JP2007114347A - 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カラー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 a color image using a light modulation device such as a liquid crystal panel.
従来のプロジェクタとして、RGBの三色の光路上に配置された各色用液晶パネルの透
過率を変調するとともに、分光された光を合成した後の光路上に設けた高精細液晶パネル
の透過率を変調し、カラー画像表示時には、高精度液晶パネルから射出する各成分の光の
透過率をR,G,Bの逆γ補正値に比例させるものが存在する(特許文献1参照)。
As a conventional projector, the transmittance of each color liquid crystal panel arranged on the RGB three-color optical path is modulated, and the transmittance of the high-definition liquid crystal panel provided on the optical path after combining the dispersed light is adjusted. When modulating and displaying a color image, there is one that makes the light transmittance of each component emitted from a high-precision liquid crystal panel proportional to the inverse γ correction values of R, G, and B (see Patent Document 1).
同様のプロジェクタとして、映像表示液晶パネルと、照度表示液晶パネルとを備えるも
の(特許文献2参照)、各色用の第1〜第3の光変調器と、合成光用の光変調器とを備え
るもの(特許文献3参照)、第1の光変調器と、第2の光変調器とを備えるもの(特許文
献4参照)が存在する。
しかし、上記のようなプロジェクタは、各色用液晶パネル等によって形成された像を高
精度のリレーレンズによって高精細液晶パネル等に投影する必要があり、光学系が全体と
して大型化する傾向がある。
However, the projector as described above needs to project an image formed by each color liquid crystal panel or the like onto a high-definition liquid crystal panel or the like by a high-precision relay lens, and the optical system tends to increase in size as a whole.
そこで、本発明は、2段で光変調を行うプロジェクタであって、光学系の大型化を抑え
たプロジェクタを提供することを目的とする。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a projector that performs light modulation in two stages and that suppresses an increase in the size of an optical system.
上記課題を解決するため、本発明に係る第1のプロジェクタは、(a)光源を含む照明
装置と、(b)照明装置からの光を複数の色光に分離する色分離光学系と、(c)複数の
色光を画像情報に応じてそれぞれ変調する第1光変調装置と、(d)第1光変調装置で変
調された各色の変調光を合成する光合成光学系と、(e)光合成光学系によって合成され
た合成光を一旦結像させるリレーレンズと、(f)リレーレンズによって結像された像光
を画像情報に応じて変調する第2光変調装置と、(g)第2光変調装置で変調された像光
を投射する投射光学系とを備える。さらに、第1のプロジェクタにおいて、照明装置が、
第1方向から略直交する第2方向に折れ曲がる光路を有し、色分離光学系、第1光変調装
置、及び光合成光学系が、前記光合成光学系から射出される像光を第1方向に平行で逆進
する第3方向に射出させる光路を有する。
In order to solve the above problems, a first projector according to the present invention includes (a) an illumination device including a light source, (b) a color separation optical system that separates light from the illumination device into a plurality of color lights, and (c 1) a first light modulation device that modulates a plurality of color lights in accordance with image information; (d) a light combining optical system that combines the modulated light of each color modulated by the first light modulation device; and (e) a light combining optical system. A relay lens that temporarily forms an image of the combined light synthesized by the above, (f) a second light modulation device that modulates the image light imaged by the relay lens according to image information, and (g) a second light modulation device. A projection optical system for projecting the image light modulated in (1). Further, in the first projector, the lighting device is
An optical path that bends in a second direction substantially orthogonal from the first direction, and the color separation optical system, the first light modulation device, and the light combining optical system parallelize the image light emitted from the light combining optical system in the first direction. And has an optical path that emits light in the third direction.
上記プロジェクタでは、照明装置が、第1方向から略直交する第2方向に折れ曲がる光
路を有し、色分離光学系、第1光変調装置、及び光合成光学系が、光合成光学系から射出
される像光を第1方向に平行で逆進する第3方向に射出させる光路を有するので、照明装
置から光合成光学系にかけて第1から第3方向に2段階で折れ曲がるコ字状の光路が形成
される。よって、プロジェクタを構成する光学系を狭い矩形空間に収めることができ、プ
ロジェクタの小型化を達成することができる。
In the projector, the illumination device has an optical path that is bent in a second direction substantially orthogonal from the first direction, and the color separation optical system, the first light modulation device, and the light synthesis optical system are emitted from the light synthesis optical system. Since it has an optical path for emitting light in a third direction that travels in parallel and reverse to the first direction, a U-shaped optical path that is bent in two stages from the first to the third direction is formed from the illumination device to the light combining optical system. Therefore, the optical system constituting the projector can be stored in a narrow rectangular space, and the projector can be reduced in size.
本発明の具体的な態様では、上記第1のプロジェクタにおいて、投射光学系及びリレー
レンズのいずれか一方が、光合成光学系からの光を第2方向に平行で逆進する第4方向に
射出させる光路を有するとともに、光合成光学系を経た光を第3方向から第4方向に折り
曲げるミラーを含む。この場合、全体として第1から第4方向に3段階で折れ曲がるロ字
状の光路が形成され、プロジェクタをより小型化することができる。
In a specific aspect of the present invention, in the first projector, one of the projection optical system and the relay lens emits light from the light combining optical system in a fourth direction that is parallel to the second direction and reverses. A mirror is included that has an optical path and that bends light that has passed through the light combining optical system from the third direction to the fourth direction. In this case, as a whole, a rectangular optical path that is bent in three stages in the first to fourth directions is formed, and the projector can be further downsized.
