JP2007264007A - Projector - Google Patents

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JP2007264007A
JP2007264007A JP2006084939A JP2006084939A JP2007264007A JP 2007264007 A JP2007264007 A JP 2007264007A JP 2006084939 A JP2006084939 A JP 2006084939A JP 2006084939 A JP2006084939 A JP 2006084939A JP 2007264007 A JP2007264007 A JP 2007264007A
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liquid crystal
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modulated
beam splitter
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JP2006084939A
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Japanese (ja)
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Kazuhiro Nishida
和弘 西田
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Seiko Epson Corp
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Seiko Epson Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a projector capable of easily switching contrast priority operation and brightness priority operation and hardly causing the deterioration in image quality and the loss of light quantity when switching them. <P>SOLUTION: Since a second retardation plate 59 is arranged to advance/retreat on an optical path by a driving device 91 so as to switch the polarization direction of modulated light from a first optical modulation part 25, the path of modulated light from the first optical modulation part 25 can be easily switched between a first optical path PA1 shortcut to straight advance through a polarizing beam splitter 51 and a second optical path PA2 folded by the polarizing beam splitter 51, going and returning in a relay optical system 60 or the like and detouring to be submitted to luminance modulation in a second optical modulation part 70. Thus, the contrast priority operation using the first and the second optical modulation parts 25 and 70 and the brightness priority operation using only the first optical modulation part 25 are easily switched, and the deterioration in image quality and the loss of light quantity in projection are effectively restrained. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、画像のコントラストを向上させるため、画像形成用の液晶パネルとは別に輝
度調整用の液晶パネルを備えるプロジェクタに関する。
The present invention relates to a projector including a liquid crystal panel for adjusting luminance separately from a liquid crystal panel for image formation in order to improve the contrast of an image.

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結像用レンズを介して配
置されている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, it modulates the transmittance of the liquid crystal panels for each color arranged on the RGB three-color optical path, and is arranged on the optical path after combining the dispersed light via an imaging lens. There is a device that modulates the transmittance of a high-definition liquid crystal panel and makes the transmittance of light of each component emitted from the high-precision liquid crystal panel proportional to the inverse γ correction values of R, G, and B when displaying color images ( 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。
特開平6−167690号公報 特開平9−116840号公報 欧州特許公開第EP1427221号公報 米国特許第5987142号公報
As a similar projector, a projector including a video display liquid crystal panel and an illuminance display liquid crystal panel (see Patent Document 2), first to third light modulators for each color, and a light modulator for combined light are provided. There are some (see Patent Document 3), and those equipped with a first optical modulator and a second optical modulator (see Patent Document 4).
JP-A-6-167690 JP-A-9-116840 European Patent Publication No. EP1427271 US Pat. No. 5,987,142

しかし、各色用液晶パネルと高精細液晶パネルとを用いるプロジェクタでは、照明光が
液晶パネルを2回通過するので、投射画像が暗くなる傾向がある。このため、明るさが要
求される場合には、高精細液晶パネルを光路上から一時的に退避させてこれと等価なガラ
ス板等を配置することが考えられる。しかしながら、高精細液晶パネルを光路上に再度正
確に配置することは必ずしも容易でなく、複数のパネル間で生じる画素ずれ等によって画
質が劣化する可能性があり、複数のパネル間で像を転写するための結像用レンズによって
光量損失も生じる。
However, in a projector using a liquid crystal panel for each color and a high-definition liquid crystal panel, the projection image tends to be dark because the illumination light passes through the liquid crystal panel twice. For this reason, when brightness is required, it is conceivable to temporarily retract the high-definition liquid crystal panel from the optical path and dispose a glass plate or the like equivalent thereto. However, it is not always easy to accurately arrange the high-definition liquid crystal panel on the optical path, and the image quality may be deteriorated due to pixel shift or the like occurring between the plurality of panels, and the image is transferred between the plurality of panels. Therefore, a light loss is also caused by the imaging lens.

そこで、本発明は、コントラスト優先の動作と明るさ優先の動作とを簡易に切り換える
ことができ、かつ、切り換えに際して画質劣化や光量損失が生じにくいプロジェクタを提
供することを目的とする。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a projector that can easily switch between a contrast-priority operation and a brightness-priority operation, and that is less susceptible to image quality deterioration and light quantity loss upon switching.

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)照明装置からの光を画
像情報に応じて変調するとともに偏光として射出する第1液晶ライトバルブと、(b)第
1液晶ライトバルブからの変調光を、当該変調光の偏光方向に応じて短絡する第1光路と
迂回する第2光路とのいずれか一方に導くことができる導光手段と、(c)導光手段の前
段の光路上に進退可能に配置される位相素子を含み、第1液晶ライトバルブからの変調光
の偏光方向を切り換える偏光切換手段と、(d)導光手段の第2光路上に配置され、第1
液晶ライトバルブで変調された変調光を一旦結像させるリレー光学系と、(e)導光手段
の第2光路上に配置され、リレー光学系によって結像された像光を画像情報に応じて変調
するとともに偏光として射出する第2液晶ライトバルブと、(f)第1液晶ライトバルブ
で少なくとも変調され、導光手段から第1及び第2光路のいずれか一方を経て射出された
変調光を像光として投射する投射光学系とを備える。
In order to solve the above problems, a projector according to the present invention includes: (a) a first liquid crystal light valve that modulates light from an illumination device according to image information and emits it as polarized light; and (b) a first liquid crystal light valve. Light guiding means capable of guiding the modulated light from the first light path short-circuited according to the polarization direction of the modulated light and the second light path detoured, and (c) a front stage of the light guide means A polarization switching means for switching the polarization direction of the modulated light from the first liquid crystal light valve; and (d) a second switching element arranged on the second optical path of the light guiding means,
A relay optical system that temporarily forms an image of the modulated light modulated by the liquid crystal light valve; and (e) an image light that is disposed on the second optical path of the light guide and is imaged by the relay optical system in accordance with image information. A second liquid crystal light valve that modulates and emits as polarized light; and (f) modulated light that is at least modulated by the first liquid crystal light valve and is emitted from the light guide means through one of the first and second optical paths. A projection optical system that projects light.

上記プロジェクタでは、偏光切換手段が、導光手段の前段の光路上に進退可能に配置さ
れる位相素子を含み、第1液晶ライトバルブからの変調光の偏光方向を切り換えるので、
導光手段における第1光路と第2光路とを簡単に切り換えることができる。これにより、
第1液晶ライトバルブの変調光を第2光路上の第2液晶ライトバルブに導いた後に、第2
液晶ライトバルブの変調光を投射光学系で拡大投射することができ、或いは第1液晶ライ
トバルブの変調光を第1光路経由で直接投射光学系で拡大投射することができる。よって
、第1及び第2液晶ライトバルブを固定したままで位相素子の進退のみによって、第1及
び第2液晶ライトバルブを用いたコントラスト優先動作と、第1液晶ライトバルブのみを
用いた明るさ優先動作とを簡単に切り換えることができ、画質劣化や光量損失を抑えるこ
とができる。
In the projector described above, the polarization switching unit includes a phase element that can be moved back and forth on the optical path preceding the light guide unit, and switches the polarization direction of the modulated light from the first liquid crystal light valve.
The first optical path and the second optical path in the light guide means can be easily switched. This
After the modulated light of the first liquid crystal light valve is guided to the second liquid crystal light valve on the second optical path,
The modulated light of the liquid crystal light valve can be enlarged and projected by the projection optical system, or the modulated light of the first liquid crystal light valve can be enlarged and projected directly by the projection optical system via the first optical path. Therefore, the contrast priority operation using the first and second liquid crystal light valves and the brightness priority using only the first liquid crystal light valve are performed only by moving the phase element while the first and second liquid crystal light valves are fixed. The operation can be easily switched, and image quality deterioration and light amount loss can be suppressed.

