蔽板91,92の上端を係止して、遮蔽板91,92が±X方向にスライド移動するのを許容する。座板194aの下端に立設された一対の支持板部194d,194fは、駆動ネジ194cをその軸方向に回転可能に支持する。ここで、駆動ネジ194cは、支持板部194d,194fと協働して、遮蔽板91,92を開閉動作させるための駆動部材として機能する。この駆動ネジ194cに設けたヘッド194jとリンク194kとの周囲には、環状の溝GR1,GR2がそれぞれ形成されており、両溝GR1,GR2は、両支持板部194d,194fのU字溝に嵌合しており、両支持板部194d,194fによる駆動ネジ194cの保持を緩みないものとしている。ヘッド194jとリンク194kとの図面右側(X方向)には、ネジ部SC1,SC2がそれぞれ延びており、遮蔽板91,92の下端に立設された一対の支持板部91g,92gに穿設した開口と螺合する。ここで、両ネジ部SC1,SC2の外周には、逆方向のネジ山が切ってあり、駆動ネジ194cの回転に伴って、遮蔽板91,92が互いに近接したり離間したりするようになっている。この際、案内板91h,92hに穿設した開口に駆動ネジ194cが貫通して嵌合しており、遮蔽板91,92のY方向に延びる姿勢を保持することができる。
The latter
なお、駆動ネジ194cを例えば時計方向に回転させて両遮蔽板91,92を互いに近接させる際に、立設板194mと案内板91hは、互いに協働して遮蔽板91が+X方向に移動する際の制限として機能し、リンク194kと支持板部92gも、互いに協働して遮蔽板92が−X方向に移動する際の制限として機能する。また、駆動ネジ194cを例えば反時計方向に回転させて回転させて両遮蔽板91,92を互いに離間させる際に、ヘッド194jと支持板部91gは、互いに協働して遮蔽板91が−X方向に移動する際の制限として機能し、立設板194nと案内板92hも、互いに協働して遮蔽板92が+X方向に移動する際の制限として機能する。以上により、両遮蔽板91,92を一定の範囲で同期して移動させることができ、可変絞り90の開口APを広狭自在に調節することができる。
When the
以下、本実施形態に係るプロジェクタ10の動作について説明する。光源装置20からの照明光は、均一化光学系30を経てその偏光方向が揃えられた後、色分離光学系40に設けた第1及び第2ダイクロイックミラー41a,41bによって色分割され、対応する液晶パネル51b,51r,51gに各色光LB,LR,LGとしてそれぞれ入射する。各液晶パネル51b,51r,51gは、外部からの画像信号によって変調されて2次元的屈折率分布を有しており、各色光LB,LR,LGを2次元空間的に画素単位で変調する。このように、各液晶パネル51b,51r,51gで変調された各色光LB,LR,LGすなわち像光は、クロスダイクロイックプリズム60で合成された後、投射レンズ70に入射する。投射レンズ70に入射した像光は、不図示のスクリーンに投影される。なお、本プロジェクタ10では、色分離光学系40等の組み立て時或いはその後において、第3光路OP3上に配置される可変絞り90の開口調整を行うことで、液晶パネル51gの被照射領域における緑色光LGの照度を適宜変化させることができる。つまり、熱的影響を受けやすいNDフィルタを用いることなく、各液晶パネル51b,51r,51gを所望のバランスで照明することができる。よって、各液晶パネル51b,51r,51gを通過して合成され投射レンズ70によってスクリーン上に投影されるカラー画像のホワイトバランスを簡易に調整することができる。
Hereinafter, the operation of the
なお、この発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。 In addition, this invention is not restricted to said embodiment, In the range which does not deviate from the summary, it can implement in a various aspect, For example, the following deformation | transformation is also possible.
上記実施形態のプロジェクタ10では、光源装置20として高圧水銀ランプを用いているが、高圧水銀ランプの代わりに、他のメタルハライドランプ、希ガス放電ランプ等を用いることもできる。この場合も、緑色光用の第3光路OP3上に可変絞り90を配置して開口調節することにより、上記ランプ光源からの照明光のホワイトバランスを適宜調整することができる。
In the
また、色分離光学系40に組み込まれる可変絞り90を駆動・固定するための遮蔽板ホルダ194の構造は、図5に例示されるものに限定されることなく、様々なものとすることができる。
Further, the structure of the shielding
また、上記実施形態では、光源装置20からの光を複数の部分光束に分割するため、2つのフライアイ光学系31,32を用いていたが、この発明は、このようなフライアイ光学系すなわちレンズアレイを用いないプロジェクタにも適用可能である。さらに、フライアイ光学系31,32をロッドインテグレータに置き換えることもできる。この場合、ロッドインテグレータ後段のリレー光学系のうち光源像が形成される位置近傍に配置されるレンズに隣接して可変絞り90を配置する。
In the above embodiment, the two fly's eye
また、上記プロジェクタ10において、光源装置20からの光を特定方向の偏光とする偏光変換部材34を用いていたが、この発明は、このような偏光変換部材34を用いないプロジェクタにも適用可能である。
In the
また、上記実施形態では、透過型のプロジェクタに本発明を適用した場合の例について説明したが本発明は、反射型プロジェクタにも適用することが可能である。ここで、「透過型」とは、液晶パネル等を含むライトバルブが光を透過するタイプであることを意味しており、「反射型」とは、ライトバルブが光を反射するタイプであることを意味している。反射型プロジェクタの場合、ライトバルブは液晶パネルのみによって構成することが可能であり、一対の偏光板は不要である。なお、光変調装置は液晶パネル等に限られず、例えばマイクロミラーを用いた光変調装置であってもよい。 In the above embodiment, an example in which the present invention is applied to a transmissive projector has been described. However, the present invention can also be applied to a reflective projector. Here, “transmission type” means that the light valve including the liquid crystal panel is a type that transmits light, and “reflection type” is a type that the light valve reflects light. Means. In the case of a reflection type projector, the light valve can be constituted only by a liquid crystal panel, and a pair of polarizing plates is unnecessary. The light modulation device is not limited to a liquid crystal panel or the like, and may be a light modulation device using a micromirror, for example.