本発明の別の態様では、上記第1のプロジェクタにおいて、投射光学系が、第2光変調
装置から第3方向に射出された像光をそのまま第3方向に射出させる光路を有する。この
場合、投射光学系が直線型となっており、投射光学系を比較的中央に配置し易くなる。な
お、プロジェクタが天井側に固定される場合、通常スクリーンの中央に対応して天吊り器
具が天井に設置されることが多い。そのため、上述のように投射光学系をプロジェクタの
中央側に配置することにより、画像の歪や明るさの均一性を考慮してプロジェクタをセッ
トする作業が簡単かつ高精度となる。
In another aspect of the present invention, in the first projector, the projection optical system has an optical path for emitting the image light emitted from the second light modulation device in the third direction as it is in the third direction. In this case, the projection optical system is a linear type, and the projection optical system is easily arranged at the center. When the projector is fixed on the ceiling side, a ceiling hanger is usually installed on the ceiling corresponding to the center of the screen. Therefore, by disposing the projection optical system on the center side of the projector as described above, the operation of setting the projector in consideration of image distortion and brightness uniformity becomes simple and highly accurate.
また、本発明に係る第2のプロジェクタは、(a)光源を含む照明装置と、(b)照明
装置からの光を複数の色光に分離する色分離光学系と、(c)複数の色光を画像情報に応
じてそれぞれ変調する第1光変調装置と、(d)第1光変調装置で変調された各色の変調
光を合成する光合成光学系と、(e)光合成光学系によって合成された合成光を一旦結像
させるリレーレンズと、(f)リレーレンズによって結像された像光を画像情報に応じて
変調する第2光変調装置と、(g)第2光変調装置で変調された像光を投射する投射光学
系とを備える。そして、第2のプロジェクタにおいて、色分離光学系、第1光変調装置、
及び光合成光学系が、前記色分離光学系に第1方向から入射した光を、前記光合成光学系
から前記第1方向に略直交する第2方向に射出させるように折れ曲がる光路を有し、投射
光学系及びリレーレンズのいずれか一方が、光合成光学系からの光を第1方向に平行で逆
進する第3方向に射出させる光路を有する。
A second projector according to the present invention includes (a) an illumination device including a light source, (b) a color separation optical system that separates light from the illumination device into a plurality of color lights, and (c) a plurality of color lights. A first light modulation device that modulates each image according to image information; (d) a light combining optical system that combines the modulated light beams of the respective colors modulated by the first light modulation device; and (e) a combination combined by the light combining optical system. A relay lens that forms an image of light once; (f) a second light modulation device that modulates image light imaged by the relay lens according to image information; and (g) an image modulated by the second light modulation device. A projection optical system for projecting light. In the second projector, the color separation optical system, the first light modulation device,
And a light combining optical system having a light path that is bent so that light incident on the color separation optical system from the first direction is emitted from the light combining optical system in a second direction substantially orthogonal to the first direction, Either one of the system and the relay lens has an optical path for emitting light from the light combining optical system in a third direction that is parallel to the first direction and travels backward.
上記プロジェクタでは、色分離光学系、第1光変調装置、及び光合成光学系が、色分離
光学系に第1方向から入射した光を、光合成光学系から第1方向に略直交する第2方向に
射出させるように折れ曲がる光路を有し、投射光学系やリレーレンズが、光合成光学系か
らの光を第1方向に平行で逆進する第3方向に射出させる光路を有するので、色分離光学
系から投射光学系にかけて第1から第3方向に2段階で折れ曲がるコ字状の光路が形成さ
れる。よって、プロジェクタを構成する光学系を狭い矩形空間に収めることができ、プロ
ジェクタの小型化を達成することができる。
In the projector, the color separation optical system, the first light modulation device, and the light combining optical system transmit light incident on the color separation optical system from the first direction in a second direction substantially orthogonal to the first direction from the light combining optical system. Since the projection optical system and the relay lens have an optical path that emits light from the light combining optical system in a third direction that is parallel to the first direction and reversely travels, from the color separation optical system. A U-shaped optical path that is bent in two stages in the first to third directions is formed over the projection optical system. Therefore, the optical system constituting the projector can be stored in a narrow rectangular space, and the projector can be reduced in size.
本発明の具体的な態様では、上記第2のプロジェクタにおいて、照明装置が、光源から
第1方向に射出された光を第1方向に射出させる光路を有する。この場合、照明装置が直
線型となっており、光の利用効率を高めたプロジェクタによって高輝度の画像を投射する
ことができる。
In a specific aspect of the present invention, in the second projector, the illumination device has an optical path for emitting light emitted from the light source in the first direction in the first direction. In this case, the illuminating device is a linear type, and a high-luminance image can be projected by a projector with improved light utilization efficiency.