また、本発明の具体的な態様又は観点によれば、上記プロジェクタにおいて、導光手段
が、第1及び第2光路の分岐点に配置される偏光ビームスプリッタと、当該偏光ビームス
プリッタの後段の第2光路上に配置される位相素子と、偏光ビームスプリッタとの間に位
相素子を挟んで第2光路上に配置され偏光ビームスプリッタからの光束を第2光路上で逆
進させるミラーとを含み、第1液晶ライトバルブが、透過型の液晶パネルを有し、第2液
晶ライトバルブが、当該偏光ビームスプリッタからの光束のうち像光を第2光路上で逆進
させる反射型の液晶パネルを有する。この場合、偏光ビームスプリッタ、位相素子、ミラ
ー等を用いた簡易な光学系によって第1光路から第2光路を分岐することができる。
According to a specific aspect or aspect of the present invention, in the projector, the light guiding unit includes a polarizing beam splitter disposed at a branch point of the first and second optical paths, and a second stage subsequent to the polarizing beam splitter. A phase element disposed on the second optical path, and a mirror that is disposed on the second optical path with the phase element interposed between the polarization beam splitter and reverses the light beam from the polarization beam splitter on the second optical path, The first liquid crystal light valve has a transmissive liquid crystal panel, and the second liquid crystal light valve has a reflective liquid crystal panel that causes image light out of the light beam from the polarization beam splitter to travel backward on the second optical path. . In this case, the second optical path can be branched from the first optical path by a simple optical system using a polarizing beam splitter, a phase element, a mirror, and the like.

また、本発明の別の態様では、リレー光学系が、第2光路に関して展開した場合、導光
手段のミラーを挟んで、第1液晶ライトバルブと第2液晶ライトバルブとに対して略対称
な構成となっている。この場合、リレー光学系を例えば両側テレセントリックな光学系に
するなど、第1液晶ライトバルブから第2液晶ライトバルブへの像の伝達を精密にできる
In another aspect of the present invention, when the relay optical system is developed with respect to the second optical path, the first liquid crystal light valve and the second liquid crystal light valve are substantially symmetric with respect to the mirror of the light guide means. It has a configuration. In this case, the transmission of the image from the first liquid crystal light valve to the second liquid crystal light valve can be made precise, for example, the relay optical system is a double-sided telecentric optical system.

また、本発明のさらに別の態様では、第1液晶ライトバルブが、3色変調を行う3つの
各色ライトバルブと、当該各色ライトバルブで変調された各色光を合成する色合成プリズ
ムとを有し、導光手段が、偏光ビームスプリッタと第2液晶ライトバルブとの間の第2光
路上に、色合成プリズムと等価な光路を実現する補償プリズムを有する。この場合、前段
の各色ライトバルブと後段の第2液晶ライトバルブとの間に、色合成プリズムとこれと等
価な補償プリズムとを配置することができ、第1液晶ライトバルブと第2液晶ライトバル
ブとの間の光路の対称性を高めることができる。
In yet another aspect of the present invention, the first liquid crystal light valve includes three color light valves that perform three-color modulation and a color synthesis prism that synthesizes the color lights modulated by the color light valves. The light guiding means has a compensating prism that realizes an optical path equivalent to the color combining prism on the second optical path between the polarizing beam splitter and the second liquid crystal light valve. In this case, a color synthesizing prism and a compensation prism equivalent thereto can be arranged between each color light valve in the preceding stage and the second liquid crystal light valve in the succeeding stage, and the first liquid crystal light valve and the second liquid crystal light valve can be arranged. The symmetry of the optical path between the two can be increased.

また、本発明のさらに別の態様では、位相素子が光路上に配置されている場合、導光手
段が、第1液晶ライトバルブからの変調光を第1光路に導き、位相素子が光路上から退避
している場合、導光手段が、第1液晶ライトバルブからの変調光を第2光路に導く。この
場合、第1液晶ライトバルブからの変調光を第2光路に導くときに位相素子が光路上から
退避するので、第1液晶ライトバルブから第2液晶ライトバルブへの投影精度を高め易い
According to still another aspect of the present invention, when the phase element is disposed on the optical path, the light guide means guides the modulated light from the first liquid crystal light valve to the first optical path, and the phase element from the optical path. When retracted, the light guide means guides the modulated light from the first liquid crystal light valve to the second optical path. In this case, since the phase element is retracted from the optical path when the modulated light from the first liquid crystal light valve is guided to the second optical path, it is easy to improve the projection accuracy from the first liquid crystal light valve to the second liquid crystal light valve.

〔第1実施形態〕
図1及び図2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2分割して
各部をそれぞれ示す模式図である。
[First Embodiment]
FIGS. 1 and 2 are schematic views showing the respective parts by dividing the optical system of the projector 10 according to the first embodiment of the present invention into two parts.

本実施形態のプロジェクタ10は、光源から射出された光束を画像情報に応じて1段又
は2段で変調して光学像を形成し、この光学像をスクリーン上に拡大投射するための光学
機器である。プロジェクタ10は、光学的な構成要素として、光源光を発生する光源装置
21と、光源装置21からの光源光を赤緑青の3色に分割する色分離光学系23と、色分
離光学系23から射出された各色の照明光によって照明される第1光変調部25と、第1
光変調部25からの像光を後述する2光路のいずれか一方に導く導光部50と、導光部5
0中に組み込まれて第1光変調部25からの像光を伝達するリレー光学系60と、リレー
光学系60により伝達された像を再度変調する第2光変調部70と、第2光変調部70を
経た像光をスクリーン(不図示)に投射する投射光学系80とを備える。
The projector 10 according to the present embodiment is an optical device for modulating a light beam emitted from a light source in one or two stages according to image information to form an optical image, and enlarging and projecting the optical image on a screen. is there. The projector 10 includes, as optical components, a light source device 21 that generates light source light, a color separation optical system 23 that divides the light source light from the light source device 21 into three colors of red, green, and blue, and a color separation optical system 23. A first light modulator 25 illuminated by the emitted illumination light of each color;
A light guide 50 that guides image light from the light modulator 25 to one of two optical paths described later;
A relay optical system 60 that is incorporated in 0 to transmit image light from the first light modulation unit 25, a second light modulation unit 70 that remodulates the image transmitted by the relay optical system 60, and a second light modulation A projection optical system 80 that projects the image light that has passed through the unit 70 onto a screen (not shown).

