JP2008083499A - Light modulation device and projector - Google Patents

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JP2008083499A JP2006264535A JP2006264535A JP2008083499A JP 2008083499 A JP2008083499 A JP 2008083499A JP 2006264535 A JP2006264535 A JP 2006264535A JP 2006264535 A JP2006264535 A JP 2006264535A JP 2008083499 A JP2008083499 A JP 2008083499A
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Nobuo Watanabe
信男 渡辺
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light modulation device designed such that the effect of heat on an optical system that attains a high dynamic range is reduced and the high dynamic range characteristic of the optical system is maintained, and to provide a projector. <P>SOLUTION: The light modulation device 100 includes: a light valve 51, serving as a first light modulating element, which modulates light from a lamp 31 for use as a light source; a light valve 81, serving as a second light modulating element, which modulates light from a light valve 51; a relay lens section 70 disposed between the light valves 51 and 81; and a fixing member 200 that fixes the light valves 51 and 81 and relay lens section 70 integrally in a prescribed place. The projector 1 is composed of this light modulating device 100. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、光源からの光を変調し、変調した光を射出する光変調装置、及び光変調装置を有するプロジェクタに関するものである。   The present invention relates to a light modulation device that modulates light from a light source and emits the modulated light, and a projector having the light modulation device.

近年、LCD(Liquid Crystal Display)、EL(Electro-luminescence)ディスプレイ、プラズマディスプレイ、CRT(Cathode Ray Tube)、プロジェクタ等の電子ディスプレイ装置における画質改善は目覚しく、解像度、色域については人間の視覚特性にほぼ匹敵する性能を有する装置が実現されつつある。しかし、ディスプレイ装置における輝度ダイナミックレンジの再現範囲は、人間の視覚で一度に知覚し得る輝度ダイナミックレンジの範囲に比べて狭く、加えてシャドウ部やハイライト部の階調が不足しているため、表示画像のリアリティや迫力に対して物足りなさを感じることになる。   In recent years, electronic display devices such as LCD (Liquid Crystal Display), EL (Electro-luminescence) displays, plasma displays, CRTs (Cathode Ray Tubes), and projectors have been remarkably improved, and the resolution and color gamut have become human visual characteristics. Devices with nearly comparable performance are being realized. However, the reproduction range of the luminance dynamic range in the display device is narrow compared to the range of the luminance dynamic range that can be perceived at a time by human vision, and in addition, the gradation of the shadow part and highlight part is insufficient. You will feel unsatisfactory with the reality and power of the displayed image.

なお、ディスプレイ装置の中でも、液晶プロジェクタや、DLP(登録商標)(Digital Light Processing)プロジェクタといった投射型表示装置(プロジェクタ)は、大画面表示が可能であり、臨場感ある表示画像を再現する上で効果的なディスプレイ装置である。この分野で、輝度ダイナミックレンジの拡大や諧調数の増大を実現するために、特許文献1のような提案がなされている。   Among display devices, a projection display device (projector) such as a liquid crystal projector or a DLP (Digital Light Processing) projector can display a large screen, and reproduces a realistic display image. It is an effective display device. In this field, a proposal as in Patent Document 1 has been made in order to increase the luminance dynamic range and increase the number of gradations.

特許文献1での画像表示装置またはプロジェクタは、表示画像データに基づき光源からの光を変調して画像を表示する装置であり、光源からの光を変調する第1光変調素子と、第1光変調素子からの光を変調する第2光変調素子とを備えている。また、第1光変調素子と第2光変調素子との間にリレーレンズを配する。この構成により、光学的に直列に配置された2つの光変調素子(第1光変調素子と第2光変調素子)を介して、2段階の画像形成過程によって光源からの光を変調する。その結果、輝度ダイナミックレンジの拡大と階調数の増大を実現することができる。また、リレーレンズを配することにより、光学収差の低減が可能となる。つまり、第1光変調素子からの光を、第2光変調素子へと比較的高い精度で伝達できるので、第1光変調素子で変調された光学像が高い精度で第2光変調素子の一面に結像する。そのため、輝度低下や輝度むらが小さく、ダイナミックレンジが広く、階調特性に優れた表示画像を得ることができる。   The image display device or projector disclosed in Patent Document 1 is a device that displays an image by modulating light from a light source based on display image data, and includes a first light modulation element that modulates light from the light source, and first light. And a second light modulation element that modulates light from the modulation element. A relay lens is disposed between the first light modulation element and the second light modulation element. With this configuration, light from the light source is modulated by two-stage image formation processes via two light modulation elements (first light modulation element and second light modulation element) optically arranged in series. As a result, it is possible to increase the luminance dynamic range and increase the number of gradations. Further, the optical aberration can be reduced by providing the relay lens. In other words, since the light from the first light modulation element can be transmitted to the second light modulation element with relatively high accuracy, the optical image modulated by the first light modulation element can be transmitted to one surface of the second light modulation element with high accuracy. To form an image. Therefore, it is possible to obtain a display image with small luminance reduction and luminance unevenness, a wide dynamic range, and excellent gradation characteristics.

特開2005−345864号公報JP 2005-345864 A

上記、特許文献1の構成を採用して、プロジェクタなどを製品化した場合、第1光変調素子、リレーレンズ、第2光変調素子は、その他の光学系を構成する光学素子などを含めて、共通の収容ケースの、各々の場所に収容されることが一般的である。このように、1つの収容ケースに第1光変調素子、リレーレンズ、第2光変調素子および他の光学系を構成する光学素子が収容される構成とした場合、温度変化により、収容ケースが膨張・収縮し、各々の光学素子の間隔に伸縮が発生してしまう。それにより、本来の光学系が有する輝度低下や輝度むらが小さく、ダイナミックレンジが広く、階調特性に優れた表示画像を得ることが妨げられてしまうという課題があった。   When the above-described configuration of Patent Document 1 is adopted and a projector or the like is commercialized, the first light modulation element, the relay lens, and the second light modulation element include other optical elements that constitute other optical systems. It is common to be accommodated in each place of a common accommodation case. As described above, when the first light modulation element, the relay lens, the second light modulation element, and the optical elements constituting the other optical system are accommodated in one accommodation case, the accommodation case expands due to a temperature change. -Shrinkage and expansion / contraction occurs between the optical elements. As a result, there is a problem in that it is difficult to obtain a display image that has a low luminance nonuniformity and luminance unevenness that the original optical system has, a wide dynamic range, and excellent gradation characteristics.

本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、高ダイナミックレンジを実現する光学系に対する熱の影響を低減し、光学系の有する高ダイナミックレンジ特性を維持する光変調装置、及びプロジェクタを提供することである。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and includes a light modulation device and a projector that reduce the influence of heat on an optical system that realizes a high dynamic range and maintain the high dynamic range characteristics of the optical system. Is to provide.

上述した目的を達成するために、本発明の光変調装置は、光源からの光を変調し、当該変調した光を射出する光変調装置であって、光源からの光を変調する第1光変調素子と、第1変調素子からの光を変調する第2光変調素子と、第1光変調素子と第2光変調素子との間に配置されるリレーレンズ部と、第1光変調素子、リレーレンズ部および第2光変調素子を所定の位置で一体に固定する固定部材とを有することを特徴とする。   In order to achieve the above-described object, a light modulation device of the present invention is a light modulation device that modulates light from a light source and emits the modulated light, and first light modulation that modulates light from the light source. An element, a second light modulation element that modulates light from the first modulation element, a relay lens unit disposed between the first light modulation element and the second light modulation element, a first light modulation element, and a relay And a fixing member that integrally fixes the lens unit and the second light modulation element at a predetermined position.

このような光変調装置によれば、固定部材により、第1光変調素子、リレーレンズ部および第2光変調素子を所定の位置で固定することにより、固定部材を基準として、第1光変調素子とリレーレンズ部と第2光変調素子とを一体にユニット化して固定することができる。
このように構成された光変調装置に対して、リレーレンズ部と第1光変調素子との距離、およびリレーレンズ部と第2光変調素子との距離を精度良く位置決めすることができる。つまり、リレーレンズ部と第1光変調素子とのフランジバック、及びリレーレンズ部を中心として第1光変調素子と第2光変調素子との共役距離を精度良く確保することができる。また、温度負荷が加わった場合に、他の光学素子と共通の収容ケースによる固定ではないため、膨張・収縮の影響を最小限とすることができ、フランジバックや共役距離の変化を最小限とすることが可能となる。従って、高ダイナミックレンジを実現する光学系に対する温度の影響を低減し、光学系の有する高ダイナミックレンジ特性を維持する光変調装置を実現できる。
According to such a light modulation device, the first light modulation element is fixed on the basis of the fixed member by fixing the first light modulation element, the relay lens unit, and the second light modulation element at predetermined positions by the fixing member. The relay lens unit and the second light modulation element can be unitized and fixed as a unit.
The distance between the relay lens unit and the first light modulation element and the distance between the relay lens unit and the second light modulation element can be accurately positioned with respect to the thus configured light modulation device. That is, the flange distance between the relay lens unit and the first light modulation element and the conjugate distance between the first light modulation element and the second light modulation element with the relay lens unit as the center can be ensured with high accuracy. In addition, when a temperature load is applied, it is not fixed by a common housing case with other optical elements, so the influence of expansion and contraction can be minimized, and changes in flange back and conjugate distance can be minimized. It becomes possible to do. Therefore, it is possible to realize an optical modulation device that reduces the influence of temperature on an optical system that realizes a high dynamic range and maintains the high dynamic range characteristics of the optical system.

また、上述した光変調装置において、赤色光、緑色光、青色光を各々変調する3つの第1光変調素子と、3つの第1光変調素子を各々収容する第1光変調素子収容部と、3つの第1光変調素子から射出された各色光を合成する色合成光学素子と、第1光変調素子収容部を保持して色合成光学素子に第1光変調素子が所定の位置となるように固定する第1光変調素子固定部と、色合成光学素子を固定し固定部材に固定する色合成光学素子固定部と、第2光変調素子を収容する第2光変調素子収容部と、第2光変調素子収容部を保持して固定部材に第2光変調素子が所定の位置となるように固定する第2光変調素子固定部とを有することが望ましい。   Further, in the above-described light modulation device, three first light modulation elements that respectively modulate red light, green light, and blue light, and first light modulation element housing portions that respectively house the three first light modulation elements; A color synthesizing optical element that synthesizes the respective color lights emitted from the three first light modulation elements, and a first light modulation element housing portion that holds the first light modulation element so that the first light modulation element is positioned at a predetermined position in the color synthesis optical element A first light modulation element fixing portion fixed to the color synthesizing optical element, a color combining optical element fixing portion fixing the color combining optical element to the fixing member, a second light modulation element holding portion containing the second light modulation element, It is desirable to have a second light modulation element fixing portion that holds the two light modulation element accommodating portions and fixes the second light modulation element to the fixing member so that the second light modulation element is at a predetermined position.

光源からの光を分離(分光)して3色(赤色光、緑色光、青色光)とした各色光に対応して変調する3つの第1光変調素子は、第1光変調素子収容部に収容され、第1光変調素子固定部を介して、第1光変調素子から射出された各色光を合成する色合成光学素子に、第1光変調素子が所定の位置となるように固定される。そして、この色合成光学素子は、色合成光学素子固定部に固定される。そしてこの色合成光学素子固定部は固定部材に固定される。また、第2光変調素子は、第2光変調素子収容部に収容され、第2光変調素子固定部により、固定部材に第2光変調素子が所定の位置となるように固定される。   Three first light modulation elements that modulate light corresponding to each color light (red light, green light, and blue light) by separating (spectral) light from the light source are provided in the first light modulation element housing portion. The first light modulation element is fixed to a predetermined position on a color synthesis optical element that is accommodated and synthesizes each color light emitted from the first light modulation element via the first light modulation element fixing unit. . The color synthesis optical element is fixed to the color synthesis optical element fixing unit. The color combining optical element fixing portion is fixed to a fixing member. The second light modulation element is housed in the second light modulation element housing portion, and is fixed to the fixing member by the second light modulation element fixing portion so that the second light modulation element is at a predetermined position.

このような構成により、光変調装置は、固定部材を基準に、第1光変調素子とリレーレンズ部と第2光変調素子とを一体にユニット化して固定することができ、上記と同様の効果を奏することができる。   With such a configuration, the light modulation device can integrally fix the first light modulation element, the relay lens unit, and the second light modulation element with the fixing member as a reference. Can be played.

また、上述した光変調装置において、第1光変調素子は、光学調整を行い、色合成光学素子に固定することが望ましい。
第1光変調素子は、光学調整を行い、色合成光学素子に固定されることにより、フランジバックを精度良く確保することができる。また、3つの第1光変調素子を構成する画素に対して対応する画素同士を一致させるアライメントを行うことで、画素ズレ、画像ボケ、輝度変化および色ムラなどの発生を低減させることができる。
In the light modulation device described above, it is desirable that the first light modulation element is optically adjusted and fixed to the color synthesis optical element.
The first light modulation element is optically adjusted and fixed to the color synthesis optical element, so that the flange back can be secured with high accuracy. Further, by performing alignment for matching the corresponding pixels with respect to the pixels constituting the three first light modulation elements, it is possible to reduce the occurrence of pixel shift, image blur, luminance change, color unevenness, and the like.