本発明の別の態様では、上記第1及び第2のプロジェクタにおいて、色分離光学系が、
照明装置からの光を第1色光と第2及び第3色光とに分岐する第1ダイクロイックミラー
と、第2色光と第3色光とを分岐する第2ダイクロイックミラーと、第1及び第3色光を
光路の折り曲げによって光合成光学系に導く複数のミラーとを有し、光合成光学系が、断
面X字に配置された一対のダイクロイックミラーを有する。この場合、色分離光学系や光
合成光学系の構造を簡単化しつつ省スペース化を達成することができる。
In another aspect of the present invention, in the first and second projectors, the color separation optical system includes:
A first dichroic mirror for branching light from the illumination device into first color light and second and third color light; a second dichroic mirror for branching second color light and third color light; and first and third color light A plurality of mirrors guided to the light combining optical system by bending the optical path, and the light combining optical system has a pair of dichroic mirrors arranged in an X-shaped section. In this case, space saving can be achieved while simplifying the structure of the color separation optical system and the photosynthesis optical system.
本発明のさらに別の態様では、色分離光学系、第1光変調装置、及び光合成光学系が、
一体化されている。この場合、これらの部分をユニットとして取り扱うことができ、高精
度化や小型化を簡易に達成することができる。
In still another aspect of the present invention, the color separation optical system, the first light modulation device, and the light combining optical system include:
It is integrated. In this case, these portions can be handled as a unit, and high accuracy and miniaturization can be easily achieved.
〔第1実施形態〕
図1は、本発明の第1実施形態に係るプロジェクタ10の光学系を示す模式図である。
このプロジェクタ10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、この光学像をスクリーン(不図示)上に拡大投射するための光学機器であり、光
源ランプユニット20、均一照明光学系30、色分離装置40、光変調部50、クロスダ
イクロイックプリズム60、リレーレンズユニット70、輝度変調装置80、及び投射光
学系90を備えて構成される。ここで、均一照明光学系30、色分離装置40、光変調部
50、及びクロスダイクロイックプリズム60は、遮光体からなるケーシングに収納され
て一体化されており、取扱や精度確保の便宜が図られている。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a schematic diagram showing an optical system of a
The
光源ランプユニット20は、光源ランプ21から周囲に放射された光束を集めて射出し
、均一照明光学系30及び色分離装置40を介して光変調部50を照明するための光源で
あり、発光管である光源ランプ21と、光源ランプ21から射出された光源光を反射する
楕円の凹面鏡22と、凹面鏡22で反射された光源光から赤外線を除去するフィルタ23
とを備える。この光源ランプユニット20において、光源ランプ21から射出された光源
光は、凹面鏡22を経て収束しつつフィルタ23を通過して均一照明光学系30側に射出
される。
The light
With. In the light
均一照明光学系30は、光源ランプユニット20から射出された光束をコリメートした
後に複数の部分光束に分割し、これら複数の光束を対象とする照明領域に重畳して入射さ
せ、この照明領域の面内照度を均一化するための光学系であり、光源ランプユニット20
と協働して照明光を発生するための照明装置として機能する。均一照明光学系30は、凹
レンズ39、第1レンズアレイ31、第2レンズアレイ32、偏光変換部材34、コンデ
ンサレンズ35、及びミラー37を備えている。
The uniform illumination
It functions as an illuminating device for generating illumination light in cooperation with. The uniform illumination
凹レンズ39は、光源ランプユニット20から第1方向ABに射出された光源光を平行
化し、前方側すなわち第1レンズアレイ31側に射出させる。なお、上述した楕円の凹面
鏡22に代えて放物面等の各種凹面鏡を用いることができ、この場合、凹面鏡22の後段
に凹レンズ39を設けなくとも、第1レンズアレイ31に平行光束を入射させることがで
きる。
The
第1レンズアレイ31は、凹レンズ39を経た光源ランプユニット20からの光束を複
数の部分光束に分割する光束分割光学素子としての機能を有し、システム光軸IXと直交
する面内にマトリッ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。各小レンズ
の輪郭形状は、後述する光変調部50を構成する液晶ライトバルブ51b,51g,51
rの画像形成領域の形状とほぼ相似形をなすように設定されている。第2レンズアレイ3
2は、前述した第1レンズアレイ31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レンズアレイ31と同様にシステム光軸IXに直交する面内にマトリック
ス状に配列される複数の小レンズを備えているが、集光を目的としているため、各小レン
ズの輪郭形状が液晶ライトバルブ51b,51g,51rの画像形成領域の形状と対応し
ている必要はない。
The
It is set so as to be almost similar to the shape of the image forming area of r. Second lens array 3
Reference numeral 2 denotes an optical element that condenses a plurality of partial light beams divided by the
偏光変換部材34は、PBSアレイと位相差板とで形成されており、第1レンズアレイ
31により分割された各部分光束の偏光方向を一方向の直線偏光に揃える役割を有する。
この偏光変換部材34のPBSアレイは、詳細な図示を省略しているが、システム光軸I
Xに対して傾斜配置される偏光分離膜及び反射ミラーを交互に配列した構成を具備する。
前者の偏光分離膜は、各部分光束に含まれるP偏光光束及び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、後者の反射
ミラーによって曲折され、一方の偏光光束の射出方向、すなわちシステム光軸IX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、偏光変換部材34のPBSアレ
イの光束射出面にストライプ状に設けられる位相差板によって偏光変換され、すべての偏
光光束の偏光方向が揃えられる。このような偏光変換部材34を用いることにより、光源
ランプ21から射出される光束を、一方向の偏光光束に揃えることができるため、光変調
部50で利用する光源光の利用率を向上させることができる。
The
Although the PBS array of the
A configuration in which polarization separation films and reflection mirrors that are inclined with respect to X are alternately arranged is provided.