以上のプロジェクタ10において、光源装置21は、光源ランプ21aと、凹レンズ2
1bと、一対のレンズアレイ21d,21eと、偏光変換部材21gと、重畳レンズ21
iとを備える。このうち、光源ランプ21aは、例えば高圧水銀ランプからなり、光源光
を回収して前方に射出させる凹面鏡を備える。凹レンズ21bは、光源ランプ21aから
の光源光を平行化する役割を有するが、省略することもできる。一対のレンズアレイ21
d,21e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るフライアイ光学系
であり、これらの要素レンズによって凹レンズ21bを経た光源ランプ21aからの光源
光を部分光束に分割して個別に集光・発散させる。偏光変換部材21gは、レンズアレイ
21eから射出した光源光を例えば図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21iは、偏光変換部材21gを経た照明光を全体として適
宜収束させることにより、第1光変調部25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、両レンズアレイ21d,21eと重畳レンズ21iとを経た照明
光は、以下に詳述する色分離光学系23を経て、第1光変調部25に設けられた各色の液
晶パネル25a,25b,25cを均一に重畳照明する。
In the projector 10 described above, the light source device 21 includes the light source lamp 21a and the concave lens 2.
1b, a pair of lens arrays 21d and 21e, a polarization conversion member 21g, and a superimposing lens 21
i. Among these, the light source lamp 21a is composed of, for example, a high-pressure mercury lamp, and includes a concave mirror that collects the light source light and emits it forward. The concave lens 21b has a role of collimating the light source light from the light source lamp 21a, but may be omitted. A pair of lens arrays 21
d and 21e are fly-eye optical systems composed of a plurality of element lenses arranged in a matrix, and the light source light from the light source lamp 21a that has passed through the concave lens 21b is divided into partial light beams by these element lenses and collected individually. Light and diverge. The polarization conversion member 21g converts the light source light emitted from the lens array 21e into, for example, only the S-polarized component perpendicular to the paper surface of FIG. The superimposing lens 21i appropriately superimposes the illumination light having passed through the polarization conversion member 21g as a whole, thereby enabling superimposing illumination on the light modulation devices of the respective colors provided in the first light modulation unit 25. In other words, the illumination light that has passed through both the lens arrays 21d and 21e and the superimposing lens 21i passes through the color separation optical system 23 that will be described in detail below, and then the liquid crystal panels 25a, 25b, 25c is uniformly superimposed and illuminated.

色分離光学系23は、第1及び第2ダイクロイックミラー23a,23bと、補正光学
系である3つのフィールドレンズ23f,23g,23hと、反射ミラー23m,23n
,23oとを備え、光源装置21とともに照明装置を構成する。ここで、第1ダイクロイ
ックミラー23aは、赤緑青の3色のうち例えば赤光を反射し緑光及び青光を透過させる
。また、第2ダイクロイックミラー23bは、入射した青及び緑の2色のうち例えば緑光
を反射し青光を透過させる。この色分離光学系23において、光源装置21からの略白色
の光源光は、まず第1ダイクロイックミラー23aに入射する。第1ダイクロイックミラ
ー23aで反射された赤光は、例えばS偏光のまま、反射ミラー23mを経てフィールド
レンズ23fに入射する。また、第1ダイクロイックミラー23aを透過して第2ダイク
ロイックミラー23bで反射された緑光は、例えばS偏光のままフィールドレンズ23g
に入射する。さらに、第2ダイクロイックミラー23bを通過した青光は、例えばS偏光
のまま、レンズLL1,LL2及び反射ミラー23n,23oを経て、入射角度を調節す
るためのフィールドレンズ23hに入射する。レンズLL1,LL2及びフィールドレン
ズ23hは、リレーレンズ系を構成している。このリレーレンズ系は、第1レンズLL1
の像を、第2レンズLL2を介してほぼそのままフィールドレンズ23hに伝達する機能
を備えている。
The color separation optical system 23 includes first and second dichroic mirrors 23a and 23b, three field lenses 23f, 23g, and 23h that are correction optical systems, and reflection mirrors 23m and 23n.
, 23o, and constitutes an illumination device together with the light source device 21. Here, the first dichroic mirror 23a reflects, for example, red light and transmits green light and blue light among the three colors of red, green, and blue. The second dichroic mirror 23b reflects, for example, green light and transmits blue light out of the two incident colors of blue and green. In the color separation optical system 23, the substantially white light source light from the light source device 21 first enters the first dichroic mirror 23a. The red light reflected by the first dichroic mirror 23a is incident on the field lens 23f via the reflection mirror 23m, for example, as S-polarized light. Further, the green light transmitted through the first dichroic mirror 23a and reflected by the second dichroic mirror 23b is, for example, a field lens 23g as S-polarized light.
Is incident on. Furthermore, the blue light that has passed through the second dichroic mirror 23b is incident on the field lens 23h for adjusting the incident angle through the lenses LL1 and LL2 and the reflecting mirrors 23n and 23o, for example, as S-polarized light. The lenses LL1 and LL2 and the field lens 23h constitute a relay lens system. This relay lens system includes the first lens LL1.
Is transmitted to the field lens 23h almost as it is through the second lens LL2.

第1光変調部25は、3つの透過型の液晶パネル25a,25b,25cと、各液晶パ
ネル25a〜25cを挟むように配置される3組の偏光フィルタ25e,25f,25g
とを備える。ここで、赤光用の液晶パネル25aと、これを挟む一対の偏光フィルタ25
e,25eとは、照明光のうち赤光を画像情報に基づいて2次元的に輝度変調するための
赤色用の透過型液晶ライトバルブを構成する。同様に、緑光用の液晶パネル25bと、対
応する偏光フィルタ25f,25fも、緑色用の液晶ライトバルブを構成し、青光用の液
晶パネル25cと、偏光フィルタ25g,25gも、青色用の透過型液晶ライトバルブを
構成する。以上の第1光変調部25は、カラー画像を形成する画像情報変調用の第1液晶
ライトバルブを構成する。
The first light modulation unit 25 includes three transmission-type liquid crystal panels 25a, 25b, and 25c and three sets of polarizing filters 25e, 25f, and 25g arranged so as to sandwich the liquid crystal panels 25a to 25c.
With. Here, a red light liquid crystal panel 25a and a pair of polarizing filters 25 sandwiching the liquid crystal panel 25a.
e and 25e constitute a red transmissive liquid crystal light valve for two-dimensionally modulating the luminance of red light of illumination light based on image information. Similarly, the green light liquid crystal panel 25b and the corresponding polarizing filters 25f and 25f also constitute a green liquid crystal light valve, and the blue light liquid crystal panel 25c and the polarizing filters 25g and 25g are also transparent for blue. Type liquid crystal light valve. The first light modulator 25 described above constitutes a first liquid crystal light valve for image information modulation that forms a color image.