また、上述した光変調装置において、第2光変調素子は、第1光変調素子と色合成光学素子とリレーレンズ部とを通して射出された射出光を用いて光学調整を行なうことが望ましい。
これにより、リレーレンズ部を中心として第1光変調素子と第2光変調素子との共役距離を精度良く確保することができる。また、この調整により、画素ズレ、画像ボケ、輝度変化および色ムラなどの発生を低減させることができる。
In the light modulation device described above, it is preferable that the second light modulation element performs optical adjustment using the emitted light emitted through the first light modulation element, the color synthesis optical element, and the relay lens unit.
Thereby, the conjugate distance between the first light modulation element and the second light modulation element can be ensured with high accuracy with the relay lens portion as the center. Further, this adjustment can reduce the occurrence of pixel shift, image blur, luminance change, color unevenness, and the like.

また、上述した光変調装置において、リレーレンズ部は、当該リレーレンズ部の重心近傍で固定部材に固定されることが望ましい。
このような構成により、各種レンズ群で構成されるリレーレンズ部の大きさや重量に影響されずに、リレーレンズ部を固定部材に安定して固定することができる。
In the light modulation device described above, the relay lens unit is preferably fixed to the fixing member in the vicinity of the center of gravity of the relay lens unit.
With such a configuration, the relay lens unit can be stably fixed to the fixing member without being affected by the size and weight of the relay lens unit configured by various lens groups.

また、上述した光変調装置において、色合成光学素子固定部は、プラスチック部材で形成されていることが望ましい。
このような構成により、第1光変調素子で発生した熱が色合成光学素子に伝熱した場合にも、その熱が固定部材に伝熱することを抑制することができる。
In the light modulation device described above, it is desirable that the color synthesis optical element fixing portion is formed of a plastic member.
With such a configuration, even when the heat generated in the first light modulation element is transferred to the color synthesis optical element, it is possible to prevent the heat from transferring to the fixing member.

また、上述した光変調装置において、第2光変調素子固定部は、プラスチック部材で形成されていることが望ましい。
このような構成により、第2光変調素子で発生した熱が固定部材に伝熱することを抑制することができる。
In the light modulation device described above, it is desirable that the second light modulation element fixing portion is formed of a plastic member.
With such a configuration, it is possible to suppress heat generated in the second light modulation element from being transferred to the fixing member.

また、上述した光変調装置において、固定部材は、金属部材で形成されていることが望ましい。
このような構成により、固定部材が剛性を有することができるため、例えば、リレーレンズ部などを確実に安定して固定できる。また、固定部材に温度負荷が加わった場合において、膨張・収縮の影響を小さくすることができるため、フランジバックや共役距離の変化を小さくすることが可能となる。従って、高ダイナミックレンジを実現する光学系に対する温度の影響を更に低減し、光学系の有する高ダイナミックレンジ特性を維持する光変調装置を実現できる。
In the light modulation device described above, it is desirable that the fixing member is formed of a metal member.
With such a configuration, since the fixing member can have rigidity, for example, a relay lens unit or the like can be reliably and stably fixed. Further, when a temperature load is applied to the fixing member, the influence of expansion / contraction can be reduced, so that the change in the flange back and the conjugate distance can be reduced. Therefore, it is possible to realize an optical modulation device that further reduces the influence of temperature on the optical system that achieves a high dynamic range and maintains the high dynamic range characteristics of the optical system.

また、上述した光変調装置において、第2光変調素子から射出した光を偏光する射出側偏光素子と、射出側偏光素子を固定部材に固定する射出側偏光板固定部とを有するこが望ましい。
このような構成により、第2光変調素子から射出された光の偏光軸方向を射出側偏光素子で制御することにより、更に高いコントラストや輝度を得ることができる。また、射出側偏光素子を固定部材に固定することで、光変調装置を例えばプロジェクタに組み込む場合において、作業性を向上できる。
In the above-described light modulation device, it is desirable that the light modulation device includes an emission-side polarization element that polarizes light emitted from the second light modulation element and an emission-side polarizing plate fixing portion that fixes the emission-side polarization element to a fixing member.
With such a configuration, higher contrast and brightness can be obtained by controlling the polarization axis direction of the light emitted from the second light modulation element by the emission-side polarization element. In addition, by fixing the exit-side polarizing element to the fixing member, workability can be improved when the light modulation device is incorporated into a projector, for example.

上述した目的を達成するために、本発明のプロジェクタは、光を射出する光源装置と、上記のいずれかに記載の光変調装置と、光変調装置から射出した光学像を投射する投射部とを有することを特徴とする。   In order to achieve the above-described object, a projector according to the present invention includes a light source device that emits light, the light modulation device described above, and a projection unit that projects an optical image emitted from the light modulation device. It is characterized by having.

このようなプロジェクタによれば、光を射出する光源装置と、上述したいずれかの光変調装置をプロジェクタに用いることにより、光変調装置への温度の影響を低減し、光学系の有する高ダイナミックレンジ特性を有した光学像を投射部から投射することができるため、大画面表示を行なって臨場感ある表示画像を再現することができる。   According to such a projector, by using the light source device that emits light and any of the light modulation devices described above for the projector, the influence of temperature on the light modulation device is reduced, and the high dynamic range of the optical system is achieved. Since an optical image having characteristics can be projected from the projection unit, a large-screen display can be performed and a realistic display image can be reproduced.

また、上述したプロジェクタにおいて、投射部は、第1光変調素子および第2光変調素子に対し、光学調整機構を有することが望ましい。
このようなプロジェクタによれば、投射部は、光学調整機構を有することにより、光変調装置を構成する第1光変調素子および第2光変調素子に対して、例えばフランジバックを精度良く調整することが可能となり、輝度変化および色ムラなどの発生を更に低減させ、高ダイナミックレンジ特性を有した光学像を投射部から投射することができる。
In the projector described above, it is desirable that the projection unit has an optical adjustment mechanism for the first light modulation element and the second light modulation element.
According to such a projector, the projection unit has an optical adjustment mechanism, so that, for example, the flange back can be accurately adjusted with respect to the first light modulation element and the second light modulation element constituting the light modulation device. Therefore, it is possible to further reduce the occurrence of luminance change and color unevenness, and project an optical image having high dynamic range characteristics from the projection unit.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
(実施形態)
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(Embodiment)

図1は、本発明の第1実施形態に係るプロジェクタの光学系の構成を示す模式図である。
図1を参照して、プロジェクタ1の光学系5の構成および動作を説明する。
なお、プロジェクタ1は、光学系5を収納する光学部品用筐体7、電源部(図示省略)、回路構成部(図示省略)、冷却構成部(図示省略)などを、プロジェクタ1の外装を構成する筐体8内部に収容している。また、プロジェクタ1の外観形状は、略直方体形状となっている。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of an optical system of a projector according to the first embodiment of the present invention.
The configuration and operation of the optical system 5 of the projector 1 will be described with reference to FIG.
The projector 1 includes an optical component housing 7 that houses the optical system 5, a power supply unit (not shown), a circuit configuration unit (not shown), a cooling configuration unit (not shown), and the like. Is housed inside the housing 8. Further, the external shape of the projector 1 is a substantially rectangular parallelepiped shape.

図1に示すように、プロジェクタ1の光学系5は、光源装置30と照明光学系40と第1光変調部50と色合成光学部60とリレーレンズ部70と第2光変調部80と投射部90とから構成される。また、照明光学系40は、インテグレータ照明光学系41、色分離光学系42およびリレー光学系43から構成される。   As shown in FIG. 1, the optical system 5 of the projector 1 includes a light source device 30, an illumination optical system 40, a first light modulation unit 50, a color synthesis optical unit 60, a relay lens unit 70, a second light modulation unit 80, and a projection. Part 90. The illumination optical system 40 includes an integrator illumination optical system 41, a color separation optical system 42, and a relay optical system 43.

なお、光学部品用筐体7には、光源装置30と照明光学系40とが収容されている。また、第1光変調部50、色合成光学部60、リレーレンズ部70および第2光変調部80は光変調装置100として一体に構成されユニット化されている。そして、その光変調装置100は、光学部品用筐体7に収容される構成となっている。なお、本実施形態での光学系5を構成する照明光学系40は、使用する光学系により、適宜変更や省略など行なうことができる。また、光変調装置100に関しては後述する。   The optical component housing 7 accommodates the light source device 30 and the illumination optical system 40. Further, the first light modulation unit 50, the color synthesis optical unit 60, the relay lens unit 70, and the second light modulation unit 80 are integrally configured as a light modulation device 100 and unitized. The light modulation device 100 is configured to be accommodated in the optical component casing 7. In addition, the illumination optical system 40 which comprises the optical system 5 in this embodiment can be suitably changed or omitted depending on the optical system used. The light modulation device 100 will be described later.

このような光学系5を備えたプロジェクタ1は、光源装置30から射出された光を照明光学系40(インテグレータ照明光学系41)で輝度分布を均一化する。そして、インテグレータ照明光学系41を射出した光の波長領域のうち、R(赤色)光、G(緑色)光、B(青色)光の3原色に色分離する。そして、色分離したR光、G光、B光を第1光変調部50で変調する。変調したR光、G光、B光は、色合成光学部60で合成して光学像を形成する。この光学像は、リレーレンズ部70でリレーされる。リレーされた光学像は、第2光変調部80で全波長領域の輝度が変調される。そして、変調された光学像は、投射部90からスクリーン(図示省略)などの投射面に投射される。   The projector 1 provided with such an optical system 5 makes the luminance distribution of the light emitted from the light source device 30 uniform by the illumination optical system 40 (integrator illumination optical system 41). In the wavelength region of the light emitted from the integrator illumination optical system 41, color separation is performed into three primary colors of R (red) light, G (green) light, and B (blue) light. The color-separated R light, G light, and B light are modulated by the first light modulation unit 50. The modulated R light, G light, and B light are combined by the color combining optical unit 60 to form an optical image. This optical image is relayed by the relay lens unit 70. The relayed optical image is modulated in luminance in the entire wavelength region by the second light modulator 80. The modulated optical image is projected from the projection unit 90 onto a projection surface such as a screen (not shown).

光学系5の構成と動作を説明する。
光源装置30は、光源としての放電式のランプ31と、防爆ガラス32と、ランプ31と防爆ガラス32とを収容して固定する光源用筐体33を備えて構成されている。また、ランプ31は、放電により発光して光を放射状に射出する発光管31aと、発光管31aから射出された放射状の光を略平行光として照明光学系40の方向に射出するリフレクタ31bとを有して構成されている。なお、本実施形態では、ランプ31(発光管31a)として、高圧水銀ランプを採用し、リフレクタ31bとして、放物面鏡を採用している。なお、ランプ31としては、高圧水銀ランプに限らず、例えばメタルハライドランプやハロゲンランプ等を採用してもよい。また、リフレクタ31bとして放物面鏡を採用しているが、これに限らず、楕円面鏡からなるリフレクタの射出面に平行化凹レンズを配置した構成を採用してもよい。
The configuration and operation of the optical system 5 will be described.
The light source device 30 includes a discharge lamp 31 as a light source, an explosion-proof glass 32, and a light source housing 33 that houses and fixes the lamp 31 and the explosion-proof glass 32. The lamp 31 includes an arc tube 31a that emits light by discharge and emits light radially, and a reflector 31b that emits radial light emitted from the arc tube 31a in the direction of the illumination optical system 40 as substantially parallel light. It is configured. In the present embodiment, a high-pressure mercury lamp is used as the lamp 31 (the arc tube 31a), and a parabolic mirror is used as the reflector 31b. Note that the lamp 31 is not limited to a high-pressure mercury lamp, and for example, a metal halide lamp or a halogen lamp may be employed. Moreover, although the parabolic mirror is employ | adopted as the reflector 31b, it is not restricted to this, You may employ | adopt the structure which has arrange | positioned the collimating concave lens in the exit surface of the reflector which consists of an ellipsoidal mirror.

照明光学系40を構成するインテグレータ照明光学系41は、光源装置30から射出された光の輝度を照明光軸L(一点鎖線で図示)に直交する面内において均一にするための光学系である。このインテグレータ照明光学系41は、第1レンズアレイ41a、第2レンズアレイ41b、偏光変換素子41c、および重畳レンズ41dを備えて構成される。   The integrator illumination optical system 41 constituting the illumination optical system 40 is an optical system for making the luminance of light emitted from the light source device 30 uniform in a plane orthogonal to the illumination optical axis L (illustrated by a one-dot chain line). . The integrator illumination optical system 41 includes a first lens array 41a, a second lens array 41b, a polarization conversion element 41c, and a superimposing lens 41d.

第1レンズアレイ41aは、照明光軸L方向から見て略矩形状の輪郭を有する小レンズがマトリクス状に配列された構成を有している。各小レンズは、光源装置30から射出された光を部分光束に分割し、照明光軸Lに沿った方向に射出する。   The first lens array 41a has a configuration in which small lenses having a substantially rectangular outline as viewed from the illumination optical axis L direction are arranged in a matrix. Each small lens divides the light emitted from the light source device 30 into partial light beams and emits the light in a direction along the illumination optical axis L.

第2レンズアレイ41bは、第1レンズアレイ41aと略同様の構成であり、小レンズがマトリクス状に配列された構成を有する。この第2レンズアレイ41bは、重畳レンズ41dとともに、第1レンズアレイ41aの各小レンズの像を後述する第1光変調素子としてのライトバルブ51上に結像させる機能を有する。   The second lens array 41b has substantially the same configuration as the first lens array 41a, and has a configuration in which small lenses are arranged in a matrix. The second lens array 41b, together with the superimposing lens 41d, has a function of forming an image of each small lens of the first lens array 41a on a light valve 51 as a first light modulation element to be described later.