The former polarization separation film transmits one polarized light beam among the P-polarized light beam and S-polarized light beam included in each partial light beam, and reflects the other polarized light beam. The other polarized light beam reflected is bent by the latter reflecting mirror and emitted in the emission direction of the one polarized light beam, that is, the direction along the system optical axis IX. One of the emitted polarized light beams is polarized and converted by a phase difference plate provided in a stripe shape on the light beam exit surface of the PBS array of the
コンデンサレンズ35は、第1レンズアレイ31、第2レンズアレイ32、及び偏光変
換部材34を経た複数の部分光束を集光して液晶ライトバルブ51b,51g,51rの
画像形成領域上に重畳させて入射させるための重畳光学素子である。このコンデンサレン
ズ35から射出された光束は、均一化されつつ次段の色分離装置40に射出される。つま
り、両レンズアレイ31,32とコンデンサレンズ35とを経た照明光は、以下に詳述す
る色分離装置40を経て、光変調部50すなわち各色の液晶ライトバルブ51b,51g
,51rの画像形成領域を均一に重畳照明する。
The
, 51r are uniformly superimposed and illuminated.
ミラー37は、システム光軸IXを紙面に平行な面内で90°折り曲げる。つまり、コ
ンデンサレンズ35から射出された光束は、ミラー37によって、当初の第1方向ABか
らこれに直交する第2方向CDに折り曲げられて色分離装置40に入射する。換言すると
、ミラー37を設けることによって、光源ランプユニット20や均一照明光学系30から
の光路が延びる方向を90°切り替えることができる。
The
色分離装置40は、照明光を各色に分離して光変調部50に導く色分離光学系として機
能し、第1及び第2ダイクロイックミラー41a,41b、反射ミラー42a,42b,
42c、フィールドレンズ43r,43b,43g、及びリレー光学系46を備える。こ
れらのうち、第1及び第2ダイクロイックミラー41a,41bを含んで構成される光学
部分は、照明光を青(B)色光、緑(G)色光、及び赤(R)色光の3つの光束に分離す
る。各ダイクロイックミラー41a,41bは、透明基板上に、所定の波長領域の光束を
反射し他の波長領域の光束を透過する波長選択作用を有する誘電体多層膜を形成すること
によって得た光学素子であり、システム光軸IXに対してともに傾斜した状態で配置され
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のうち緑色光LGを反射し赤色光LRを
透過させる。
The
42c,
この色分離装置40において、光源ランプユニット20から均一照明光学系30を経て
入射した照明光は、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
を経て最終段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4
1aを透過して第2ダイクロイックミラー41bで反射された緑色光LGは、第2光路O
P2に導かれ最終段のフィールドレンズ43gに入射する。さらに、第2ダイクロイック
ミラー41bを通過した赤色光LRは、第3光路OP3に導かれ、反射ミラー42b,4
2cやリレー光学系46を経て最終段のフィールドレンズ43rに入射する。なお、色分
離装置40の射出側に設けられた各フィールドレンズ43r,43b,43gは、第2レ
ンズアレイ32から射出され光変調部50に入射する各部分光束が、システム光軸IXに
対して適当な角度で入射するように設けられている。
In the
Then, it enters the
The green light LG transmitted through 1a and reflected by the second
It is guided to P2 and enters the final
The light then enters the final
なお、リレー光学系46は、図面からも明らかなように、光源ランプユニット20から
各色の液晶ライトバルブ51b,51g,51rまでの各光路OP1,OP2,OP3の
うち距離が最も長くなっている赤色用の第3光路OP3上に配置されている。リレー光学
系46は、光路に沿って第1レンズ46aと第2レンズ46bとを有しており、入射側の
第1レンズ46aの直前に形成された像を、次段の第2レンズ46bを介して、ほぼその
まま射出側のフィールドレンズ43r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。
As is clear from the drawing, the relay
光変調部50は、3色の照明光LB,LG,LRがそれぞれ入射する3つの液晶ライト
バルブ51b,51g,51rを備える。各液晶ライトバルブ51b,51g,51rは
、照明光を変調して像光とする第1光変調装置として機能し、3つの液晶パネルと、各液
晶パネルを挟むように配置される3組の偏光フィルタとを備える。つまり、各色用の液晶
ライトバルブ51b,51g,51rは、各色用の液晶パネルと、これを挟む一対の偏光
フィルタとによって、各色の照明光を2次元的に輝度変調することができる。なお、液晶
ライトバルブ51b,51g,51rに組み込まれる液晶パネルは、一対の透明なガラス
基板間に電気光学物質である液晶を密閉封入したものであり、例えば、ポリシリコンTF
Tをスイッチング素子として、与えられた画像信号に従って、それぞれに入射した偏光光
束の偏光方向を変調する。
The
Using T as a switching element, the polarization direction of the polarized light beam incident on each is modulated in accordance with a given image signal.