赤光用の第1液晶パネル25aには、色分離光学系23の第1ダイクロイックミラー2
3aで反射されることによって分岐された赤光が、フィールドレンズ23fを介して入射
する。緑光用の第2液晶パネル25bには、色分離光学系23の第2ダイクロイックミラ
ー23bで反射されることによって分岐された緑光が、フィールドレンズ23gを介して
入射する。青光用の第3液晶パネル25cには、第2ダイクロイックミラー23bを透過
することによって分岐された青光が、フィールドレンズ23hを介して入射する。各液晶
パネル25a〜25cは、入射した照明光の空間的強度分布を変調する非発光型の光変調
装置であり、各液晶パネル25a〜25cにそれぞれ入射した3色の光は、各液晶パネル
25a〜25c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変調され
る。その際、偏光フィルタ25e,25f,25gによって、各液晶パネル25a〜25
c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25a〜25cから
射出される変調光から所定の偏光方向の成分光が像光として取り出される。
The first liquid crystal panel 25a for red light includes the first dichroic mirror 2 of the color separation optical system 23.
The red light branched off by being reflected by 3a enters through the field lens 23f. Green light branched by being reflected by the second dichroic mirror 23b of the color separation optical system 23 enters the second liquid crystal panel 25b for green light via the field lens 23g. Blue light branched by passing through the second dichroic mirror 23b is incident on the third liquid crystal panel 25c for blue light through the field lens 23h. Each of the liquid crystal panels 25a to 25c is a non-light-emitting light modulation device that modulates the spatial intensity distribution of incident illumination light, and the three colors of light incident on each of the liquid crystal panels 25a to 25c ˜25c is modulated in accordance with the drive signal or image signal input as an electrical signal. At that time, each of the liquid crystal panels 25a to 25 by the polarizing filters 25e, 25f, and 25g.
The polarization direction of the illumination light incident on c is adjusted, and component light in a predetermined polarization direction is extracted as image light from the modulated light emitted from the liquid crystal panels 25a to 25c.

クロスダイクロイックプリズム27は、光合成部材すなわち色合成プリズムであり、4
つの直角プリズムを貼り合わせた平面視略正方形状をなし、直角プリズム同士を貼り合わ
せた界面には、X字状に交差する一対の誘電体多層膜27a,27bが形成されている。
一方の第1誘電体多層膜27aは赤光を反射し、他方の第2誘電体多層膜27bは青光を
反射する。このクロスダイクロイックプリズム27は、液晶パネル25aからの赤光を第
1誘電体多層膜27aで反射して進行方向右側に射出させ、液晶パネル25bからの緑光
を第1及び第2誘電体多層膜27a,27bを介して直進・射出させ、液晶パネル25c
からの青光を第2誘電体多層膜27bで反射して進行方向左側に射出させる。
The cross dichroic prism 27 is a light combining member, that is, a color combining prism.
A pair of dielectric multilayer films 27a and 27b intersecting in an X shape are formed at the interface where the right-angle prisms are bonded together.
One first dielectric multilayer film 27a reflects red light, and the other second dielectric multilayer film 27b reflects blue light. The cross dichroic prism 27 reflects the red light from the liquid crystal panel 25a by the first dielectric multilayer film 27a and emits it to the right in the traveling direction, and the green light from the liquid crystal panel 25b to the first and second dielectric multilayer films 27a. , 27b, the liquid crystal panel 25c
Is reflected by the second dielectric multilayer film 27b and emitted to the left in the traveling direction.

導光部50は、偏光ビームスプリッタ51と、第1位相差板52と、ミラー54と、補
償プリズム57と、第2位相差板59と備える。このうち、偏光ビームスプリッタ51と
、第1位相差板52と、ミラー54とは、クロスダイクロイックプリズム27を経て合成
された第1光変調部25からの変調光を、その偏光方向に応じて短い第1光路PA1と長
い第2光路PA2とのいずれか一方に導くための導光手段として機能する。
The light guide 50 includes a polarizing beam splitter 51, a first retardation plate 52, a mirror 54, a compensation prism 57, and a second retardation plate 59. Among these, the polarization beam splitter 51, the first retardation plate 52, and the mirror 54 are short in the modulated light from the first light modulation unit 25 synthesized through the cross dichroic prism 27 according to the polarization direction. It functions as a light guiding means for guiding to either one of the first optical path PA1 and the long second optical path PA2.

以上の導光部50において、偏光ビームスプリッタ51は、2つの直角プリズムを貼り
合わせた平面視略正方形状をなし、両直角プリズムを貼り合わせた界面には、誘電体多層
膜51aが形成されている。この偏光ビームスプリッタ51は、入射した変調光のうち例
えばS偏光を反射し、P偏光を透過させる。この偏光ビームスプリッタ51に例えばS偏
光の変調光が入射した場合、この変調光は、偏光ビームスプリッタ51の誘電体多層膜5
1aで反射されて進行方向左側すなわち第1位相差板52側に射出される。第1位相差板
52は、システム光軸OAのまわりにおいて異なる偏光方向の透過光に対して必要な位相
差を与える位相素子であり、例えば1/4波長板で形成される。この第1位相差板52に
入射した偏光ビームスプリッタ51からの光束は、リレー光学系60を経てミラー54に
入射する。ミラー54は、システム光軸OAに対して垂直に配置された反射面を有してお
り、偏光ビームスプリッタ51からの光束を逆進させる。偏光ビームスプリッタ51の反
対側に設けた入射出ポート(紙面右側)には、ミラー54からの反射光が、リレー光学系
60、第1位相差板52、及び偏光ビームスプリッタ51を経て入射する。補償プリズム
57は、偏光ビームスプリッタ51の上記入射出ポートに隣接して配置されており、クロ
スダイクロイックプリズム27を構成する直角プリズムと同一の材料で形成され全体とし
てクロスダイクロイックプリズム27と同一のサイズを有する。
In the light guide 50 described above, the polarization beam splitter 51 has a substantially square shape in plan view in which two right angle prisms are bonded together, and a dielectric multilayer film 51a is formed on the interface where both right angle prisms are bonded. Yes. The polarization beam splitter 51 reflects, for example, S-polarized light and transmits P-polarized light in the incident modulated light. For example, when S-polarized modulated light is incident on the polarization beam splitter 51, the modulated light is transmitted through the dielectric multilayer film 5 of the polarization beam splitter 51.
The light is reflected by 1a and emitted to the left in the traveling direction, that is, to the first phase difference plate 52 side. The first phase difference plate 52 is a phase element that gives a necessary phase difference to transmitted light in different polarization directions around the system optical axis OA, and is formed of, for example, a quarter wavelength plate. The light beam from the polarization beam splitter 51 that has entered the first retardation plate 52 enters the mirror 54 via the relay optical system 60. The mirror 54 has a reflecting surface arranged perpendicular to the system optical axis OA, and reverses the light beam from the polarization beam splitter 51. Reflected light from the mirror 54 enters the incident / exit port (on the right side of the drawing) provided on the opposite side of the polarizing beam splitter 51 through the relay optical system 60, the first phase plate 52, and the polarizing beam splitter 51. The compensating prism 57 is disposed adjacent to the incident / outgoing port of the polarization beam splitter 51, is formed of the same material as the right-angle prism constituting the cross dichroic prism 27, and has the same size as the cross dichroic prism 27 as a whole. Have.