偏光変換素子41cは、第1レンズアレイ41aおよび第2レンズアレイ41bにより分割された各部分光束の偏光方向を略一方向の偏光光束に変換する(揃える)光学素子である。本実施形態での偏光変換素子41cは、照明光軸Lに対して傾斜配置される偏光分離膜(図示省略)および反射膜(図示省略)を交互に配列した構成を備えている。偏光分離膜は、各部分光束に含まれるP偏光光束およびS偏光光束のうち、一方の偏光光束を透過し、他方の偏光光束を反射する。反射された他方の偏光光束は、反射膜によって曲折され、一方の偏光光束の射出方向、すなわち照明光軸Lに沿った方向に射出される。射出された偏光光束は、偏光変換素子41cの光束射出面(図示省略)に配設される位相差板(図示省略)によって偏光され、ほぼ全ての偏光光束の偏光方向が一方向の偏光光束として揃えられる。   The polarization conversion element 41c is an optical element that converts (aligns) the polarization direction of each partial light beam divided by the first lens array 41a and the second lens array 41b into a substantially uniform polarization light beam. The polarization conversion element 41c in the present embodiment has a configuration in which polarization separation films (not shown) and reflection films (not shown) that are inclined with respect to the illumination optical axis L are alternately arranged. The 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 reflecting film and emitted in the emission direction of one polarized light beam, that is, the direction along the illumination optical axis L. The emitted polarized light beam is polarized by a phase difference plate (not shown) disposed on a light beam exit surface (not shown) of the polarization conversion element 41c, and almost all of the polarized light beams are polarized light beams in which the polarization direction is one direction. Aligned.

偏光光束を変調するタイプのライトバルブ51を用いたプロジェクタ1では、一方向の偏光光束しか利用できないため、ランダムな方向の偏光光束を放射する発光管31aからの光束の略半分が利用されない。このため、偏光変換素子41cを用いることにより、光源装置30から射出された光を略一方向の偏光光束に変換することにより、第1光変調部50における光の利用効率を高めている。   In the projector 1 using the light valve 51 of the type that modulates a polarized light beam, only a polarized light beam in one direction can be used, and therefore approximately half of the light beam from the arc tube 31a that emits a polarized light beam in a random direction is not used. For this reason, the use efficiency of the light in the 1st light modulation part 50 is raised by converting the light inject | emitted from the light source device 30 into the polarized light beam of a substantially one direction by using the polarization conversion element 41c.

重畳レンズ41dは、偏光変換素子41cによって略一方向の偏光光束に変換された複数の部分光束を集光して第1光変調部50の後述する3つのライトバルブ51の画像形成領域上に重畳させる光学素子である。この重畳レンズ41dから射出された光束は、色分離光学系42に射出される。   The superimposing lens 41d condenses a plurality of partial light beams converted into polarized light beams in substantially one direction by the polarization conversion element 41c and superimposes them on image forming areas of three light valves 51 (to be described later) of the first light modulation unit 50. This is an optical element. The light beam emitted from the superimposing lens 41 d is emitted to the color separation optical system 42.

色分離光学系42は、2枚のダイクロイックミラー42a,42bと、反射ミラー42cとを備える。インテグレータ照明光学系41から射出された複数の部分光束は、2枚のダイクロイックミラー42a,42bにより、R光、G光、B光の3原色の色光に分離(分光)される。   The color separation optical system 42 includes two dichroic mirrors 42a and 42b and a reflection mirror 42c. A plurality of partial light beams emitted from the integrator illumination optical system 41 are separated (split) into three primary color lights of R light, G light, and B light by two dichroic mirrors 42a and 42b.

リレー光学系43は、入射側レンズ43aと、リレーレンズ43cと、反射ミラー43b,43dとを備えている。このリレー光学系43は、本実施形態では、色分離光学系42で分離された色光であるB光を第1光変調部50の後述するB光用のライトバルブ51Bまで、強度分布をほぼ保存された状態で、かつ光損失を殆ど伴うことなく導く機能を有している。   The relay optical system 43 includes an incident side lens 43a, a relay lens 43c, and reflection mirrors 43b and 43d. In this embodiment, the relay optical system 43 substantially preserves the intensity distribution of the B light, which is the color light separated by the color separation optical system 42, up to the B light light valve 51 </ b> B described later of the first light modulator 50. And has a function of guiding light loss with little optical loss.

その際、色分離光学系42のダイクロイックミラー42aでは、インテグレータ照明光学系41から射出された光束のうち、G光成分とB光成分とを透過し、R光成分は反射する。ダイクロイックミラー42aによって反射したR光は、反射ミラー42cで反射し、平行化レンズ41eを通って、R光用のライトバルブ51Rに到達する。この平行化レンズ41eは、第2レンズアレイ41bから射出された各部分光束をその中心軸(主光線)に対して略平行な光束に変換する。その変換した光束の角度分布を狭めて、R光用のライトバルブ51Rの表示特性を向上させる機能を有している。B光およびG光用のライトバルブ51B,51Gの光入射側に設けられた平行化レンズ41eも同様である。   At that time, the dichroic mirror 42a of the color separation optical system 42 transmits the G light component and the B light component and reflects the R light component among the light beams emitted from the integrator illumination optical system 41. The R light reflected by the dichroic mirror 42a is reflected by the reflection mirror 42c, passes through the collimating lens 41e, and reaches the light valve 51R for R light. The collimating lens 41e converts each partial light beam emitted from the second lens array 41b into a light beam substantially parallel to the central axis (principal ray). It has a function of narrowing the angle distribution of the converted light beam and improving the display characteristics of the light valve 51R for R light. The same applies to the collimating lens 41e provided on the light incident side of the light valves 51B and 51G for B light and G light.

また、ダイクロイックミラー42aを透過したB光とG光のうち、G光は、ダイクロイックミラー42bによって反射し、平行化レンズ41eを通って、G光用のライトバルブ51Gに到達する。一方、B光は、ダイクロイックミラー42bを透過してリレー光学系43を通り、更に平行化レンズ41eを通って、B光用のライトバルブ51Bに到達する。なお、B光にリレー光学系43が用いられているのは、B光の光路の長さが他の色光の光路の長さよりも長いため、光の発散等による光の利用効率の低下を防止するためである。すなわち、入射側レンズ43aに入射した部分光束をそのまま、平行化レンズ41eに伝えるためである。なお、リレー光学系43には、3つの色光のうちのB光を通す構成としたが、これに限らず、例えば、R光を通す構成としても良い。   Of the B light and G light transmitted through the dichroic mirror 42a, the G light is reflected by the dichroic mirror 42b, passes through the collimating lens 41e, and reaches the light valve 51G for G light. On the other hand, the B light passes through the dichroic mirror 42b, passes through the relay optical system 43, passes through the collimating lens 41e, and reaches the light valve 51B for B light. The reason why the relay optical system 43 is used for the B light is that the length of the optical path of the B light is longer than the length of the optical path of the other color light, thereby preventing a decrease in light use efficiency due to light divergence or the like. It is to do. That is, the partial light beam incident on the incident side lens 43a is transmitted as it is to the parallelizing lens 41e. The relay optical system 43 is configured to pass B light out of the three color lights, but is not limited thereto, and may be configured to pass R light, for example.

第1光変調部50は、入射された光束を画像情報に基づいて変調して光学像(カラー画像)を形成する。この第1光変調部50は、色分離光学系42で分離された各色光が入射される入射側の偏光素子としての3つの入射側偏光板52(R光用入射側偏光板52R、G光用入射側偏光板52G、B光用入射側偏光板52B)を備える。また、各入射側偏光板52の後段に設置される第1光変調素子としての3つのライトバルブ51(R光用ライトバルブ51R、G光用ライトバルブ51G、B光用ライトバルブ51B)を備える。また、各ライトバルブ51の後段に設置される射出側の偏光素子としての3つの射出側偏光板53(R光用射出側偏光板53R、G光用射出側偏光板53G、B光用射出側偏光板53B)とを備える。   The first light modulator 50 modulates the incident light beam based on image information to form an optical image (color image). The first light modulation unit 50 includes three incident-side polarizing plates 52 (an R-side incident-side polarizing plate 52R and a G-light) as incident-side polarizing elements on which the respective color lights separated by the color separation optical system 42 are incident. Incident side polarizing plate 52G and B light incident side polarizing plate 52B). In addition, three light valves 51 (R light valve 51R, G light valve 51G, and B light valve 51B) are provided as first light modulation elements installed at the subsequent stage of each incident-side polarizing plate 52. . Further, three exit side polarizing plates 53 (an exit side polarizing plate 53R for R light, an exit side polarizing plate 53G for G light, and an exit side for B light) as exit side polarizing elements installed at the subsequent stage of each light valve 51. Polarizing plate 53B).

ライトバルブ51(51R,51G,51B)は、透過型の高温ポリシリコンTFT(Thin Film Transistor)をスイッチング素子として用いたものであり、対向配置される一対の透明基板内に液晶を密封封入して構成されている。そして、このライトバルブ51は、入射側偏光板52を介して入射する光束を画像情報に基づいて変調して光学像を内包した変調光を形成して射出する。   The light valve 51 (51R, 51G, 51B) uses a transmissive high-temperature polysilicon TFT (Thin Film Transistor) as a switching element. The light valve 51 (51R, 51G, 51B) seals and encloses liquid crystal in a pair of opposed transparent substrates. It is configured. The light valve 51 modulates a light beam incident via the incident-side polarizing plate 52 based on image information to form and emit modulated light including an optical image.

入射側偏光板52は、色分離光学系42で分離された各色光のうち、一方向の偏光光束を透過させ、その他の光束を吸収するものであり、本実施形態では、平面矩形状の透明な基板の平面に密着固定される。また、射出側偏光板53も、入射側偏光板52と同様に平面矩形状の透明な基板の平面に密着固定され、ライトバルブ51から射出された光束のうち、所定方向の偏光光束を透過させ、その他の光束を吸収するものであり、透過させる偏光光束の偏光軸は、入射側偏光板52において透過させる偏光光束の偏光軸に対して直交するように設定されている。   The incident-side polarizing plate 52 transmits a polarized light beam in one direction and absorbs other light beams among the respective color lights separated by the color separation optical system 42. It is closely fixed to the flat surface of the substrate. Similarly to the incident-side polarizing plate 52, the emission-side polarizing plate 53 is closely fixed to the plane of a flat rectangular transparent substrate, and transmits a polarized light beam in a predetermined direction out of the light beams emitted from the light valve 51. The other light beam is absorbed, and the polarization axis of the polarized light beam to be transmitted is set to be orthogonal to the polarization axis of the polarized light beam to be transmitted by the incident side polarizing plate 52.

色合成光学部60は、色合成光学素子として、1つのクロスダイクロイックプリズム61を備える。クロスダイクロイックプリズム61は、射出側偏光板53から射出され、色光毎に変調された光学像を内包する変調光を合成して、カラーの光学像を形成する光学素子である。このクロスダイクロイックプリズム61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をなしている。そして、直角プリズム同士を貼り合わせた略X字状の界面には、界面に沿って誘電体多層膜が形成されている。略X字状の一方の誘電体多層膜は、赤色光を反射するものであり、他方の誘電体多層膜は、青色光を反射するものであり、赤色光及び青色光は対応する誘電体多層膜によって反射され曲折される。また、緑色光は双方の誘電体多層膜を透過する。これにより、R光及びB光の進行方向をG光の進行方向に揃えることができ、3つの色光が合成される。クロスダイクロイックプリズム61によって合成された光学像は、リレーレンズ部70の方向に射出される。   The color synthesis optical unit 60 includes one cross dichroic prism 61 as a color synthesis optical element. The cross dichroic prism 61 is an optical element that forms a color optical image by synthesizing modulated light that is emitted from the emission-side polarizing plate 53 and includes an optical image modulated for each color light. The cross dichroic prism 61 has a substantially square shape in plan view in which four right angle prisms are bonded together. A dielectric multilayer film is formed along the interface at the substantially X-shaped interface where the right-angle prisms are bonded together. One of the substantially X-shaped dielectric multilayer films reflects red light, the other dielectric multilayer film reflects blue light, and red light and blue light correspond to the corresponding dielectric multilayer films. Reflected and bent by the film. Green light is transmitted through both dielectric multilayer films. Thereby, the advancing direction of R light and B light can be aligned with the advancing direction of G light, and three color lights are synthesize | combined. The optical image synthesized by the cross dichroic prism 61 is emitted in the direction of the relay lens unit 70.

リレーレンズ部70は、クロスダイクロイックプリズム61で合成されたライトバルブ51R,51G,51Bからの光学像(光強度分布)を、後述する第2光変調部80を構成するライトバルブ81の表面上に伝達する光学素子である。   The relay lens unit 70 has an optical image (light intensity distribution) from the light valves 51R, 51G, and 51B synthesized by the cross dichroic prism 61 on the surface of the light valve 81 constituting the second light modulation unit 80 described later. An optical element for transmission.

図2は、リレーレンズ部の概略構成を示す図である。
ここで、図2を参照して、リレーレンズ部70の構成および動作を説明する。
リレーレンズ部70は、各色光の光変調用のライトバルブ51R,51G,51Bの光学像をライトバルブ81の画素面に結像するものであって、図2に示すように、開口絞り71に対して略対称に配置された前段レンズ群70aおよび後段レンズ群70bからなる等倍結像レンズである。また、液晶の視野角特性を考慮して両側テレセントリック特性を有することが望ましい。前段レンズ群70aおよび後段レンズ群70bは、複数の凸レンズおよび凹レンズを含んで構成されている。ただし、レンズの形状、大きさ、配置間隔および枚数、テレセントリック性、倍率その他のレンズ特性は、要求される特性によって適宜変更され得るものであり、図2の例に限定されるものではない。リレーレンズ部70は、多数枚のレンズから構成されるので、収差補正がよく、各色光の光変調用のライトバルブ51R,51G,51Bで形成される輝度分布を正確にライトバルブ81に伝達することができる。
FIG. 2 is a diagram illustrating a schematic configuration of the relay lens unit.
Here, the configuration and operation of the relay lens unit 70 will be described with reference to FIG.
The relay lens unit 70 forms an optical image of the light valves 51R, 51G, and 51B for light modulation of each color light on the pixel surface of the light valve 81. As shown in FIG. This is an equal-magnification imaging lens composed of a front lens group 70a and a rear lens group 70b arranged substantially symmetrically. In addition, it is desirable to have both-side telecentric characteristics in consideration of the viewing angle characteristics of the liquid crystal. The front lens group 70a and the rear lens group 70b are configured to include a plurality of convex lenses and concave lenses. However, the shape, size, arrangement interval and number of lenses, telecentricity, magnification and other lens characteristics can be appropriately changed depending on required characteristics, and are not limited to the example of FIG. Since the relay lens unit 70 is composed of a large number of lenses, aberration correction is good, and the luminance distribution formed by the light valves 51R, 51G, 51B for light modulation of each color light is accurately transmitted to the light valve 81. be able to.