この光変調部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を介して液晶ライトバルブ51bの画像形成領域に入射する。第2光路OP2に
導かれた緑色光LGは、フィールドレンズ43gを介して液晶ライトバルブ51gの画像
形成領域に入射する。第3光路OP3に導かれた赤色光LRは、第1及び第2レンズ46
a,46bからなるリレー光学系46及びフィールドレンズ43rを介して液晶ライトバ
ルブ51rの画像形成領域に入射する。各液晶ライトバルブ51b,51g,51rにそ
れぞれ入射した各色光LB,LG,LRは、各液晶ライトバルブ51b,51g,51r
に画像情報に応じて電気的信号として入力された駆動信号或いは制御信号に応じて、画素
単位で透過状態が調整される。その際、各液晶ライトバルブ51b,51g,51rを構
成する3組の偏光フィルタによって、これらに挟まれた液晶パネル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
The light enters the image forming area of the liquid
The transmission state is adjusted on a pixel-by-pixel basis in accordance with a drive signal or control signal input as an electrical signal in accordance with image information. At that time, the polarization direction of the illumination light incident on the liquid crystal panel sandwiched between the three sets of polarizing filters constituting the liquid crystal
クロスダイクロイックプリズム60は、射出側偏光板から射出された各色光毎に変調さ
れた光学像を合成してカラー画像を形成する光合成光学系である。このクロスダイクロイ
ックプリズム60は、4つの直角プリズムを貼り合わせた平面視略正方形状の四角柱であ
り、直角プリズム同士を貼り合わせた界面には、X字状に交差する一対の誘電体多層膜6
1,62が形成されている。一方の第1誘電体多層膜61は、青色光を反射するダイクロ
イックミラーであり、他方の第2誘電体多層膜62は、赤色光を反射するダイクロイック
ミラーである。このクロスダイクロイックプリズム60は、液晶ライトバルブ51bから
の青色光LBを第1誘電体多層膜61で反射して進行方向右のリレーレンズユニット70
側に射出させ、液晶ライトバルブ51rからの赤色光LRを第2誘電体多層膜62で反射
して進行方向左のリレーレンズユニット70側に射出させ、液晶ライトバルブ51gから
の緑色光LGを両誘電体多層膜61,62を介して直進・射出させる。クロスダイクロイ
ックプリズム60から射出される合成光は、結果的に、色分離装置40に第2方向CDから
入射した光を直交する第3方向EFに折り曲げて進行させたものとなっている。
The cross
1,62 are formed. One first
The red light LR from the liquid
リレーレンズユニット70は、3つの液晶ライトバルブ51b,51g,51rの画像
形成領域上に形成された3つの像光(光強度分布)を、途中のクロスダイクロイックプリ
ズム60で合成しながら、後述する輝度変調装置80の画像形成領域上にその光強度分布
をほぼ保存した状態で、かつ、光損失を殆ど伴うことなく正確に伝達する機能を有する。
なお、リレーレンズユニット70は、例えば数10ミクロンオーダで等倍の投射像形成を
可能にするため、球面や非球面を含む多数のレンズ要素で構成されており、通常両側にテ
レセントリックで色収差が精密に補正された高精度のリレーレンズとなっている。
The
The
輝度変調装置80は、輝度変調を目的とする第2光変調装置すなわち液晶ライトバルブ
からなり、液晶ライトバルブ51b,51g,51rと同様に、液晶パネルと、液晶パネ
ルを挟むように配置される1組の偏光フィルタとを備える。輝度変調装置80を構成する
液晶ライトバルブは、透過率を独立に制御可能な複数の画素をマトリックス状に配列した
構成となっており、上述した液晶ライトバルブ51b,51g,51rからの3つの像光
を合成した合成光を、表示画像データに基づいて再度光変調し、最終的に投射すべき像光
に対応する変調光を射出する。輝度変調装置80を経た像光は、光変調部50との組み合
わせによって2段階で変調されており、かかる2段階の変調によって極めてコントラスト
の高いものとなっている。
The
投射光学系90は、反射プリズム91と、投射レンズ92とを備えており、輝度変調装
置80の液晶ライトバルブに画像形成領域上に形成された光学像の像光を、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する。ここで、輝度変調装置80から射
出された光束は、反射プリズム91に設けたミラー91aによって、リレーレンズユニッ
ト70が延びる第3方向EFからこれに直交する第4方向GHに折り曲げられて投射光学
系90に入射する。
The projection
以下、図1に示すプロジェクタ10の動作について説明する。光源ランプユニット20
からの光は、均一照明光学系30を経て均一化され、第1方向ABから第2方向CDに9
0°折り曲げられて色分離装置40に入射する。均一照明光学系30から射出された照明
光は、色分離装置40で青、緑、及び赤色光LB,LG,LRに分離され、各液晶ライト
バルブ51b,51g,51rで各色ごとに変調され、クロスダイクロイックプリズム6
0を経てカラーの像光として光学的に合成される。この際、色分離装置40に入射した照
明光は、クロスダイクロイックプリズム60から合成光として射出される際に、第2方向
CDから第3方向EFに90°折り曲げられた状態となる。この第3方向EFは、第1方
向ABと平行で逆向きとなっている。クロスダイクロイックプリズム60で合成された像
光は、リレーレンズユニット70によって輝度変調装置80に再結像され、輝度変調装置
80で輝度変調された像光は、投射光学系90を経る際に第3方向EFから第4方向GH
に90°折り曲げられて、プロジェクタ10の前方に配置されたスクリーン(不図示)に