導光部50の動作について説明すると、第1光変調部25からの変調光が例えばP偏光
として偏光ビームスプリッタ51に入射した場合、この変調光は、偏光ビームスプリッタ
51の誘電体多層膜51aを通過するので、偏光ビームスプリッタ51を直進するような
短絡する第1光路PA1を通過する。一方、第1光変調部25からの変調光が例えばS偏
光として偏光ビームスプリッタ51に入射した場合、この変調光は、偏光ビームスプリッ
タ51の誘電体多層膜51aで反射されるので、以下に詳述するような迂回する第2光路
PA2を通過する。より詳細に説明すると、偏光ビームスプリッタ51に入射したS偏光
の光束は、偏光ビームスプリッタ51の誘電体多層51aで反射されて第1位相差板52
側に射出される。この第1位相差板52に入射した光束は、例えば直線偏光から円偏光に
変換され、リレー光学系60を通過してミラー54に入射する。このミラー54で折り返
された光束は、リレー光学系60を逆方向から再度通過して第1位相差板52に再入射す
る。第1位相差板52は、例えば円偏光を直線偏光に戻すが、この際偏光方向が90°回
転する。つまり、ミラー54に向けての往路で誘電体多層膜51aで反射された光束がS
偏光である場合、復路で誘電体多層膜51aに再入射する光束はP偏光となる。よって、
復路の光束は、誘電体多層膜51aすなわち偏光ビームスプリッタ51を直進・通過し、
補償プリズム57を通過して輝度情報変調用の第2光変調部70に入射する。この第2光
変調部70は、第1光変調部25で形成されたカラー画像に対して輝度変調を行う反射型
液晶ライトバルブを構成し、第2位相差板56及び補償プリズム57からの光束を輝度変
調するとともに入射方向に折り返す。この第2光変調部70で変調され折り返された光束
は、補償プリズム57を逆方向から再度通過する。つまり、第2光変調部70に向けての
往路の光束は、誘電体多層膜51aを通過したが、復路で、第2光変調部70において変
調されることにより、例えば、P偏光からS偏光に変換され、誘電体多層膜51aに再入
射する光束は、誘電体多層膜51aつまり偏光ビームスプリッタ51で反射されて進行方
向左側すなわち投射光学系80側に射出される。
The operation of the light guide unit 50 will be described. When the modulated light from the first light modulation unit 25 is incident on the polarization beam splitter 51 as P-polarized light, for example, the modulated light passes through the dielectric multilayer film 51a of the polarization beam splitter 51. Since it passes, it passes through the first optical path PA1 that is short-circuited so as to travel straight through the polarization beam splitter 51. On the other hand, when the modulated light from the first light modulator 25 is incident on the polarization beam splitter 51 as, for example, S-polarized light, the modulated light is reflected by the dielectric multilayer film 51a of the polarization beam splitter 51. It passes through the second optical path PA2 that makes a detour as described below. More specifically, the S-polarized light beam incident on the polarization beam splitter 51 is reflected by the dielectric multilayer 51 a of the polarization beam splitter 51 to be reflected on the first retardation plate 52.
Injected to the side. The light beam incident on the first retardation plate 52 is converted from, for example, linearly polarized light into circularly polarized light, passes through the relay optical system 60, and enters the mirror 54. The light beam reflected by the mirror 54 passes through the relay optical system 60 again from the reverse direction and reenters the first phase difference plate 52. The first retardation plate 52 returns, for example, circularly polarized light to linearly polarized light. At this time, the polarization direction is rotated by 90 °. That is, the light beam reflected by the dielectric multilayer film 51a in the outward path toward the mirror 54 is S
In the case of polarized light, the light beam that re-enters the dielectric multilayer film 51a in the return path becomes P-polarized light. Therefore,
The light flux on the return path goes straight through and passes through the dielectric multilayer film 51a, that is, the polarization beam splitter 51,
The light passes through the compensation prism 57 and enters the second light modulation unit 70 for modulating luminance information. The second light modulator 70 constitutes a reflective liquid crystal light valve that performs luminance modulation on the color image formed by the first light modulator 25, and the light flux from the second phase difference plate 56 and the compensation prism 57. Is modulated in luminance and folded in the incident direction. The light beam modulated and folded by the second light modulator 70 passes through the compensation prism 57 again from the reverse direction. That is, the forward light beam toward the second light modulation unit 70 passes through the dielectric multilayer film 51a, but is modulated in the second light modulation unit 70 in the return path, for example, from P-polarized light to S-polarized light. The light flux that is converted into the light and re-enters the dielectric multilayer film 51a is reflected by the dielectric multilayer film 51a, that is, the polarization beam splitter 51, and is emitted to the left in the traveling direction, that is, to the projection optical system 80 side.

導光部50の一部を構成する第2位相差板59は、異なる偏光方向の透過光に対して必
要な位相差を与える位相素子であり、例えば1/2波長で形成される。この第2位相差板
59は、不図示の案内機構に支持されて、クロスダイクロイックプリズム27と偏光ビー
ムスプリッタ51との間の動作位置(一点鎖線)と、クロスダイクロイックプリズム27
と偏光ビームスプリッタ51との間から外れた退避位置(実線)との間で往復移動可能に
なっている。第2位相差板59は、駆動装置91に駆動されて必要なタイミングで動作し
、動作位置と退避位置との間で自在に切り換え可能になっている。第2位相差板59は、
以下に詳述するように、駆動装置91と協働して第1光変調部25から変調光の偏光方向
を切り換える偏光切換手段として機能する。
The second retardation plate 59 that constitutes a part of the light guide unit 50 is a phase element that gives a necessary phase difference to transmitted light of different polarization directions, and is formed with a ½ wavelength, for example. The second retardation plate 59 is supported by a guide mechanism (not shown), and the operation position (one-dot chain line) between the cross dichroic prism 27 and the polarization beam splitter 51 and the cross dichroic prism 27.
And a retracted position (solid line) deviated from between the polarizing beam splitter 51 and the polarizing beam splitter 51. The second phase difference plate 59 is driven by the driving device 91 to operate at a necessary timing, and can be freely switched between the operating position and the retracted position. The second retardation plate 59 is
As will be described in detail below, it functions as a polarization switching unit that switches the polarization direction of the modulated light from the first light modulation unit 25 in cooperation with the drive device 91.