図1に戻り、リレーレンズ部70から射出された射出光としての光学像の光束は、第2光変調部80を構成する第2光変調素子としてのライトバルブ81の表示面上に伝達する。   Returning to FIG. 1, the light beam of the optical image as the emitted light emitted from the relay lens unit 70 is transmitted onto the display surface of the light valve 81 as the second light modulation element constituting the second light modulation unit 80.

第2光変調素子としてのライトバルブ81は、前述したライトバルブ51と同等の構成からなり、入射した光の全波長領域の輝度を画像情報に基づいて変調し、最終的な光学像を内包した変調光を射出する。射出された最終的な光学像を内包した変調光は、第2光変調部80を構成し射出側偏光素子としての射出側偏光板83により、偏光されて、投射部90に射出される。   The light valve 81 as the second light modulation element has the same configuration as the light valve 51 described above, and modulates the luminance of all wavelength regions of the incident light based on the image information and includes the final optical image. The modulated light is emitted. The modulated light including the final optical image that has been emitted constitutes the second light modulation unit 80, is polarized by the emission-side polarizing plate 83 as the emission-side polarizing element, and is emitted to the projection unit 90.

投射部90は、投射レンズ91を含めた図示しない複数のレンズ群で構成され、ライトバルブ81の表示面上に形成された光学像を、図示しないスクリーン上に投射してカラー画像を表示する。   The projection unit 90 is composed of a plurality of lens groups (not shown) including the projection lens 91, and projects an optical image formed on the display surface of the light valve 81 onto a screen (not shown) to display a color image.

ここで、第1光変調素子としてのライトバルブ51(51R,51G,51B)および第2光変調素子としてのライトバルブ81はいずれも透過光の強度を変調し、その変調度合いに応じた光学像を内包する点では同じである。しかし、後者のライトバルブ81は全波長域の光(白色光)を変調するのに対して、前者のライトバルブ51(51R,51G,51B)は色分離光学系42であるダイクロイックミラー42a,42bで分離された特定波長領域の光(R光、G光、B光など)を変調する点で両者は異なっている。従って、ライトバルブ51(51R,51G,51B)で行われる光強度変調を色変調、ライトバルブ81で行われる光強度変調を輝度変調と便宜的に呼称して区別する。   Here, each of the light valve 51 (51R, 51G, 51B) as the first light modulation element and the light valve 81 as the second light modulation element modulates the intensity of the transmitted light, and an optical image corresponding to the degree of modulation. It is the same in that it contains. However, the latter light valve 81 modulates light in the entire wavelength range (white light), whereas the former light valve 51 (51R, 51G, 51B) is a dichroic mirror 42a, 42b which is a color separation optical system 42. The two are different in that the light in the specific wavelength region (R light, G light, B light, etc.) separated in (1) is modulated. Therefore, the light intensity modulation performed by the light valve 51 (51R, 51G, 51B) is distinguished by color modulation and the light intensity modulation performed by the light valve 81 is referred to as luminance modulation for convenience.

また、同様の観点から、以下の説明ではライトバルブ51(51R,51G,51B)を色変調ライトバルブ、ライトバルブ81を輝度変調ライトバルブと呼称して区別する場合がある。なお、本実施形態では、色変調ライトバルブと輝度変調ライトバルブとは、同じ解像度を有している。なお、色変調ライトバルブの解像度が、輝度変調ライトバルブに対して高くても良いし、また、その逆であっても良い。   From the same point of view, in the following description, the light valve 51 (51R, 51G, 51B) may be referred to as a color modulation light valve, and the light valve 81 may be referred to as a luminance modulation light valve. In this embodiment, the color modulation light valve and the luminance modulation light valve have the same resolution. The resolution of the color modulation light valve may be higher than that of the luminance modulation light valve, or vice versa.

このように、本実施形態でのプロジェクタ1では、第1光変調素子としてのライトバルブ51(51R,51G,51B)で光学像(画像)を形成した変調光を用いて、最終的な表示画像を第2光変調素子としてのライトバルブ81で形成する形態を採用している。そして、直列に配置された2つの光変調素子(色変調ライトバルブ及び輝度変調ライトバルブ)を介して、2段階の画像形成過程によって光源としてのランプ31からの光を変調する。その結果、プロジェクタ1は、輝度ダイナミックレンジの拡大と階調数の増大を実現している。   As described above, in the projector 1 according to the present embodiment, a final display image is obtained by using the modulated light in which the optical image (image) is formed by the light valve 51 (51R, 51G, 51B) as the first light modulation element. Is formed with a light valve 81 as a second light modulation element. Then, the light from the lamp 31 as a light source is modulated by two-stage image forming processes through two light modulation elements (color modulation light valve and luminance modulation light valve) arranged in series. As a result, the projector 1 realizes expansion of the luminance dynamic range and increase of the number of gradations.

本実施形態での光変調装置100は、第1光変調素子としてのライトバルブ51(51R,51G,51B)と、クロスダイクロイックプリズム61と、リレーレンズ部70と第2光変調素子としてのライトバルブ81とを一体に構成しユニット化している。言い換えれば、光変調装置100は、上述した輝度ダイナミックレンジの拡大と階調数の増大を実現するための重要な光学部品を一体に構成しユニット化している。   The light modulation device 100 in this embodiment includes a light valve 51 (51R, 51G, 51B) as a first light modulation element, a cross dichroic prism 61, a relay lens unit 70, and a light valve as a second light modulation element. 81 is integrated and unitized. In other words, the light modulation device 100 is configured by unitizing important optical components for realizing the above-described expansion of the luminance dynamic range and increase of the number of gradations.

図3は、光変調装置の概略側面図である。図4は、光変調装置の概略組立図である。
なお、本実施形態の場合、光変調装置100を構成するクロスダイクロイックプリズム61の3方の側面部には、3つのライトバルブ51(51R,51G,51B)が固定されるのであるが、説明をわかり易くするために、G光用のライトバルブ51Gのみを図示している。
図3、図4を参照して、光変調装置100の構成を説明する。
FIG. 3 is a schematic side view of the light modulation device. FIG. 4 is a schematic assembly diagram of the light modulation device.
In the present embodiment, three light valves 51 (51R, 51G, 51B) are fixed to the three side surfaces of the cross dichroic prism 61 constituting the light modulation device 100. For the sake of simplicity, only the light valve 51G for G light is illustrated.
The configuration of the light modulation device 100 will be described with reference to FIGS.

図3、図4に示すように、光変調装置100は、固定部材200をベースとして、固定部材200の所定の位置に、第1光変調部50、色合成光学部60、リレーレンズ部70および第2光変調部80を各々固定することにより、一体に構成され、ユニット化されている。   As illustrated in FIGS. 3 and 4, the light modulation device 100 includes a first light modulation unit 50, a color synthesis optical unit 60, a relay lens unit 70, and a predetermined position on the fixed member 200 with the fixed member 200 as a base. By fixing each of the second light modulators 80, they are integrally configured and unitized.

光学素子としての構成は、本実施形態の場合、第1光変調素子としてのライトバルブ51(51R,51G,51B)と、射出側偏光板53(53R,53G,53B)と、色合成光学素子としてのクロスダイクロイックプリズム61と、リレーレンズ部70と、第2光変調素子としてのライトバルブ81と、射出側偏光板83とで構成されている。   In the case of the present embodiment, the configuration as an optical element includes a light valve 51 (51R, 51G, 51B) as a first light modulation element, an exit side polarizing plate 53 (53R, 53G, 53B), and a color synthesis optical element. A cross dichroic prism 61, a relay lens unit 70, a light valve 81 as a second light modulation element, and an exit side polarizing plate 83.

図3を参照して、概略の光変調装置100の構成を説明する。
第1光変調素子としてのライトバルブ51(51G)は、第1光変調素子収容部としての色変調ライトバルブ収容枠110に収容される。そして、色変調ライトバルブ収容枠110は、色変調ライトバルブ固定枠130により、クロスダイクロイックプリズム61の側面部にライトバルブ51(51G)に対する光学調整を行い固定される。色変調ライトバルブ固定枠130には、射出側偏光板53(53G)も固定される。
A schematic configuration of the light modulation device 100 will be described with reference to FIG. 3.
The light valve 51 (51G) as the first light modulation element is housed in the color modulation light valve housing frame 110 as the first light modulation element housing portion. The color modulation light valve housing frame 110 is fixed to the side surface portion of the cross dichroic prism 61 by optical adjustment with respect to the light valve 51 (51G) by the color modulation light valve fixing frame 130. The emission-side polarizing plate 53 (53G) is also fixed to the color modulation light valve fixing frame 130.

この構成は、R光用ライトバルブ51R、B光用ライトバルブ51Bに対してもライトバルブ51Gと同様に構成されて、クロスダイクロイックプリズム61の他の側面部に各々、ライトバルブ51R,51Bに対する光学調整を行い固定される。R光用射出側偏光板53R、B光用射出側偏光板53Bも同様に固定される。なお、クロスダイクロイックプリズム61のR光用ライトバルブ51R、G光用ライトバルブ51G、B光用ライトバルブ51Bを固定する側面部を側面部61R,61G,61Bとする。   This configuration is the same as that of the light valve 51G for the R light valve 51R and the B light valve 51B, and the optical elements for the light valves 51R and 51B are provided on the other side surfaces of the cross dichroic prism 61, respectively. Adjust and fix. The R light exit side polarizing plate 53R and the B light exit side polarizing plate 53B are also fixed in the same manner. Note that the side surface portions for fixing the R light valve 51R, the G light valve 51G, and the B light valve 51B of the cross dichroic prism 61 are side surfaces 61R, 61G, and 61B.

また、クロスダイクロイックプリズム61は、色合成光学素子固定部としてのプリズム固定板160により、底面部を固定されて、固定部材200の所定の位置に固定される。   The cross dichroic prism 61 is fixed at a predetermined position of the fixing member 200 with a bottom surface portion fixed by a prism fixing plate 160 as a color synthesizing optical element fixing portion.

リレーレンズ部70は、側面側に形成した固定用突起76を固定部材200に形成した固定用突設部230に固定することにより固定部材200に固定される。   The relay lens portion 70 is fixed to the fixing member 200 by fixing the fixing protrusion 76 formed on the side surface side to the fixing protrusion portion 230 formed on the fixing member 200.

第2光変調素子としてのライトバルブ81は、第2光変調素子収容部としての輝度変調ライトバルブ収容枠120に収容される。そして、輝度変調ライトバルブ収容枠120は、輝度変調ライトバルブ固定枠140により、ライトバルブ81に対する光学調整を行い固定部材200の所定の位置に固定される。また、射出側偏光板83は、射出側偏光板固定枠150により、固定部材200の所定の位置に固定される。
以上のように光変調装置100は構成されている。
The light valve 81 as the second light modulation element is housed in the luminance modulation light valve housing frame 120 as the second light modulation element housing portion. The luminance modulation light valve housing frame 120 is fixed to a predetermined position of the fixing member 200 by performing optical adjustment with respect to the light valve 81 by the luminance modulation light valve fixing frame 140. Further, the exit side polarizing plate 83 is fixed at a predetermined position of the fixing member 200 by the exit side polarizing plate fixing frame 150.
The light modulation device 100 is configured as described above.

図4を参照して、光変調装置100の詳細な構成と組立て方法を説明する。
最初に、ライトバルブ51(51R,51G,51B)をクロスダイクロイックプリズム61に固定するまでの説明を行なう。
A detailed configuration and assembling method of the light modulation device 100 will be described with reference to FIG.
First, description will be made until the light valve 51 (51R, 51G, 51B) is fixed to the cross dichroic prism 61.

色変調ライトバルブ収容枠110は、収容枠本体111と押え板117とで構成されている。収容枠本体111は、平面矩形状で箱状に形成され、一段突出した部分に光束が通過する矩形状の開口部112が形成されている。また、収容枠本体111の4つのコーナ部には、円形の貫通孔となる調整用孔113が各々形成されている。また、左右(X方向)の側面部には、後述する押え板117の係合片118と係合する断面楔状の突起114が各々形成されている。また、収容枠本体111の上部側面部には、ライトバルブ51(51G)を駆動するために、制御基板からの駆動信号を伝達するケーブル55を案内するための切欠部115が形成されている。   The color modulation light valve housing frame 110 includes a housing frame main body 111 and a presser plate 117. The housing frame main body 111 is formed in a box shape with a flat rectangular shape, and a rectangular opening 112 through which a light beam passes is formed at a portion protruding one step. In addition, adjustment holes 113 that are circular through holes are formed in the four corner portions of the housing frame main body 111, respectively. Further, on the left and right (X direction) side surface portions, projections 114 each having a wedge-shaped cross section that are engaged with an engagement piece 118 of a presser plate 117 described later are formed. Further, a cutout portion 115 for guiding a cable 55 for transmitting a drive signal from the control board is formed on the upper side surface portion of the housing frame main body 111 in order to drive the light valve 51 (51G).