投射される。この第4方向GHは、第2方向CDと平行で逆向きとなっている。結果的に
、プロジェクタ10内での光路は、第1方向ABから、第2方向CD及び第3方向EFを
経て、第4方向GHへと順次変化しており、プロジェクタ10を構成する光学系は、ロ字
状の光路に効率的に収まった小型のものとなっている。よって、プロジェクタ10を小型
の光学系によって極めて狭い矩形空間内に収納することができ、プロジェクタ10の小型
化を効率的に達成することができる。
Hereinafter, the operation of the
From the first direction AB to the second direction CD is made uniform through the uniform illumination
It is bent by 0 ° and enters the
Through 0, it is optically synthesized as color image light. At this time, when the illumination light incident on the
And is projected onto a screen (not shown) disposed in front of the
なお、以上の第1実施形態では、輝度変調装置80を反射プリズム91の前段に配置し
ているが、輝度変調装置80を反射プリズム91の後段に配置することもできる。この場
合、投射レンズ92のバックフォーカスを短くできるという利点がある。
In the first embodiment described above, the
〔第2実施形態〕
以下、第2実施形態のプロジェクタについて説明する。なお、第2実施形態のプロジェ
クタは、第1実施形態のプロジェクタを一部変更したものであり、同一部分には同一の符
号を付して重複説明を省略する。また、特に説明しない部分については、第1実施形態と
同様であるものとする。
[Second Embodiment]
Hereinafter, the projector according to the second embodiment will be described. Note that the projector according to the second embodiment is obtained by partially changing the projector according to the first embodiment, and the same portions are denoted by the same reference numerals and redundant description is omitted. In addition, parts that are not particularly described are the same as those in the first embodiment.
図2は、第2実施形態のプロジェクタ110を説明する平面図である。このプロジェク
タ110は、直線型の投射光学系190を有する。つまり、クロスダイクロイックプリズ
ム60で合成された像光は、リレーレンズユニット70によって輝度変調装置80に再結
像され、輝度変調装置80で輝度変調された像光は、投射光学系190によってプロジェ
クタ110の前方に配置されたスクリーン(不図示)に投射される。結果的に、プロジェ
クタ110内での光路は、第1方向ABから、第2方向CDを経て、第3方向EFへと順
次変化しており、プロジェクタ110を構成する光学系は、コ字状の光路に効率的に収ま
った小型のものとなっている。よって、プロジェクタ110の小型化を達成することがで
きる。さらに、このプロジェクタ110では、投射光学系190が直線型となっており、
投射光学系190を比較的プロジェクタ110の中央に配置することができるので、プロ
ジェクタ110の構造や外観上のバランスを高めるとともに、プロジェクタ110設置や
調整が簡単に行なうことができる。特に、輝度変調装置80を備えるプロジェクタ110
は高級大型であり、ホール等の天井側に固定され天吊り状態で使用される場合が多い。さ
らに、天吊り器具は、通常スクリーンの中央に対置される。このため、投射光学系190
が装置の中央に配置されたプロジェクタ110では、天吊り金具へのセッティングに際し
て画像の歪や明るさの均一性を簡単に確保することができる。さらに、投射光学系が装置
の偏った位置(たとえば投写方向からみて装置の左右いずれか側に偏っている位置)に配
置されたプロジェクタでは、投射光学系がスクリーンの中央に応じた位置に配置されるよ
うに天吊り器具の位置をスクリーン中央からはずれた位置に付け替えていたが、本実施形
態のプロジェクタ110ではそのような必要がなくなる。または、前述のような投射光学
系が装置の偏った位置に配置されたプロジェクタを、スクリーンの中央に応じて取り付け
られた天吊り金具に取り付けた場合、該プロジェクタは、スクリーンに対して左右いずれ
かにずれて配置されるので、インテリアとしてバランスが悪くなり、美観を損ねる可能性
が増大するが、本実施形態に記載のプロジェクタ110では設置場所での美観を損ねるこ
とはない。
FIG. 2 is a plan view illustrating the
Since the projection
Are large and large, and are often fixed to the ceiling of a hall or the like and used in a suspended state. Further, the ceiling hanger is usually placed in the center of the screen. Therefore, the projection
In the
〔第3実施形態〕
以下、第3実施形態のプロジェクタについて説明する。なお、第3実施形態のプロジェ
クタは、第1実施形態のプロジェクタを一部変更したものである。
[Third Embodiment]
Hereinafter, the projector according to the third embodiment will be described. Note that the projector of the third embodiment is a partial modification of the projector of the first embodiment.