第2位相差板59がシステム光軸OA上の動作位置に配置されている場合、第1光変調
部25からの画像情報変調光がS偏光からP偏光に変換されるので、この画像情報変調光
は、偏光ビームスプリッタ51の誘電体多層膜51aを通過して、偏光ビームスプリッタ
51を直進するような短絡する第1光路PA1を通過する。一方、第2位相差板59がシ
ステム光軸OA上から外れた退避位置に配置されている場合、第1光変調部25からの画
像情報変調光がS偏光のままに維持されるので、この画像情報変調光は、偏光ビームスプ
リッタ51の誘電体多層膜51aで反射されて、リレー光学系60等を往復し第2光変調
部70で輝度変調を受ける第2光路PA2を通過する。つまり、駆動装置91を動作させ
て第2位相差板59を光路上に配置することで、第1光変調部25からの画像情報変調光
を投射光学系80に直接入射させることができ、駆動装置91を動作させて第2位相差板
59を光路上から除去することで、第1光変調部25からの画像情報変調光を第2光変調
部70で輝度変調した後に投射光学系80に入射させることができる。
When the second retardation plate 59 is disposed at the operating position on the system optical axis OA, the image information modulation light from the first light modulation unit 25 is converted from S-polarized light to P-polarized light. The light passes through the dielectric multilayer film 51a of the polarizing beam splitter 51 and passes through the first optical path PA1 that is short-circuited so as to travel straight through the polarizing beam splitter 51. On the other hand, when the second retardation plate 59 is disposed at the retracted position off the system optical axis OA, the image information modulated light from the first light modulation unit 25 is maintained as S-polarized light. The image information modulated light is reflected by the dielectric multilayer film 51a of the polarization beam splitter 51, and travels back and forth through the relay optical system 60 and the like and passes through the second optical path PA2 subjected to luminance modulation by the second light modulation unit 70. That is, by operating the driving device 91 and arranging the second retardation plate 59 on the optical path, the image information modulated light from the first light modulation unit 25 can be directly incident on the projection optical system 80, and the driving is performed. By operating the device 91 and removing the second retardation plate 59 from the optical path, the image information modulated light from the first light modulation unit 25 is modulated in luminance by the second light modulation unit 70 and then applied to the projection optical system 80. It can be made incident.

リレー光学系60は、3つの液晶パネル25a,25b,25c或いはこれを含む液晶
ライトバルブの画像形成領域上に形成された3色の像光(光強度分布)を、途中のクロス
ダイクロイックプリズム27で合成しながら、第2光変調部70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投射する。こ
の際、リレー光学系60による投射倍率は、例えば1倍すなわち等倍に設定される。なお
、リレー光学系60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複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。また、導光部50に
おいて、ミラー54から第1光変調部25までの光路と、ミラー54から第2光変調部7
0までの光路が等価になっているので、リレー光学系60は、第1光変調部25と第2光
変調部70とに対して、恰も2つレンズ群が中間の開口絞りとしてのミラー54を挟んで
鏡対称に配置されるかのような機能を果たす。これにより、第1光変調部25の像を第2
光変調部70に等倍で転写する両側テレセントリックで高分解能の投影レンズすなわちリ
レー光学系60を提供することができる。この際、クロスダイクロイックプリズム27と
補償プリズム57とがミラー54を挟んで対称な位置に配置されており、第1光変調部2
5と第2光変調部70との間の光路長の対称性をより精密なものとしている。
The relay optical system 60 uses the cross dichroic prism 27 in the middle of three-color image light (light intensity distribution) formed on the image forming area of the three liquid crystal panels 25a, 25b, 25c or a liquid crystal light valve including the liquid crystal panels 25a, 25b, 25c. While synthesizing, the light is accurately projected on the image forming area of the second light modulation unit 70 with the light intensity distribution substantially preserved and almost without any light loss. At this time, the projection magnification by the relay optical system 60 is set to, for example, 1 ×, that is, equal magnification. The relay optical system 60 is composed of a plurality of lens elements including a spherical surface and an aspherical surface so that a projected image can be formed at the same magnification, for example, on the order of several tens of microns. It is a highly accurate relay lens corrected to. Further, in the light guide unit 50, the optical path from the mirror 54 to the first light modulation unit 25, and the mirror 54 to the second light modulation unit 7.
Since the optical paths up to 0 are equivalent, the relay optical system 60 has a mirror 54 as an aperture stop having an intermediate two lens groups with respect to the first light modulator 25 and the second light modulator 70. It functions as if it is placed mirror-symmetrically across the screen. As a result, the image of the first light modulator 25 is
It is possible to provide a double-sided telecentric high-resolution projection lens, that is, a relay optical system 60 that transfers to the light modulation unit 70 at the same magnification. At this time, the cross dichroic prism 27 and the compensation prism 57 are arranged at symmetrical positions with the mirror 54 interposed therebetween, and the first light modulation unit 2
The symmetry of the optical path length between 5 and the second light modulator 70 is made more precise.

第2光変調部70は、反射型の液晶パネル72aを備え、第2光変調装置として機能す
る。ここで、液晶パネル72aは、第1光変調部50によって画像情報変調後のカラーの
像光を画像情報に基づいて2次元的に輝度変調するための第2液晶ライトバルブを構成す
る。第2光変調部70を構成する第2液晶ライトバルブは、反射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、上述した第1光変調部25に設
けた液晶パネル25a,25b,25c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。
ここで、液晶パネル72aの画像形成領域(有効領域)の輪郭は、第1光変調部25に設
けた液晶パネル25a,25b,25cの画像形成領域(有効領域)の輪郭と例えば同一
形状となっており、画像情報変調用の各液晶パネル25a,25b,25cで形成された
像光は、画像サイズを一致させて、輝度変調用の液晶パネル72a上に、それぞれ1倍で
投影される。
The second light modulation unit 70 includes a reflective liquid crystal panel 72a and functions as a second light modulation device. Here, the liquid crystal panel 72a constitutes a second liquid crystal light valve for two-dimensionally modulating the luminance of the color image light after the image information modulation by the first light modulator 50 based on the image information. The second liquid crystal light valve constituting the second light modulator 70 has a configuration in which a plurality of pixels whose reflectance can be controlled independently are arranged in a matrix, and is provided in the first light modulator 25 described above. The synthesized light obtained by synthesizing the three image lights from the liquid crystal panels 25a, 25b, and 25c is again optically modulated based on the display image data, and the modulated light corresponding to the image light to be finally projected is emitted.
Here, the outline of the image forming area (effective area) of the liquid crystal panel 72a has, for example, the same shape as the outline of the image forming areas (effective area) of the liquid crystal panels 25a, 25b, and 25c provided in the first light modulator 25. The image light formed by the liquid crystal panels 25a, 25b, and 25c for image information modulation is projected onto the liquid crystal panel 72a for luminance modulation at a magnification of 1 × with the same image size.

以上のような第2光変調部70を経た像光は、第1光変調部25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 image light that has passed through the second light modulation unit 70 as described above is modulated in two stages by the combination with the first light modulation unit 25, and the two-stage modulation has extremely high contrast.

投射光学系80は、詳細な説明を省略するが、球面や非球面を含む複数のレンズ要素で
構成されており、第2光変調部70の液晶パネル72a或いはこれを含む液晶ライトバル
ブの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)
上にカラー画像として投射する。
Although a detailed description is omitted, the projection optical system 80 includes a plurality of lens elements including a spherical surface and an aspheric surface, and image formation of the liquid crystal panel 72a of the second light modulation unit 70 or a liquid crystal light valve including the same. Screen light (not shown) of image light of optical image formed on area at appropriate magnification
Project as a color image on top.