また、収容枠本体111は、熱伝導率の高いアルミニウム合金で形成されている。なお、アルミニウム合金の他、熱伝導率の高いマグネシウム合金などの金属材料や、熱伝導率の高い合成樹脂で形成しても良い。このような材料で形成されることにより、ライトバルブ51での発熱に対して放熱効率を向上させることができる。   The housing frame main body 111 is formed of an aluminum alloy having a high thermal conductivity. In addition to the aluminum alloy, a metal material such as a magnesium alloy having a high thermal conductivity or a synthetic resin having a high thermal conductivity may be used. By being formed of such a material, the heat radiation efficiency can be improved with respect to the heat generated by the light valve 51.

押え板117は、図示は省略する概略矩形状の平板部材で形成され、4つのコーナ部を切り欠かいた形状となっている。また左右(X方向)の端面部には、収容枠本体111に形成される突起114と係合するための係合片118が略垂直に屈曲されて各々形成されている。   The holding plate 117 is formed of a substantially rectangular flat plate member (not shown), and has a shape in which four corner portions are cut out. Engagement pieces 118 for engaging with the projections 114 formed on the housing frame main body 111 are formed on the left and right (X direction) end surfaces, respectively, by being bent substantially vertically.

以上のように形成された収容枠本体111にライトバルブ51(51G)を収容し、後方から押え板117でライトバルブ51(51G)を押圧しながら押え板117の係合片118を突起114に係合させることにより、ライトバルブ51(51G)が色変調ライトバルブ収容枠110に収容されて固定される。   The light valve 51 (51G) is housed in the housing frame main body 111 formed as described above, and the engaging piece 118 of the presser plate 117 is formed on the protrusion 114 while pressing the light valve 51 (51G) from the rear with the presser plate 117. By engaging, the light valve 51 (51G) is housed and fixed in the color modulation light valve housing frame 110.

色変調ライトバルブ固定枠130は、矩形状の平板形状を有する固定枠本体131を有し、この固定枠本体131に光束が通過する矩形状の開口部132が形成されている。また、開口部132の左右(X方向)の縁辺には、光束の入射方向に立設し、先端が左右の外周方向に曲折した射出側偏光板固定部133が一対形成されている。また、固定枠本体131の4つのコーナ部には各々、円柱形状を有する固定用ピン134が光束の入射方向に突接して設けられている。この固定用ピン134は、色変調ライトバルブ収容枠110に形成する調整用孔113と嵌合するように配設される。なお、色変調ライトバルブ固定枠130は、熱伝導率の低いプラスチック部材で形成されており、ライトバルブ51で発生する熱が色変調ライトバルブ固定枠130を介してクロスダイクロイックプリズム61に伝熱することを防止している。   The color modulation light valve fixed frame 130 has a fixed frame main body 131 having a rectangular flat plate shape, and a rectangular opening 132 through which a light beam passes is formed in the fixed frame main body 131. In addition, a pair of exit-side polarizing plate fixing portions 133 are formed on the left and right (X-direction) edges of the opening portion 132 so as to stand in the incident direction of the light flux and whose tips are bent in the left and right outer peripheral directions. Each of the four corners of the fixed frame main body 131 is provided with a fixing pin 134 having a cylindrical shape so as to protrude in the incident direction of the light beam. The fixing pin 134 is disposed so as to be fitted into the adjustment hole 113 formed in the color modulation light valve housing frame 110. The color modulation light valve fixing frame 130 is formed of a plastic member having low thermal conductivity, and heat generated by the light valve 51 is transferred to the cross dichroic prism 61 via the color modulation light valve fixing frame 130. To prevent that.

射出側偏光板53(53G)は、透明な矩形状の基板58の面に貼付される。また、その基板58を色変調ライトバルブ固定枠130の2つの射出側偏光板固定部133の面に貼付する。これにより、射出側偏光板53(53G)が色変調ライトバルブ固定枠130に固定される。なお、本実施形態では、基板58として、熱伝導率の高いサファイア基板を用いている。なお、サファイア基板の他に水晶基板を用いても良い。   The exit-side polarizing plate 53 (53G) is attached to the surface of the transparent rectangular substrate 58. The substrate 58 is attached to the surfaces of the two exit side polarizing plate fixing portions 133 of the color modulation light valve fixing frame 130. As a result, the emission-side polarizing plate 53 (53G) is fixed to the color modulation light valve fixing frame 130. In the present embodiment, a sapphire substrate having high thermal conductivity is used as the substrate 58. A quartz substrate may be used in addition to the sapphire substrate.

クロスダイクロイックプリズム61を固定するプリズム固定板160は、矩形状の板状に形成されるプリズム固定板本体161を有している。また、プリズム固定板本体161の対角に位置する2つのコーナ部から、対角線状に延設され、先端に略円板形状を有する案内用脚162が1対形成される。またその円板形状部には、案内用孔162aが各々形成されている。また、プリズム固定板本体161の対角に位置する他の2つのコーナ部から、対角線状に延設され、先端に略円板形状を有する固定用脚163が1対形成される。またその円板形状部には、固定用孔163aが各々形成されている。なお、プリズム固定板160は、熱伝導率の低いプラスチック部材で形成されており、ライトバルブ51で発生する熱がプリズム固定板160を介して固定部材200に伝熱することを防止している。このように構成されるプリズム固定板160の上面に、クロスダイクロイックプリズム61の底面が所定の位置となるように、紫外線硬化剤を用いて固定する。   The prism fixing plate 160 for fixing the cross dichroic prism 61 has a prism fixing plate main body 161 formed in a rectangular plate shape. Further, a pair of guide legs 162 extending diagonally from the two corners positioned diagonally of the prism fixing plate main body 161 and having a substantially disk shape at the tip are formed. In addition, guide holes 162a are formed in the disk-shaped portions. Further, a pair of fixing legs 163 extending diagonally from the other two corners positioned diagonally of the prism fixing plate body 161 and having a substantially disk shape at the tip are formed. Further, fixing holes 163a are respectively formed in the disk-shaped portions. The prism fixing plate 160 is formed of a plastic member having low thermal conductivity, and prevents heat generated by the light valve 51 from being transferred to the fixing member 200 via the prism fixing plate 160. It fixes to the upper surface of the prism fixing plate 160 comprised in this way using a ultraviolet curing agent so that the bottom face of the cross dichroic prism 61 may become a predetermined position.

クロスダイクロイックプリズム61を固定したプリズム固定板160は、固定部材200に形成する案内用突起210にプリズム固定板160の案内用孔162aを嵌合させて載置する。それにより、固定部材200に形成される固定用ネジ孔220にプリズム固定板160の固定用孔163aが位置する。ここで、固定用ネジ300を用いて、固定用孔163aに挿嵌し、固定用ネジ孔220にネジ締めすることにより、プリズム固定板160が固定部材200に固定される。   The prism fixing plate 160 to which the cross dichroic prism 61 is fixed is placed with the guide protrusions 210 formed on the fixing member 200 fitted into the guide holes 162 a of the prism fixing plate 160. Accordingly, the fixing hole 163 a of the prism fixing plate 160 is positioned in the fixing screw hole 220 formed in the fixing member 200. Here, the prism fixing plate 160 is fixed to the fixing member 200 by being inserted into the fixing hole 163 a using the fixing screw 300 and screwed into the fixing screw hole 220.

リレーレンズ部70は、レンズ群70a,70bを収容する筒状の筐体75を備えている。そして、その筐体75は、リレーレンズ部70の略重心位置に相対する筐体75の側面で、照明光軸Lの方向にお互いが平行となる固定用突起76が一対突接して形成されている。また、各固定用突起76には、1つの案内用孔78と、2つの固定用孔79が形成されている。   The relay lens unit 70 includes a cylindrical casing 75 that houses the lens groups 70a and 70b. The casing 75 is formed on the side surface of the casing 75 facing the position of the approximate center of gravity of the relay lens unit 70, with a pair of fixing protrusions 76 that are parallel to each other in the direction of the illumination optical axis L. Yes. Each fixing protrusion 76 is formed with one guide hole 78 and two fixing holes 79.

固定部材200には、リレーレンズ部70の各固定用突起76に対応させて、リレーレンズ部70を固定するための基台となる矩形状の断面を有し柱状に形成される一対の固定用突設部230が突設される。また、各固定用突設部230の天面には、1つのリレーレンズ部案内用突起231と、2つのリレーレンズ部固定用ネジ孔232が形成される。   The fixing member 200 has a rectangular cross section that is a base for fixing the relay lens unit 70 so as to correspond to each fixing projection 76 of the relay lens unit 70, and a pair of fixing members formed in a columnar shape. A protruding portion 230 is protruded. In addition, one relay lens part guide protrusion 231 and two relay lens part fixing screw holes 232 are formed on the top surface of each fixing protrusion 230.

ここで、各リレーレンズ部案内用突起231に、リレーレンズ部70の各案内用孔78を嵌合させてリレーレンズ部70を固定用突設部230の天面に載置する。そして、固定用ネジ310を用いて、各固定用孔79に挿嵌し、リレーレンズ部固定用ネジ孔232にネジ締めすることにより、リレーレンズ部70が固定部材200に固定される。
なお、この構成により、リレーレンズ部70は、リレーレンズ部70の重心近傍で固定部材200に固定されることになる。
Here, the relay lens portions 70 are placed on the top surface of the fixing projection portion 230 by fitting the respective guide holes 78 of the relay lens portion 70 into the respective relay lens portion guide protrusions 231. Then, the relay lens unit 70 is fixed to the fixing member 200 by being inserted into the fixing holes 79 using the fixing screws 310 and screwed into the relay lens unit fixing screw holes 232.
With this configuration, the relay lens unit 70 is fixed to the fixing member 200 in the vicinity of the center of gravity of the relay lens unit 70.

ここまで組立てられた光変調装置100を用いて、各ライトバルブ51(51G,51R,51B)をクロスダイクロイックプリズム61の側面部61R,61G,61Bに光学調整を行ないながら固定することになる。   Each light valve 51 (51G, 51R, 51B) is fixed to the side surface portions 61R, 61G, 61B of the cross dichroic prism 61 while performing optical adjustment using the light modulation device 100 assembled so far.

ここで、ライトバルブ51(51G,51R,51B)に対する光学調整および固定手順を説明する。
ここでの光学調整とは、各ライトバルブ51(51G,51R,51B)を構成する画素に対して、対応する画素同士を一致させるアライメントと、リレーレンズ部70のバックフォーカス面内に各ライトバルブ51(51G,51R,51B)のフォーカス面(液晶面)を合せ込むバックフォーカス調整をいう。
Here, an optical adjustment and fixing procedure for the light valve 51 (51G, 51R, 51B) will be described.
Here, the optical adjustment means that the pixels constituting each light valve 51 (51G, 51R, 51B) are aligned so that the corresponding pixels coincide with each other, and each light valve is placed in the back focus plane of the relay lens unit 70. This refers to back focus adjustment for aligning the focus surfaces (liquid crystal surfaces) 51 (51G, 51R, 51B).

最初に、前述した状態の光変調装置100を調整装置(図示省略)に設置する。次に、上述したように、G光用ライトバルブ51Gに対して、色変調ライトバルブ固定枠130の固定用ピン134に紫外線硬化剤を塗布し、色変調ライトバルブ固定枠130の調整用孔113を嵌合する。また、色変調ライトバルブ固定枠130の固定枠本体131のクロスダイクロイックプリズム61と相対する裏面側にも紫外線硬化剤を塗布して、クロスダイクロイックプリズム61の側面部61Gに仮固定する。仮固定とは、紫外線硬化剤の初期粘着力で、仮に固定することである。この状態で、色変調ライトバルブ収容枠110を調整装置のチャッキング部(図示省略)に設置する。   First, the light modulation device 100 in the state described above is installed in an adjustment device (not shown). Next, as described above, an ultraviolet curing agent is applied to the fixing pin 134 of the color modulation light valve fixing frame 130 for the G light light valve 51G, and the adjustment hole 113 of the color modulation light valve fixing frame 130 is applied. Mating. Also, an ultraviolet curing agent is applied to the back surface of the fixed frame body 131 of the color modulation light valve fixing frame 130 facing the cross dichroic prism 61, and temporarily fixed to the side surface 61 </ b> G of the cross dichroic prism 61. Temporary fixing is temporarily fixing with the initial adhesive force of the ultraviolet curing agent. In this state, the color modulation light valve housing frame 110 is installed in a chucking portion (not shown) of the adjustment device.

次に、調整装置の光源により、色変調ライトバルブ収容枠110の前方から緑色光を射出して、G光用ライトバルブ51G、クロスダイクロイックプリズム61およびリレーレンズ部70を介して射出される画像を用いて、リレーレンズ部70のバックフォーカス面内にG光用ライトバルブ51Gのフォーカス面(液晶面)を合せ込む。なお、この調整は、チャッキング部が色変調ライトバルブ収容枠110を保持して6軸方向に移動させて調整を行なう。なお、G光用ライトバルブ51Gを構成する画素が所定の位置に位置するようにアライメントも行なう。   Next, green light is emitted from the front of the color modulation light valve housing frame 110 by the light source of the adjustment device, and an image emitted through the G light light valve 51G, the cross dichroic prism 61, and the relay lens unit 70 is displayed. The focus surface (liquid crystal surface) of the G light valve 51G is aligned with the back focus surface of the relay lens unit 70. This adjustment is performed by the chucking unit holding the color modulation light valve housing frame 110 and moving it in the six-axis directions. Note that alignment is also performed so that the pixels constituting the light valve 51G for G light are located at predetermined positions.