図3は、第3実施形態のプロジェクタ210を説明する平面図である。このプロジェク
タ210は、均一照明光学系230を有する。つまり、光源ランプユニット20から第2
方向CDに射出された光は、均一照明光学系230を経て均一化され、第2方向CDにそ
のまま射出されて色分離装置40に入射する。結果的に、プロジェクタ10内での光路は
、第2方向CDから、第3方向EFを経て、第4方向GHへと順次変化しており、プロジ
ェクタ210を構成する光学系は、コ字状の光路に効率的に収まった小型のものとなって
いる。よって、プロジェクタ210の小型化を達成することができる。さらに、このプロ
ジェクタ210では、均一照明光学系230が直線型となっており、照明光路を短くする
ことができ、ミラーのような光路を折り曲げるための光学素子を少なくすることができる
ので、照明光の光量損失を確実に低減できる。つまり、照明光の効率的利用が可能になり
、高輝度の画像を投射することができる。
FIG. 3 is a plan view illustrating the
The light emitted in the direction CD is made uniform through the uniform illumination
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.
すなわち、上記実施形態では、光源ランプユニット20からの光を複数の部分光束に分
割するため、2つのレンズアレイ31,32を用いていたが、この発明は、このようなレ
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。また、レンズアレイ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。さらに、光源ランプユニット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。
That is, in the above embodiment, the two
Can be replaced with a rod integrator. Furthermore, although the
また、上記実施形態では、赤色の液晶ライトバルブ51gを比較的長い第3光路OP3
に配置するとともに当該第3光路OP3にリレー光学系46を配置しているが、他の青色
や緑色を比較的長い第3光路OP3に導くことも可能である。この場合、青色光や緑色光
がリレー光学系46によって対応する液晶パネルに伝達されることになる。
In the above embodiment, the red liquid crystal
Although the relay
また、プロジェクタとしては、投射面を観察する方向から画像投射を行う前面プロジェ
クタと、投射面を観察する方向とは反対側から画像投射を行う背面プロジェクタとがある
が、図1等に示すプロジェクタ10,110,210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 surface and a rear projector that projects an image from the side opposite to the direction of observing the projection surface. The
10,110,210…プロジェクタ、 20…光源ランプユニット、 21…光源ラ
ンプ、 30…均一照明光学系、 31,32…レンズアレイ、 34…偏光変換部材、
35…コンデンサレンズ、 37…ミラー、 40…色分離装置、 41a,41b…
ダイクロイックミラー、 42a,42b,42c…反射ミラー、 43r,43b,4
3g…フィールドレンズ、 46…リレー光学系、 50…光変調部、 51b…青用液
晶ライトバルブ、 51g…緑用液晶ライトバルブ、 51r…赤用液晶ライトバルブ、
60…クロスダイクロイックプリズム、 61,62…誘電体多層膜、 70…リレー
レンズユニット、 80…輝度変調装置、 90…投射光学系、 91…反射プリズム、
92…投射レンズ、 AB…第1方向、 CD…第2方向、 EF…第3方向、 GH
…第4方向、 IX…システム光軸、 LB,LG,LR…各色光
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10,110,210 ... Projector, 20 ... Light source lamp unit, 21 ... Light source lamp, 30 ... Uniform illumination
35 ... Condenser lens, 37 ... Mirror, 40 ... Color separation device, 41a, 41b ...
Dichroic mirrors, 42a, 42b, 42c ... reflective mirrors, 43r, 43b, 4
3g ... Field lens, 46 ... Relay optical system, 50 ... Light modulator, 51b ... Liquid crystal light valve for blue, 51g ... Liquid crystal light valve for green, 51r ... Liquid crystal light valve for red,
60: Cross
92 ... Projection lens, AB ... First direction, CD ... Second direction, EF ... Third direction, GH
... 4th direction, IX ... System optical axis, LB, LG, LR ... Each color light
Claims (7)
前記照明装置からの光を複数の色光に分離する色分離光学系と、
前記複数の色光を画像情報に応じてそれぞれ変調する第1光変調装置と、
前記第1光変調装置で変調された各色の変調光を合成する光合成光学系と、
前記光合成光学系によって合成された合成光を一旦結像させるリレーレンズと、
前記リレーレンズによって結像された像光を画像情報に応じて変調する第2光変調装置
と、
前記第2光変調装置で変調された像光を投射する投射光学系とを備え、
前記照明装置は、第1方向から略直交する第2方向に折れ曲がる光路を有し、
前記色分離光学系、前記第1光変調装置、及び前記光合成光学系は、前記光合成光学系
から射出される像光を前記第1方向に平行で逆進する第3方向に射出させる光路を有する
プロジェクタ。 An illumination device including a light source;
A color separation optical system for separating light from the illumination device into a plurality of color lights;
A first light modulation device for respectively modulating the plurality of color lights according to image information;
A light combining optical system for combining the modulated light of each color modulated by the first light modulation device;
A relay lens that once forms an image of the combined light combined by the light combining optical system;
A second light modulation device that modulates image light imaged by the relay lens according to image information;
A projection optical system for projecting the image light modulated by the second light modulation device,
The lighting device has an optical path that bends in a second direction substantially orthogonal from the first direction,
The color separation optical system, the first light modulation device, and the light combining optical system have an optical path for emitting image light emitted from the light combining optical system in a third direction that is parallel to the first direction and travels backward. projector.