以上の説明から明らかなように、本実施形態のプロジェクタ10では、第2位相差板5
9を駆動装置91によって光路上に進退可能に配して第1光変調部25からの変調光の偏
光方向を切り換えるので、第1光変調部25からの変調光の経路を、偏光ビームスプリッ
タ51を直進するような短絡する第1光路PA1と、偏光ビームスプリッタ51で折り曲
げられてリレー光学系60等を往復し第2光変調部70で輝度変調を受けるような迂回す
る第2光路PA2との間で簡単に切り換えることができる。つまり、第1及び第2光変調
部25,70を固定したままで第2位相差板59の進退のみによって、第1及び第2光変
調部25,70を用いたコントラスト優先動作作と、第1光変調部25のみを用いた明る
さ優先動作とを簡単に切り換えることができ、投射に際しての画質劣化や光量損失を効果
的に抑えることができる。
As is clear from the above description, in the projector 10 of the present embodiment, the second retardation plate 5
9 is arranged to be movable back and forth on the optical path by the driving device 91 and the polarization direction of the modulated light from the first light modulation unit 25 is switched. Therefore, the path of the modulated light from the first light modulation unit 25 is changed to the polarization beam splitter 51. Between the first optical path PA1 that is short-circuited so as to travel straight and the second optical path PA2 that is bent by the polarization beam splitter 51 and reciprocates through the relay optical system 60 and the like and is subjected to luminance modulation by the second optical modulation unit 70. You can easily switch between them. That is, the contrast priority operation using the first and second light modulators 25 and 70 and the first light modulators 25 and 70 are fixed only by the advancement and retraction of the second phase difference plate 59 while the first and second light modulators 25 and 70 are fixed. Brightness priority operation using only the one light modulator 25 can be easily switched, and image quality deterioration and light amount loss during projection can be effectively suppressed.

〔第2実施形態〕
以下、本発明の第2実施形態に係る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、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, a projector according to a second embodiment of the invention 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 parts that are not particularly described are the same as those of the first embodiment.

図3は、第2実施形態のプロジェクタ110を示す模式図である。第2実施形態のプロ
ジェクタ110の場合、第1光変調部125が所謂単板式の透過型液晶ライトバルブで構
成されている。第1光変調部125は、透過型の液晶パネル125aと、液晶パネル12
5aを挟むように配置される1組の偏光フィルタ125eとを備える。ここで、液晶パネ
ル125aは、各画素にカラーフィルタを有しており、第1光変調部125を通過した照
明光は、画像情報変調されたカラー画像に変換される。
FIG. 3 is a schematic diagram showing the projector 110 according to the second embodiment. In the case of the projector 110 according to the second embodiment, the first light modulator 125 is configured by a so-called single-plate transmissive liquid crystal light valve. The first light modulation unit 125 includes a transmissive liquid crystal panel 125 a and the liquid crystal panel 12.
And a pair of polarizing filters 125e arranged so as to sandwich 5a. Here, the liquid crystal panel 125a has a color filter in each pixel, and the illumination light that has passed through the first light modulation unit 125 is converted into a color image that has undergone image information modulation.

本実施形態のプロジェクタ110において、第1光変調部125を略白色光で照明する
必要があり、光源装置21と第1光変調部125との間に色分離光学系23(図1参照)
を設けていない。また、第1光変調部125によってカラー画像が直接形成されるので、
第1光変調部125と偏光ビームスプリッタ51との間のクロスダイクロイックプリズム
27(図1参照)が省略される。これに応じて、クロスダイクロイックプリズム27の光
路を補償する補償プリズム57(図2参照)も省略された簡単な構造となっている。
In the projector 110 of the present embodiment, the first light modulator 125 needs to be illuminated with substantially white light, and the color separation optical system 23 (see FIG. 1) is provided between the light source device 21 and the first light modulator 125.
Is not provided. In addition, since the color image is directly formed by the first light modulation unit 125,
The cross dichroic prism 27 (see FIG. 1) between the first light modulator 125 and the polarization beam splitter 51 is omitted. Accordingly, the compensation prism 57 (see FIG. 2) for compensating the optical path of the cross dichroic prism 27 is also simplified.

以上の説明では、第1光変調部125が画像情報変調用でカラーの液晶ライトバルブで
あり、第2光変調部70が輝度変調用の液晶ライトバルブであるとしたが、逆に、第1光
変調部125を輝度変調用とし第2光変調部70を画像情報変調用とすることもできる。
In the above description, the first light modulator 125 is a color liquid crystal light valve for modulating image information, and the second light modulator 70 is a liquid crystal light valve for luminance modulation. The light modulator 125 may be used for luminance modulation, and the second light modulator 70 may be used for image information modulation.

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.

例えば、上記実施形態では、照明装置において、光束を分割するためにレンズアレイ2
1d,21e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21d,21e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21aからの光を特定方向の偏光とする偏
光変換部材21gを用いていたが、この発明は、このような偏光変換部材21gを用いな
いプロジェクタにも適用可能である。
For example, in the above embodiment, the lens array 2 is used to divide the light beam in the illumination device.
Although 1d and 21e are used, the present invention is also applicable to a projector that does not use such a lens array. Further, the lens arrays 21d and 21e can be replaced with rod integrators. Furthermore, although the polarization conversion member 21g that converts the light from the light source lamp 21a into a specific direction of polarization is used, the present invention is also applicable to a projector that does not use such a polarization conversion member 21g.

また、上記実施形態では、第2変調部70が、白表示時に出射光が入射光に対して偏光
方向を変える方式で説明したが、偏光方向を変えない方式であっても良い。その場合には
、偏光ビームスプリッタ51と第2変調部間に1/4波長板で形成される位相素子を設け
る。
In the above-described embodiment, the second modulation unit 70 has been described with a method in which the emitted light changes the polarization direction with respect to the incident light during white display. However, a method in which the polarization direction is not changed may be used. In that case, a phase element formed of a quarter-wave plate is provided between the polarization beam splitter 51 and the second modulator.

また、上記実施形態では、第1光変調部25すなわち液晶パネル25a,25b,25
c等からなる液晶ライトバルブを透過型としたが、これらの液晶ライトバルブをデジタル
・マイクロミラー・デバイス等に置き換えることもできる。
Moreover, in the said embodiment, the 1st light modulation part 25, ie, liquid crystal panel 25a, 25b, 25.
Although the liquid crystal light valves made of c and the like are transmissive, these liquid crystal light valves can be replaced with digital micromirror devices or the like.

また、上記第1及び第5実施形態では、第1光変調部25において青色の液晶パネル2
5cを比較的長い第3光路OP3に配置しているが、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。
In the first and fifth embodiments, the blue liquid crystal panel 2 is used in the first light modulator 25.
Although 5c is arranged in the relatively long third optical path OP3, it is also possible to guide other blue and green colors to the relatively long third optical path OP3.

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 projector 10 shown in FIG. , 110 can be applied to both.