6軸方向とは、図4に示す座標系を用いて説明すると、X方向、Y方向、Z方向の3軸方向の調整と、XY平面方向、YZ平面方向、ZX平面方向の3軸方向を示している。この6軸方向の調整を行なう。   The six-axis direction is described using the coordinate system shown in FIG. 4. The three-axis directions of the X, Y, and Z directions and the three-axis directions of the XY, YZ, and ZX planes are adjusted. Show. This 6-axis direction adjustment is performed.

このようにして、G光用ライトバルブ51Gの光学調整が終了した場合、紫外線を照射して、調整用孔113と固定用ピン134、及び、色変調ライトバルブ固定枠130とクロスダイクロイックプリズム61の側面部61Gとを固定する。これにより、G光用ライトバルブ51Gがクロスダイクロイックプリズム61の側面部61Gに本固定される。   In this way, when the optical adjustment of the G light valve 51G is completed, ultraviolet rays are irradiated to adjust the adjustment hole 113, the fixing pin 134, the color modulation light valve fixing frame 130, and the cross dichroic prism 61. The side part 61G is fixed. Accordingly, the light valve 51G for G light is permanently fixed to the side surface portion 61G of the cross dichroic prism 61.

次に、B光用ライトバルブ51Bに対して、G光用ライトバルブ51Gと同様に、クロスダイクロイックプリズム61の側面部61Bに仮固定し、光学調整を行なう。この場合、B光用ライトバルブ51Bを収容する色変調ライトバルブ収容枠110の前方からも光を射出する。そして、B光用ライトバルブ51B、クロスダイクロイックプリズム61およびリレーレンズ部70を介して射出される画像を用いて、先に固定されたG光用ライトバルブ51Gの各画素の位置を基準として、B光用ライトバルブ51Bを構成する各画素を、対応するG光用ライトバルブ51Gの画素と一致させるアライメントと、G光用ライトバルブ51Gと同様のバックフォーカス調整とを行なう。この場合もG光用ライトバルブ51Gと同様に、6軸方向の調整を行う。光学調整が終了した場合。紫外線を同様に照射して、B光用ライトバルブ51Bをクロスダイクロイックプリズム61の側面部61Bに本固定する。   Next, as with the light valve 51G for G light, the light valve 51B for B light is temporarily fixed to the side surface portion 61B of the cross dichroic prism 61, and optical adjustment is performed. In this case, light is also emitted from the front of the color modulation light valve housing frame 110 that houses the B light bulb 51B. Then, using the image emitted through the light valve 51B for B light, the cross dichroic prism 61, and the relay lens unit 70, the position of each pixel of the light valve 51G for G light fixed previously is used as a reference. Alignment for making each pixel constituting the light valve for light 51B coincide with the corresponding pixel of the light valve for G light 51G and back focus adjustment similar to that for the light valve for G light 51G are performed. Also in this case, the adjustment in the 6-axis direction is performed in the same manner as the light valve 51G for G light. When optical adjustment is completed. The ultraviolet light is irradiated in the same manner, and the light valve 51B for B light is permanently fixed to the side surface portion 61B of the cross dichroic prism 61.

次に、R光用ライトバルブ51Rに対して、G光用ライトバルブ51Gと同様に、クロスダイクロイックプリズム61の側面部61Rに仮固定し、調整を行なう。B光用ライトバルブ51Bと同様に、G光用ライトバルブ51Gの対応する各画素の位置と一致するように、R光用ライトバルブ51Rを収容する色変調ライトバルブ収容枠110の前方から赤色光を射出する(この場合、青色光用には光は射出しない)。そして、R光用ライトバルブ51R、クロスダイクロイックプリズム61およびリレーレンズ部70を介して射出される画像を用いて、光学調整を行なう。この場合もG光用ライトバルブ51Gと同様に、6軸方向の調整を行う。光学調整が終了した場合。紫外線を同様に照射して、R光用ライトバルブ51Rをクロスダイクロイックプリズム61の側面部61Rに本固定する。   Next, the R light valve 51R is temporarily fixed to the side surface portion 61R of the cross dichroic prism 61 and adjusted in the same manner as the G light valve 51G. Similarly to the B light valve 51B, red light is emitted from the front of the color modulation light valve housing frame 110 that houses the R light valve 51R so as to coincide with the position of each corresponding pixel of the G light valve 51G. (In this case, no light is emitted for blue light). Then, optical adjustment is performed using an image emitted through the R light valve 51R, the cross dichroic prism 61, and the relay lens unit 70. Also in this case, the adjustment in the 6-axis direction is performed in the same manner as the light valve 51G for G light. When optical adjustment is completed. The ultraviolet light is similarly irradiated, and the R light valve 51 </ b> R is permanently fixed to the side surface 61 </ b> R of the cross dichroic prism 61.

以上により、各色光用のライトバルブ51(51R,51G,51B)は、光学調整(アライメント及びバックフォーカス調整)が完了し、クロスダイクロイックプリズム61に固定されることになる。   As described above, the light valves 51 (51R, 51G, 51B) for the respective color lights are optically adjusted (alignment and back focus adjustment) and are fixed to the cross dichroic prism 61.

次に、第2光変調素子としてのライトバルブ81の固定方法と光学調整を説明する。
ライトバルブ81を収容する第2光変調素子収容部としての輝度変調ライトバルブ収容枠120の構成を説明する。
Next, a fixing method and optical adjustment of the light valve 81 as the second light modulation element will be described.
A configuration of the luminance modulation light valve housing frame 120 as a second light modulation element housing portion that houses the light valve 81 will be described.

輝度変調ライトバルブ収容枠120は、略上述した色変調ライトバルブ収容枠110と同様の構成となっている。輝度変調ライトバルブ収容枠120は、収容枠本体121と押え板127とで構成されている。収容枠本体121と押え板127は、色変調ライトバルブ収容枠110の収容枠本体111と押え板117とに対応している。   The luminance modulation light valve housing frame 120 has substantially the same configuration as the color modulation light valve housing frame 110 described above. The brightness modulation light valve housing frame 120 is composed of a housing frame main body 121 and a pressing plate 127. The housing frame main body 121 and the presser plate 127 correspond to the housing frame main body 111 and the presser plate 117 of the color modulation light valve housing frame 110.

収容枠本体121は、開口部122、調整用孔123、突起124および切欠部125などが収容枠本体111の開口部112、調整用孔113、突起114および切欠部115などと同様に形成されている。また、押え板127は、係合片128などが押え板117の係合片118などと同様に形成されている。   The housing frame main body 121 has an opening 122, an adjustment hole 123, a protrusion 124, and a notch 125 formed in the same manner as the opening 112, the adjustment hole 113, the protrusion 114, and the notch 115 of the housing frame main body 111. Yes. Further, the presser plate 127 has an engagement piece 128 and the like formed in the same manner as the engagement piece 118 and the like of the presser plate 117.

以上のように形成された収容枠本体121にライトバルブ81を収容し、後方から押え板127でライトバルブ81を押圧しながら押え板127の係合片128を突起124に係合させることにより、ライトバルブ81が輝度変調ライトバルブ収容枠120に収容されて固定される。なお、ライトバルブ81には、ライトバルブ81を駆動するために、制御基板からの駆動信号を伝達されるケーブル56が接続されており、切欠部125から上方に伸びている。   By accommodating the light valve 81 in the housing frame main body 121 formed as described above, and engaging the engagement piece 128 of the press plate 127 with the protrusion 124 while pressing the light valve 81 with the press plate 127 from the rear, The light valve 81 is housed and fixed in the luminance modulation light valve housing frame 120. The light valve 81 is connected with a cable 56 for transmitting a drive signal from the control board to drive the light valve 81 and extends upward from the notch 125.

輝度変調ライトバルブ固定枠140は、矩形状の平板形状を有する固定枠本体141を有し、この固定枠本体141に光束が通過する矩形状の開口部142が形成されている。また、固定枠本体141の4つのコーナ部には各々、円柱形状を有する固定用ピン144が光束の射出方向に突接して設けられている。この固定用ピン144は、輝度変調ライトバルブ収容枠120に形成する調整用孔123と嵌合するように配設される。そして、固定枠本体141の下端面の両端部には、矩形板状の固定部145が一対形成されている。また、固定部145の面部には、固定用孔146が各々形成されている。なお、輝度変調ライトバルブ固定枠140は、熱伝導率の低いプラスチック部材で形成され、ライトバルブ81で発生する熱が輝度変調ライトバルブ固定枠140を介して固定部材200に伝熱することを防止している。   The luminance modulation light valve fixed frame 140 has a fixed frame main body 141 having a rectangular flat plate shape, and a rectangular opening 142 through which a light beam passes is formed in the fixed frame main body 141. Each of the four corners of the fixed frame main body 141 is provided with a fixing pin 144 having a cylindrical shape so as to protrude in contact with the light emission direction. The fixing pin 144 is disposed so as to be fitted into the adjustment hole 123 formed in the luminance modulation light valve housing frame 120. A pair of fixed portions 145 each having a rectangular plate shape are formed at both ends of the lower end surface of the fixed frame main body 141. In addition, fixing holes 146 are formed in the surface portion of the fixing portion 145. The luminance modulation light valve fixing frame 140 is formed of a plastic member having low thermal conductivity, and heat generated by the light valve 81 is prevented from being transferred to the fixing member 200 via the luminance modulation light valve fixing frame 140. is doing.

なお、固定部材200には、この輝度変調ライトバルブ固定枠140を固定する位置に相対して、固定用ネジ孔240が形成されている。ここで、輝度変調ライトバルブ固定枠140の固定部145を固定部材200に載置して、固定部材200に形成される固定用ネジ孔240に輝度変調ライトバルブ固定枠140の固定用孔146を位置させる。そして、固定用ネジ320を用いて、固定用孔146に挿嵌し、固定用ネジ孔240にネジ締めすることにより、輝度変調ライトバルブ固定枠140が固定部材200に固定される。   Note that a fixing screw hole 240 is formed in the fixing member 200 so as to face the position where the luminance modulation light valve fixing frame 140 is fixed. Here, the fixing portion 145 of the luminance modulation light valve fixing frame 140 is placed on the fixing member 200, and the fixing hole 146 of the luminance modulation light valve fixing frame 140 is inserted into the fixing screw hole 240 formed in the fixing member 200. Position. Then, the luminance modulation light valve fixing frame 140 is fixed to the fixing member 200 by being inserted into the fixing hole 146 using the fixing screw 320 and screwed into the fixing screw hole 240.

射出側偏光板固定枠150は、矩形状の平板形状を有する固定枠本体151を有し、この固定枠本体151に光束が通過する矩形状の開口部152が形成されている。また、固定枠本体151の下端面の両端部には、矩形板状の固定部155が一対形成されている。また、固定部155の面部には、固定用孔156が各々形成されている。なお、射出側偏光板固定枠150は、熱伝導率の低いプラスチック部材で形成され、射出側偏光板83で発生する熱が射出側偏光板固定枠150を介して固定部材200に伝熱することを防止している。   The exit side polarizing plate fixing frame 150 includes a fixed frame main body 151 having a rectangular flat plate shape, and a rectangular opening 152 through which a light beam passes is formed in the fixed frame main body 151. A pair of rectangular plate-shaped fixing portions 155 are formed at both ends of the lower end surface of the fixed frame main body 151. In addition, fixing holes 156 are formed in the surface portion of the fixing portion 155. The exit side polarizing plate fixing frame 150 is formed of a plastic member having low thermal conductivity, and heat generated by the exit side polarizing plate 83 is transferred to the fixing member 200 through the exit side polarizing plate fixing frame 150. Is preventing.

射出側偏光板83は、透明な矩形状の基板59の面に貼付される。また、その基板59を射出側偏光板固定枠150の固定枠本体151の面に貼付する。これにより、射出側偏光板83が射出側偏光板固定枠150に固定される。なお、本実施形態では、基板59として、熱伝導率の高いサファイア基板を用いている。なお、サファイア基板の他に水晶基板を用いても良い。   The exit side polarizing plate 83 is attached to the surface of the transparent rectangular substrate 59. Further, the substrate 59 is attached to the surface of the fixed frame main body 151 of the exit side polarizing plate fixing frame 150. Thereby, the exit side polarizing plate 83 is fixed to the exit side polarizing plate fixing frame 150. In the present embodiment, a sapphire substrate having high thermal conductivity is used as the substrate 59. A quartz substrate may be used in addition to the sapphire substrate.

なお、固定部材200には、この射出側偏光板固定枠150を固定する位置に相対して、固定用ネジ孔250が形成されている。ここで、射出側偏光板固定枠150の固定部155を固定部材200に載置して、固定部材200に形成される固定用ネジ孔250に射出側偏光板固定枠150の固定用孔156を位置させる。そして、固定用ネジ330を用いて、固定用孔156に挿嵌し、固定用ネジ孔250にネジ締めすることにより、射出側偏光板固定枠150が固定部材200に固定される。   A fixing screw hole 250 is formed in the fixing member 200 so as to face the position where the exit side polarizing plate fixing frame 150 is fixed. Here, the fixing portion 155 of the exit side polarizing plate fixing frame 150 is placed on the fixing member 200, and the fixing hole 156 of the exit side polarizing plate fixing frame 150 is inserted into the fixing screw hole 250 formed in the fixing member 200. Position. Then, the exit-side polarizing plate fixing frame 150 is fixed to the fixing member 200 by being inserted into the fixing hole 156 using the fixing screw 330 and screwed into the fixing screw hole 250.