また、プロジェクタとしては、投写面を観察する方向から画像投写を行う前面プロジェクタと、投写面を観察する方向とは反対側から画像投写を行う背面プロジェクタとがあるが、図1に示すプロジェクタの構成は、いずれにも適用可能である。 Further, as the projector, there are a front projector that projects an image from the direction of observing the projection plane and a rear projector that projects an image from the opposite side to the direction of observing the projection plane. The projector configuration shown in FIG. Is applicable to both.
10…プロジェクタ、 20…光源装置、 30…均一化光学系、 31,32…フライアイ光学系、 34…偏光変換部材、 40…色分離光学系、 41a,41b…ダイクロイックミラー、 42a,42b,42c…反射ミラー、 42b,42c,45a,45b,45c…リレー光学系、 43r,43b…フィールドレンズ、 45a,45b,45c…リレーレンズを構成するレンズ、 50…光変調部、 51b,51r,51g…液晶パネル、 52b,52r,52g…偏光フィルタ、 60…クロスダイクロイックプリズム、 70…投射レンズ、 90…可変絞り、 91,92…遮蔽板、 190…レンズユニット、 193…レンズホルダ、 194…遮蔽板ホルダ、 194a…座板、 194b…ガイド板、 194c…駆動ネジ、 194j…ヘッド、 194k…リンク、 AP…開口、 LB,LR,LG…各色光、 OA…光軸、 OP1…第1光路、 OP2…第2光路、 OP3…第3光路
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記照明装置から射出された照明光から青色光、赤色光、及び緑色光を分岐して、前記青色光、赤色光、及び緑色光を、第1から第3光路にそれぞれ導く色分離光学系と、
前記第1から第3光路上にそれぞれ配置され、前記青色光、赤色光、及び緑色光によってそれぞれ照明される第1から第3光変調装置と、
を備えるプロジェクタであって、
前記照明装置から前記第3光変調装置までの距離は、前記照明装置から前記第1光変調装置までの距離及び前記照明装置から前記第2光変調装置までの距離よりも長く、
前記第3光路には、光入射側に配置される第1のレンズと、光射出側に配置される第2のレンズと、前記第1及び第2のレンズの間に配置される第3のレンズとを有するリレー光学系が設けられ、
前記第3のレンズの入射側又は射出側の近傍に、前記緑色光を部分的に遮蔽可能な可変絞りが配置されているプロジェクタ。 An illuminating device including a light source device having a lamp main body forming a light emitting unit and a concave mirror that reflects light emitted from the lamp main body;
A color separation optical system that branches blue light, red light, and green light from the illumination light emitted from the illumination device and guides the blue light, red light, and green light to first to third optical paths, respectively; ,
First to third light modulators respectively disposed on the first to third optical paths and illuminated by the blue light, red light, and green light, respectively;
A projector comprising:
The distance from the illumination device to the third light modulation device is longer than the distance from the illumination device to the first light modulation device and the distance from the illumination device to the second light modulation device,
The third optical path includes a first lens disposed on the light incident side, a second lens disposed on the light exit side, and a third lens disposed between the first and second lenses. A relay optical system having a lens,
A projector in which a variable stop capable of partially shielding the green light is disposed in the vicinity of an incident side or an emission side of the third lens.
A light combining optical system that combines image light of each color obtained by modulating the blue light, red light, and green light by the first to third light modulation devices, and combined light emitted from the light combining optical system The projector according to claim 1, further comprising: a projection optical system that projects
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JP2012155341A (en) * | 2012-04-19 | 2012-08-16 | Hitachi Ltd | Projection type video display device |
CN106842784A (en) * | 2015-12-03 | 2017-06-13 | 深圳市绎立锐光科技开发有限公司 | A kind of optical projection system and projecting method |
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2004
- 2004-09-15 JP JP2004267878A patent/JP2006084618A/en not_active Withdrawn
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