第1実施形態に係るプロジェクタの光学系の部分を説明する図である。It is a figure explaining the part of the optical system of the projector which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係るプロジェクタの光学系の部分を説明する図である。It is a figure explaining the part of the optical system of the projector which concerns on 1st Embodiment. 第2実施形態に係るプロジェクタの光学系を説明する図である。It is a figure explaining the optical system of the projector which concerns on 2nd Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

10…プロジェクタ、 21…光源装置、 21a…光源ランプ、 23…色分離光学
系、 23a,23b…ダイクロイックミラー、 25…第1光変調部、 25a…液晶
パネル、 25a,25b,25c…液晶パネル、 25e,25f,25g…偏光フィ
ルタ、 27…クロスダイクロイックプリズム、 27a,27b…誘電体多層膜、 5
0…導光部、 51…偏光ビームスプリッタ、 51a…誘電体多層膜、 52…第1位
相差板、 54…ミラー、 57…補償プリズム、 59…第2位相差板、 60…リレ
ー光学系、 70…第2光変調部、 72a…液晶パネル、 80…投射光学系、 91
…駆動装置、 OA…システム光軸、 PA1…第1光路、 PA2…第2光路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Projector, 21 ... Light source device, 21a ... Light source lamp, 23 ... Color separation optical system, 23a, 23b ... Dichroic mirror, 25 ... 1st light modulation part, 25a ... Liquid crystal panel, 25a, 25b, 25c ... Liquid crystal panel, 25e, 25f, 25g ... polarizing filter, 27 ... cross dichroic prism, 27a, 27b ... dielectric multilayer, 5
DESCRIPTION OF SYMBOLS 0 ... Light guide part, 51 ... Polarization beam splitter, 51a ... Dielectric multilayer film, 52 ... 1st phase difference plate, 54 ... Mirror, 57 ... Compensation prism, 59 ... 2nd phase difference plate, 60 ... Relay optical system, 70: second light modulator 72a: liquid crystal panel 80: projection optical system 91
... Driver, OA ... System optical axis, PA1 ... First optical path, PA2 ... Second optical path

Claims (5)

照明装置からの光を画像情報に応じて変調するとともに偏光として射出する第1液晶ラ
イトバルブと、
前記第1液晶ライトバルブからの変調光を、当該変調光の偏光方向に応じて短絡する第
1光路と迂回する第2光路とのいずれか一方に導くことができる導光手段と、
前記導光手段の前段の光路上に進退可能に配置される位相素子を含み、前記第1液晶ラ
イトバルブからの変調光の偏光方向を切り換える偏光切換手段と、
前記導光手段の前記第2光路上に配置され、前記第1液晶ライトバルブで変調された変
調光を一旦結像させるリレー光学系と、
前記導光手段の前記第2光路上に配置され、前記リレー光学系によって結像された像光
を画像情報に応じて変調するとともに偏光として射出する第2液晶ライトバルブと、
前記第1液晶ライトバルブで少なくとも変調され、前記導光手段から前記第1及び第2
光路のいずれか一方を経て射出された変調光を像光として投射する投射光学系と、
を備えるプロジェクタ。
A first liquid crystal light valve that modulates light from the illumination device according to image information and emits the polarized light;
A light guide means capable of guiding the modulated light from the first liquid crystal light valve to one of a first optical path that is short-circuited according to a polarization direction of the modulated light and a second optical path that is bypassed;
A polarization switching means for switching the polarization direction of the modulated light from the first liquid crystal light valve, including a phase element movably disposed on an optical path upstream of the light guide means;
A relay optical system that is disposed on the second optical path of the light guide and that forms an image of the modulated light modulated by the first liquid crystal light valve;
A second liquid crystal light valve arranged on the second optical path of the light guiding means and modulating the image light imaged by the relay optical system according to image information and emitting it as polarized light;
At least modulated by the first liquid crystal light valve, the first and second from the light guide means
A projection optical system that projects the modulated light emitted through one of the optical paths as image light;
A projector comprising:
前記導光手段は、前記第1及び第2光路の分岐点に配置される偏光ビームスプリッタと
、当該偏光ビームスプリッタの後段の前記第2光路上に配置される位相素子と、前記偏光
ビームスプリッタとの間に前記位相素子を挟んで前記第2光路上に配置され前記偏光ビー
ムスプリッタからの光束を前記第2光路上で逆進させるミラーとを含み、
前記第1液晶ライトバルブは、透過型の液晶パネルを有し、
前記第2液晶ライトバルブは、当該偏光ビームスプリッタからの光束のうち像光を前記
第2光路上で逆進させる反射型の液晶パネルを有する
請求項1記載のプロジェクタ。
The light guiding means includes a polarizing beam splitter disposed at a branch point of the first and second optical paths, a phase element disposed on the second optical path downstream of the polarizing beam splitter, and the polarizing beam splitter; A mirror disposed on the second optical path with the phase element interposed therebetween to reverse the light beam from the polarization beam splitter on the second optical path,
The first liquid crystal light valve has a transmissive liquid crystal panel,
2. The projector according to claim 1, wherein the second liquid crystal light valve includes a reflective liquid crystal panel that reverses image light of the light beam from the polarization beam splitter on the second optical path.
前記リレー光学系は、前記第2光路に関して展開した場合、前記導光手段の前記ミラー
を挟んで、前記第1液晶ライトバルブと前記第2液晶ライトバルブとに対して略対称な構
成となっている請求項2記載のプロジェクタ。
When the relay optical system is unfolded with respect to the second optical path, the relay optical system has a substantially symmetric configuration with respect to the first liquid crystal light valve and the second liquid crystal light valve with the mirror of the light guide means interposed therebetween. The projector according to claim 2.
前記第1液晶ライトバルブは、3色変調を行う3つの各色ライトバルブと、当該各色ラ
イトバルブで変調された各色光を合成する色合成プリズムとを有し、
前記導光手段は、前記偏光ビームスプリッタと前記第2液晶ライトバルブとの間の前記
第2光路上に、前記色合成プリズムと等価な光路を実現する補償プリズムを有する
請求項3記載のプロジェクタ。
The first liquid crystal light valve includes three color light valves that perform three-color modulation, and a color synthesis prism that synthesizes the color lights modulated by the color light valves.
The projector according to claim 3, wherein the light guiding unit includes a compensation prism that realizes an optical path equivalent to the color combining prism on the second optical path between the polarizing beam splitter and the second liquid crystal light valve.
前記位相素子が光路上に配置されている場合、前記導光手段は、前記第1液晶ライトバ
ルブからの変調光を前記第1光路に導き、前記位相素子が光路上から退避している場合、
前記導光手段は、前記第1液晶ライトバルブからの変調光を前記第2光路に導く請求項1
から請求項4のいずれか一項記載のプロジェクタ。
When the phase element is disposed on the optical path, the light guide means guides the modulated light from the first liquid crystal light valve to the first optical path, and when the phase element is retracted from the optical path,
The light guide means guides modulated light from the first liquid crystal light valve to the second optical path.
The projector according to claim 4.
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