ここまで組立てられた光変調装置100を用いて、ライトバルブ81を輝度変調ライトバルブ固定枠140に光学調整を行ないながら固定することになる。   Using the light modulation device 100 assembled so far, the light valve 81 is fixed to the luminance modulation light valve fixing frame 140 while performing optical adjustment.

ここで、ライトバルブ81対する光学調整および固定手順を説明する。
ここでの光学調整とは、リレーレンズ部70から射出された射出光としての全波長域の光(白色光)を構成する画素に対して、ライトバルブ81の対応する画素を一致させるアライメントと、リレーレンズ部70のフォーカス面内にライトバルブ81のフォーカス面(液晶面)を合せ込むフォーカス調整をいう。
Here, an optical adjustment and fixing procedure for the light valve 81 will be described.
The optical adjustment here is an alignment that matches the corresponding pixels of the light valve 81 with respect to the pixels constituting the light in the entire wavelength range (white light) as the emitted light emitted from the relay lens unit 70; Focus adjustment is to adjust the focus surface (liquid crystal surface) of the light valve 81 within the focus surface of the relay lens unit 70.

最初に、前述した各ライトバルブ51(51R,51G,51B)が光学調整されて、クロスダイクロイックプリズム61に固定され、輝度変調ライトバルブ固定枠140と、射出側偏光板83が貼付された射出側偏光板固定枠150とが固定部材200に固定された状態の光変調装置100を調整装置(図示省略)に設置する。次に、輝度変調ライトバルブ固定枠140の固定用ピン144に紫外線硬化剤を塗布し、輝度変調ライトバルブ収容枠120の調整用孔123を嵌合する。この状態で、輝度変調ライトバルブ収容枠120を調整装置のチャッキング部(図示省略)に設置する。   First, each light valve 51 (51R, 51G, 51B) described above is optically adjusted and fixed to the cross dichroic prism 61, and the emission side on which the luminance modulation light valve fixing frame 140 and the emission side polarizing plate 83 are attached. The light modulation device 100 in a state where the polarizing plate fixing frame 150 is fixed to the fixing member 200 is installed in an adjustment device (not shown). Next, an ultraviolet curing agent is applied to the fixing pin 144 of the luminance modulation light valve fixing frame 140 and the adjustment hole 123 of the luminance modulation light valve housing frame 120 is fitted. In this state, the luminance modulation light valve housing frame 120 is installed in a chucking portion (not shown) of the adjustment device.

次に、各色光用の色変調ライトバルブ収容枠110の前方から、対応する各色光の光を射出する。そして、ライトバルブ81から射出される画像を用いて、リレーレンズ部70を介して射出される光束を構成する画素が、輝度変調ライトバルブ81を構成する各画素の所定の位置に位置するようにアライメントを行なう。また、フォーカス調整も行なう。なお、この調整は、チャッキング部が輝度変調ライトバルブ収容枠120を保持して6軸方向に移動させて調整を行なう。   Next, light of each corresponding color light is emitted from the front of the color modulation light valve housing frame 110 for each color light. Then, using the image emitted from the light valve 81, the pixels constituting the light beam emitted via the relay lens unit 70 are positioned at predetermined positions of the pixels constituting the luminance modulation light valve 81. Align. Also, focus adjustment is performed. This adjustment is performed by the chucking unit holding the luminance modulation light valve housing frame 120 and moving it in the six-axis directions.

ここで、6軸方向の調整とは、色変調ライトバルブ51での6軸方向の調整と同様である。なお、各色変調ライトバルブ51(51R,51G,51B)は前述したように光学調整が完了しており各画素が一致している。そして、この光学調整でリレーレンズ部70と輝度変調ライトバルブ81との共役距離が調整され、リレーレンズ部70から射出された光学像は、輝度変調ライトバルブ81の画素面で結像される。   Here, the adjustment in the six-axis direction is the same as the adjustment in the six-axis direction in the color modulation light valve 51. Each color modulation light valve 51 (51R, 51G, 51B) has been optically adjusted as described above, and each pixel is matched. The conjugate distance between the relay lens unit 70 and the luminance modulation light valve 81 is adjusted by this optical adjustment, and the optical image emitted from the relay lens unit 70 is formed on the pixel surface of the luminance modulation light valve 81.

輝度変調ライトバルブ81の調整が終了した場合。紫外線を照射して、調整用孔123と固定用ピン144とを固定する。それにより、ライトバルブ81を収容する輝度変調ライトバルブ収容枠120が輝度変調ライトバルブ固定枠140に本固定される。
以上により、光変調装置100が完成する。
When adjustment of the luminance modulation light valve 81 is completed. The adjustment hole 123 and the fixing pin 144 are fixed by irradiating with ultraviolet rays. Thereby, the luminance modulation light valve housing frame 120 that houses the light valve 81 is permanently fixed to the luminance modulation light valve fixing frame 140.
Thus, the light modulation device 100 is completed.

なお、上述したように、固定部材200は、光変調装置100を構成する光学素子を固定するための部材であり、剛性を有する部材が好ましい。また、光学素子の固定位置が熱により変化させないために、プラスチック部材に対して線膨張係数の低い金属部材を用いることが好ましい。本実施形態では、インバー合金の板材を加工して使用している。なお、リレーレンズ部70を固定するための固定用突設部230などは、他の金属部材を用いている。   As described above, the fixing member 200 is a member for fixing the optical element constituting the light modulation device 100, and a member having rigidity is preferable. In order to prevent the fixing position of the optical element from being changed by heat, it is preferable to use a metal member having a low coefficient of linear expansion relative to the plastic member. In this embodiment, an Invar alloy plate material is processed and used. Note that other metal members are used for the fixing protrusion 230 for fixing the relay lens unit 70 and the like.

なお、完成した光変調装置100は、光学部品用筐体7の所定の位置に収容され、ねじ固定される。   The completed light modulation device 100 is accommodated in a predetermined position of the optical component casing 7 and fixed with screws.

図5は、投写部の概略断面図である。
図5を参照して、投射部90の固定構造を説明する。
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of the projection unit.
With reference to FIG. 5, the fixing structure of the projection part 90 is demonstrated.

投射部90は、筐体95の内部に投射レンズ91を含め投射レンズ群を収容し固定している。この筐体95は、入射側の端部近傍に、円板状に形成されたフランジ96を有している。そして、投射部90は、入射側に設置される円筒状の投射部保持部材400により保持される。詳細には、投射部保持部材400の端部の内面側に突出して形成される保持部410を有し、保持部410の所定の場所に形成される固定用ネジ孔411を複数有している。一方、筐体95のフランジ96において、この固定用ネジ孔411に相対する位置に固定用孔97が形成される。   The projection unit 90 accommodates and fixes the projection lens group including the projection lens 91 inside the housing 95. The casing 95 has a flange 96 formed in a disc shape in the vicinity of the end on the incident side. And the projection part 90 is hold | maintained by the cylindrical projection part holding member 400 installed in the incident side. Specifically, the projection unit holding member 400 has a holding part 410 that is formed so as to protrude toward the inner surface side of the end part, and has a plurality of fixing screw holes 411 that are formed at predetermined positions of the holding part 410. . On the other hand, a fixing hole 97 is formed in the flange 96 of the housing 95 at a position facing the fixing screw hole 411.

投射部90を投射部保持部材400に固定する場合には、投射部90のフランジ96に形成される固定用孔97を、投射部保持部材400の保持部410に形成される固定用ネジ孔411に合せて、固定用ネジ350でネジ締めすることにより、固定される。   When the projection unit 90 is fixed to the projection unit holding member 400, the fixing hole 97 formed in the flange 96 of the projection unit 90 is replaced with the fixing screw hole 411 formed in the holding unit 410 of the projection unit holding member 400. The screw is fixed by tightening with a fixing screw 350.

この場合、本実施形態では、保持部410とフランジ96との間に、光学調整機構としてのスペーサ500を設置してネジ締めすることにより、フランジバック調整を行なっている。スペーサ500は、所定の板厚を有し、中心に円形の貫通孔を有する円板形状に形成されている。所定の板厚として、本実施形態では略0.1mm程度の板厚のスペーサ500を用いている。   In this case, in this embodiment, the flange back adjustment is performed by installing a spacer 500 as an optical adjustment mechanism between the holding portion 410 and the flange 96 and tightening the screw. The spacer 500 has a predetermined plate thickness and is formed in a disc shape having a circular through hole at the center. In this embodiment, a spacer 500 having a thickness of about 0.1 mm is used as the predetermined thickness.

フランジバック調整は、投射部90のバックフォーカス面内に第1光変調素子としてのライトバルブ51および第2光変調素子としてのライトバルブ81のフォーカス面(液晶面)を合せ込む調整である。   The flange back adjustment is an adjustment in which the focus surfaces (liquid crystal surfaces) of the light valve 51 as the first light modulation element and the light valve 81 as the second light modulation element are aligned in the back focus surface of the projection unit 90.

本実施形態では、光変調装置100と投射部90とを調整装置(図示省)に設置して、ライトバルブ51の入射側から各色光の光を射出させ、投射部90から投射する光学像を利用して、投射部90を前後方向に移動して調整することにより、バックフォーカス調整を行う。バックフォーカス調整が終了した場合、ライトバルブ81と投射部90のフランジ96との距離を測定し、実際に測定に用いた光変調装置100をプロジェクタ1に組み込む。そして、投射部90を組み立てる場合に、ライトバルブ81と投射部90のフランジ96との距離が測定した距離となるように、保持部410とフランジ96との間をスペーサ500を用いて調整する。このようにして、バックフォーカス調整が行われ、適正な共役距離を確保して投射部90が固定される。   In this embodiment, the light modulation device 100 and the projection unit 90 are installed in an adjustment device (not shown), the light of each color light is emitted from the incident side of the light valve 51, and an optical image projected from the projection unit 90 is obtained. The back focus adjustment is performed by moving and adjusting the projection unit 90 in the front-rear direction. When the back focus adjustment is completed, the distance between the light valve 81 and the flange 96 of the projection unit 90 is measured, and the light modulation device 100 actually used for the measurement is incorporated in the projector 1. Then, when the projection unit 90 is assembled, the space between the holding unit 410 and the flange 96 is adjusted using the spacer 500 so that the distance between the light valve 81 and the flange 96 of the projection unit 90 is the measured distance. In this way, the back focus adjustment is performed, and the projection unit 90 is fixed while ensuring an appropriate conjugate distance.

上述した、実施形態によれば以下の効果が得られる。
(1)本実施形態の光変調装置100によれば、固定部材200を基準として、第1光変調素子としての色変調ライトバルブ51と、リレーレンズ部70と、第2光変調素子としての輝度変調ライトバルブ81とを一体にユニット化して固定することができる。詳細には、光源装置30からの光を色分離光学系42で分離(分光)して3色(赤色光、緑色光、青色光)とした各色光に対応して変調する3つの色変調ライトバルブ51R,51G,51Bは、色変調ライトバルブ収容枠110に収容され、色変調ライトバルブ固定枠130を介して、クロスダイクロイックプリズム61に、色変調ライトバルブ51R,51G,51Bが所定の位置となるように固定される。そして、このクロスダイクロイックプリズム61は、プリズム固定板160に固定される。そして、このプリズム固定板160は固定部材200に固定される。また、輝度変調ライトバルブ81は、輝度変調ライトバルブ収容枠120に収容され、輝度変調ライトバルブ固定枠140により、固定部材200に輝度変調ライトバルブ81が所定の位置となるように固定される。
According to the embodiment described above, the following effects can be obtained.
(1) According to the light modulation device 100 of this embodiment, with the fixing member 200 as a reference, the color modulation light valve 51 as the first light modulation element, the relay lens unit 70, and the luminance as the second light modulation element The modulation light valve 81 can be fixed as a unit. Specifically, three color modulation lights that modulate light corresponding to each of three colors (red light, green light, and blue light) by separating (spreading) light from the light source device 30 by the color separation optical system 42. The valves 51R, 51G, and 51B are housed in the color modulation light valve housing frame 110, and the color modulation light valves 51R, 51G, and 51B are placed at predetermined positions on the cross dichroic prism 61 via the color modulation light valve fixing frame 130. It is fixed to become. The cross dichroic prism 61 is fixed to the prism fixing plate 160. The prism fixing plate 160 is fixed to the fixing member 200. The luminance modulation light valve 81 is housed in the luminance modulation light valve housing frame 120, and is fixed to the fixing member 200 so that the luminance modulation light valve 81 is at a predetermined position by the luminance modulation light valve fixing frame 140.

このような光変調装置100によれば、リレーレンズ部70と色変調ライトバルブ51との距離、及びリレーレンズ部70と輝度変調ライトバルブ81との距離を精度良く位置決めすることができる。つまり、リレーレンズ部70と色変調ライトバルブ51とのフランジバック、及びリレーレンズ部70を中心として色変調ライトバルブ51と輝度変調ライトバルブ81との共役距離を精度良く確保することができる。また、温度負荷が加わった場合に、他の光学素子と共通の収容ケースによる固定ではないため、膨張・収縮の影響を最小限とすることができ、フランジバックや共役距離の変化を最小限とすることが可能となる。従って、高ダイナミックレンジを実現する光学系に対する温度の影響を低減し、光学系の有する高ダイナミックレンジ特性を維持する光変調装置100を実現できる。   According to such a light modulation device 100, the distance between the relay lens unit 70 and the color modulation light valve 51 and the distance between the relay lens unit 70 and the luminance modulation light valve 81 can be accurately positioned. That is, the flange distance between the relay lens unit 70 and the color modulation light valve 51 and the conjugate distance between the color modulation light valve 51 and the luminance modulation light valve 81 around the relay lens unit 70 can be ensured with high accuracy. In addition, when a temperature load is applied, it is not fixed by a common housing case with other optical elements, so the influence of expansion and contraction can be minimized, and changes in flange back and conjugate distance can be minimized. It becomes possible to do. Therefore, it is possible to realize the light modulation device 100 that reduces the influence of temperature on the optical system that realizes a high dynamic range and maintains the high dynamic range characteristics of the optical system.