前記第2方向に平行で逆進する第4方向に射出させる光路を有するとともに、前記光合成
光学系を経た光を前記第3方向から前記第4方向に折り曲げるミラーを含む請求項1記載
のプロジェクタ。 Either one of the projection optical system and the relay lens has an optical path for emitting light from the light combining optical system in a fourth direction that is parallel to the second direction and reversely travels, and light that has passed through the light combining optical system. The projector according to claim 1, further comprising a mirror that bends the third lens from the third direction to the fourth direction.
前記第3方向に射出させる光路を有する請求項1記載のプロジェクタ。 2. The projector according to claim 1, wherein the projection optical system has an optical path for emitting image light emitted from the second light modulation device in the third direction as it is in the third direction.
前記照明装置からの光を複数の色光に分離する色分離光学系と、
前記複数の色光を画像情報に応じてそれぞれ変調する第1光変調装置と、
前記第1光変調装置で変調された各色の変調光を合成する光合成光学系と、
前記光合成光学系によって合成された合成光を一旦結像させるリレーレンズと、
前記リレーレンズによって結像された像光を画像情報に応じて変調する第2光変調装置
と、
前記第2光変調装置で変調された像光を投射する投射光学系とを備え、
前記色分離光学系、前記第1光変調装置、及び前記光合成光学系は、前記色分離光学系
に第1方向から入射した光を、前記光合成光学系から前記第1方向に略直交する第2方向
に射出させるように折れ曲がる光路を有し、
前記投射光学系及び前記リレーレンズのいずれか一方は、前記光合成光学系からの光を
前記第1方向に平行で逆進する第3方向に射出させる光路を有するプロジェクタ。 An illumination device including a light source;
A color separation optical system for separating light from the illumination device into a plurality of color lights;
A first light modulation device for respectively modulating the plurality of color lights according to image information;
A light combining optical system for combining the modulated light of each color modulated by the first light modulation device;
A relay lens that once forms an image of the combined light combined by the light combining optical system;
A second light modulation device that modulates image light imaged by the relay lens according to image information;
A projection optical system for projecting the image light modulated by the second light modulation device,
The color separation optical system, the first light modulation device, and the light combining optical system receive light incident on the color separation optical system from a first direction from the light combining optical system in a second direction substantially orthogonal to the first direction. Having an optical path that bends to emit in the direction,
One of the projection optical system and the relay lens has a light path that emits light from the light combining optical system in a third direction that is parallel to the first direction and reversely travels.
る光路を有する請求項4記載のプロジェクタ。 The projector according to claim 4, wherein the illuminating device has an optical path for emitting light emitted from the light source in the first direction in the first direction.
る第1ダイクロイックミラーと、前記第2色光と前記第3色光とを分岐する第2ダイクロ
イックミラーと、前記第1及び第3色光を光路の折り曲げによって前記光合成光学系に導
く複数のミラーとを有し、前記光合成光学系は、断面X字に配置された一対のダイクロイ
ックミラーを有する請求項1から請求項5のいずれか一項記載のプロジェクタ。 The color separation optical system includes: a first dichroic mirror that branches light from the illumination device into first color light and second and third color light; and a second dichroic that branches the second color light and the third color light. A mirror and a plurality of mirrors for guiding the first and third color lights to the light combining optical system by bending an optical path, the light combining optical system including a pair of dichroic mirrors arranged in an X-shaped section. The projector according to any one of claims 1 to 5.
請求項1から請求項6のいずれか一項記載のプロジェクタ。 The projector according to any one of claims 1 to 6, wherein the color separation optical system, the first light modulation device, and the light combining optical system are integrated.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005304019A JP2007114347A (en) | 2005-10-19 | 2005-10-19 | Projector |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
JP2005304019A JP2007114347A (en) | 2005-10-19 | 2005-10-19 | Projector |
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---|---|
JP2007114347A true JP2007114347A (en) | 2007-05-10 |
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JP2005304019A Withdrawn JP2007114347A (en) | 2005-10-19 | 2005-10-19 | Projector |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2007114347A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPWO2017169903A1 (en) * | 2016-03-30 | 2018-11-29 | 富士フイルム株式会社 | projector |
JP2022066075A (en) * | 2020-10-16 | 2022-04-28 | セイコーエプソン株式会社 | Projection device |
-
2005
- 2005-10-19 JP JP2005304019A patent/JP2007114347A/en not_active Withdrawn
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2022066075A (en) * | 2020-10-16 | 2022-04-28 | セイコーエプソン株式会社 | Projection device |
JP7205526B2 (en) | 2020-10-16 | 2023-01-17 | セイコーエプソン株式会社 | projection device |
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