(2)本実施形態の光変調装置100によれば、色変調ライトバルブ51は、光学調整を行い、クロスダイクロイックプリズム61に固定するため、リレーレンズ部70に対するフランジバックを精度良く確保することができる。また、各色光の色変調ライトバルブ51R,51G,51Bの画素位置を一致させるアライメントにより、画素ズレ、画像ボケ、輝度変化および色ムラなどの発生を低減させることができる。   (2) According to the light modulation device 100 of this embodiment, since the color modulation light valve 51 performs optical adjustment and is fixed to the cross dichroic prism 61, it is possible to ensure a flange back with respect to the relay lens unit 70 with high accuracy. it can. In addition, the alignment of matching the pixel positions of the color modulation light valves 51R, 51G, and 51B for each color light can reduce the occurrence of pixel shift, image blur, luminance change, color unevenness, and the like.

(3)本実施形態の光変調装置100によれば、輝度変調ライトバルブ81は、色変調ライトバルブ51とクロスダイクロイックプリズム61とリレーレンズ部70とを通して射出された射出光を用いて光学調整を行なうため、リレーレンズ部70を中心として色変調ライトバルブ51と輝度変調ライトバルブ81との共役距離を精度良く確保することができる。また、リレーレンズ部70から射出された射出光を構成する画素に対して、輝度変調ライトバルブ81の対応する画素を一致させるアライメントにより、画素ズレ、画像ボケ、輝度変化および色ムラなどの発生を低減させることができる。   (3) According to the light modulation device 100 of this embodiment, the luminance modulation light valve 81 performs optical adjustment using the emitted light emitted through the color modulation light valve 51, the cross dichroic prism 61, and the relay lens unit 70. Therefore, the conjugate distance between the color modulation light valve 51 and the luminance modulation light valve 81 with the relay lens unit 70 as the center can be ensured with high accuracy. In addition, pixel misalignment, image blurring, luminance change, color unevenness, and the like are generated by aligning the corresponding pixels of the luminance modulation light valve 81 with the pixels constituting the emitted light emitted from the relay lens unit 70. Can be reduced.

(4)本実施形態の光変調装置100によれば、リレーレンズ部70は、リレーレンズ部70の重心近傍に形成される固定用突起76により、固定部材200に固定されるため、各種レンズ群で構成されるリレーレンズ部70の大きさや重量に影響されずに、リレーレンズ部70を固定部材200に安定して固定することができる。   (4) According to the light modulation device 100 of the present embodiment, the relay lens unit 70 is fixed to the fixing member 200 by the fixing protrusions 76 formed in the vicinity of the center of gravity of the relay lens unit 70, and thus various lens groups. The relay lens unit 70 can be stably fixed to the fixing member 200 without being affected by the size and weight of the relay lens unit 70 configured as described above.

(5)本実施形態の光変調装置100によれば、プリズム固定板160は、プラスチック部材で形成されているため、熱伝導率が金属部材よりも低く、また、その中でも熱伝導率の低いプラスチック部材で形成されているため、色変調ライトバルブ51で発生した熱がクロスダイクロイックプリズム61に伝熱した場合にも、その熱が固定部材200に伝熱することを抑制することができる。また、色変調ライトバルブ固定枠130も同様のプラスチック部材で形成されるため、色変調ライトバルブ51で発生した熱がクロスダイクロイックプリズム61に伝熱することを抑制することができる。また、輝度変調ライトバルブ固定枠140も同様のプラスチック部材で形成されるため、輝度変調ライトバルブ81で発生した熱が固定部材200に伝熱することを抑制することができる。また、射出側偏光板固定枠150も同様のプラスチック部材で形成されるため、射出側偏光板83で発生した熱が固定部材200に伝熱することを抑制することができる。   (5) According to the light modulation device 100 of the present embodiment, since the prism fixing plate 160 is formed of a plastic member, the heat conductivity is lower than that of the metal member, and among them, the plastic having low heat conductivity. Since it is formed of a member, even when the heat generated in the color modulation light valve 51 is transferred to the cross dichroic prism 61, the transfer of the heat to the fixed member 200 can be suppressed. Further, since the color modulation light valve fixing frame 130 is also formed of the same plastic member, heat generated in the color modulation light valve 51 can be prevented from being transferred to the cross dichroic prism 61. Further, since the luminance modulation light valve fixing frame 140 is also formed of the same plastic member, it is possible to suppress heat generated in the luminance modulation light valve 81 from being transferred to the fixing member 200. In addition, since the exit side polarizing plate fixing frame 150 is also formed of the same plastic member, it is possible to suppress the heat generated in the exit side polarizing plate 83 from being transferred to the fixing member 200.

(6)本実施形態の光変調装置100によれば、固定部材200は、金属部材で形成されている。これにより、固定部材200が剛性を強化することができるため、リレーレンズ部70をはじめ、他の光学素子を確実に安定して固定できる。また、金属部材の有する線膨張係数は、一般にプラスチック部材に比較して小さい。それにより、固定部材200に温度負荷が加わった場合において、プラスチック部材に比較して膨張・収縮の影響を小さくすることができるため、フランジバックや共役距離の変化を小さくすることが可能となる。従って、高ダイナミックレンジを実現する光学系に対する温度の影響を更に低減し、光学系の有する高ダイナミックレンジ特性を維持する光変調装置100を実現できる。なお、金属部材の中でも線膨張係数の低い金属部材で形成され、本実施形態では、インバー合金により形成されるため、温度負荷に対する膨張・収縮の影響を更に小さくすることができ、フランジバックや共役距離の変化を更に小さくすることが可能となる。   (6) According to the light modulation device 100 of the present embodiment, the fixing member 200 is formed of a metal member. Thereby, since the fixing member 200 can strengthen rigidity, other optical elements including the relay lens unit 70 can be reliably and stably fixed. In addition, the linear expansion coefficient of a metal member is generally smaller than that of a plastic member. As a result, when a temperature load is applied to the fixing member 200, the influence of expansion / contraction can be reduced as compared with the plastic member, so that changes in the flange back and the conjugate distance can be reduced. Therefore, it is possible to realize the light modulation device 100 that further reduces the influence of temperature on the optical system that realizes a high dynamic range and maintains the high dynamic range characteristics of the optical system. In addition, it is formed of a metal member having a low linear expansion coefficient among the metal members, and in this embodiment, it is formed of an Invar alloy. Therefore, the influence of expansion / contraction on the temperature load can be further reduced, and flange back and conjugate The change in distance can be further reduced.

(7)本実施形態の光変調装置100は、射出側偏光板83と射出側偏光板83を固定部材200に固定する射出側偏光板固定枠150とを有しているため、輝度変調ライトバルブ81から射出された光の偏光軸方向を射出側偏光板83で制御することにより、更に高いコントラストや輝度を得ることができる。また、射出側偏光板83を固定部材200に固定することで、光変調装置100をプロジェクタ1に組み込む場合において、作業性を向上できる。   (7) Since the light modulation device 100 of this embodiment includes the emission side polarizing plate 83 and the emission side polarizing plate fixing frame 150 that fixes the emission side polarizing plate 83 to the fixing member 200, the luminance modulation light valve. By controlling the polarization axis direction of the light emitted from 81 with the exit-side polarizing plate 83, higher contrast and brightness can be obtained. In addition, by fixing the emission-side polarizing plate 83 to the fixing member 200, workability can be improved when the light modulation device 100 is incorporated into the projector 1.

(8)本実施形態のプロジェクタ1は、上述した効果を奏する光変調装置100を有するため、光変調装置100への温度の影響を低減し光学系の有する高ダイナミックレンジ特性を有した光学像を投射部90から投射することができ、大画面表示を行なって臨場感ある表示画像を再現することができる。   (8) Since the projector 1 according to the present embodiment includes the light modulation device 100 that exhibits the above-described effects, an optical image having a high dynamic range characteristic that the optical system has and the effect of temperature on the light modulation device 100 is reduced. Projection can be performed from the projection unit 90, and a large-screen display can be performed to reproduce a realistic display image.

(9)本実施形態のプロジェクタ1は、投射部90において、光学調整機構としてスペーサ500を設置してフランジバック調整を行なっている。これにより、光変調装置100を構成する色変調ライトバルブ51および輝度変調ライトバルブ81に対して、フランジバックを精度良く調整することが可能となり、輝度変化および色ムラなどの発生を更に低減させ、高ダイナミックレンジ特性を有した光学像を投射部90から投射することができる。   (9) In the projector 1 according to the present embodiment, the projection unit 90 performs the flange back adjustment by installing the spacer 500 as an optical adjustment mechanism. This makes it possible to accurately adjust the flange back for the color modulation light valve 51 and the luminance modulation light valve 81 constituting the light modulation device 100, further reducing the occurrence of luminance changes and color unevenness, An optical image having high dynamic range characteristics can be projected from the projection unit 90.

(10)本実施形態の光変調装置100は、高ダイナミックレンジ特性を実現する色変調ライトバルブ51、リレーレンズ部70および輝度変調ライトバルブ81を、固定部材200により一体にユニット化している。そのため、画素位置調整やバックフォーカス調整などの高精度な光学調整を行なう場合、このユニットの中で、各々の光学素子間におけるこれらの高精度な調整を効率的に行なうことができる。また、プロジェクタ1などへの組み込みにおいても、取回しが楽になり、プロジェクタ1の組立性の向上を図ることができる。また、光変調装置100が故障した場合においても、ユニットで交換ができるため、メンテナンス性が向上する。
従来は、色変調ライトバルブ51、リレーレンズ部70および輝度変調ライトバルブ81は、その他の光学系を構成する光学素子などを含めて、共通の収容ケースに収容されることが一般的であった。そのため、色変調ライトバルブ51、リレーレンズ部70、輝度変調ライトバルブ81に対して光学調整を行う場合に、他の光学素子が調整用の治具の動作を妨げることや、収容ケースによって調整用の治具などの動作を妨げることなどが発生し、光学調整などの作業性が低下していた。しかし、本実施形態の光変調装置100により、高精度な調整を効率的に行なえ、作業性が向上するメリットは大変大きい。
(10) In the light modulation device 100 of the present embodiment, the color modulation light valve 51, the relay lens unit 70, and the luminance modulation light valve 81 that realize high dynamic range characteristics are unitized as a unit by the fixing member 200. Therefore, when high-precision optical adjustment such as pixel position adjustment and back focus adjustment is performed, these high-precision adjustments between the optical elements can be efficiently performed in this unit. Further, in the incorporation into the projector 1 or the like, the handling becomes easy and the assemblability of the projector 1 can be improved. Further, even when the light modulation device 100 breaks down, the unit can be replaced, so that the maintainability is improved.
Conventionally, the color modulation light valve 51, the relay lens unit 70, and the luminance modulation light valve 81 are generally housed in a common housing case including optical elements constituting other optical systems. . Therefore, when optical adjustment is performed on the color modulation light valve 51, the relay lens unit 70, and the luminance modulation light valve 81, other optical elements may interfere with the operation of the adjustment jig, or may be adjusted depending on the housing case. This has hindered the operation of the jigs and the like, and the workability such as optical adjustment has been reduced. However, the light modulation device 100 according to the present embodiment has a great merit that the highly accurate adjustment can be efficiently performed and the workability is improved.

(11)本実施形態の光変調装置100は、色変調ライトバルブ51とクロスダイクロイックプリズム61との後段に、リレーレンズ部70を介して輝度変調ライトバルブ81を配置する。そして、色変調ライトバルブ51から輝度変調ライトバルブ81までの間において、これらの光学素子を固定部材200に固定させるための部材を極力少なくしてユニット化しているため、2つの光変調素子間の距離を短くすることができる。これにより、伝達光の光学収差を低減し、結像(伝達)精度を向上している。   (11) In the light modulation device 100 of the present embodiment, the luminance modulation light valve 81 is disposed through the relay lens unit 70 at the subsequent stage of the color modulation light valve 51 and the cross dichroic prism 61. Since the members for fixing these optical elements to the fixing member 200 are made as small as possible between the color modulation light valve 51 and the luminance modulation light valve 81, they are unitized. The distance can be shortened. Thereby, the optical aberration of the transmitted light is reduced, and the imaging (transmission) accuracy is improved.

(12)本実施形態の光変調装置100は、射出側偏光板53,83を固定する基板58,59として、熱伝導性の高いサファイア基板を用いている。従って、入射光により、射出側偏光板53,83で発生する熱がサファイア基板に伝熱し易く、また、サファイア基板で放熱し易くなるため、射出側偏光板53,83の品質劣化を防止して光学特性を長期間維持することが可能となる。   (12) The light modulation device 100 of the present embodiment uses a sapphire substrate having high thermal conductivity as the substrates 58 and 59 for fixing the emission-side polarizing plates 53 and 83. Accordingly, the heat generated by the exit-side polarizing plates 53 and 83 due to incident light is easily transferred to the sapphire substrate, and is easily dissipated by the sapphire substrate, thereby preventing the quality deterioration of the exit-side polarizing plates 53 and 83. The optical characteristics can be maintained for a long time.

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されず、種々の変更や改良などを加えることが可能である。変形例を以下に述べる。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various changes and improvements can be added. A modification will be described below.

(変形例1)前記実施形態の光変調装置100において、固定部材200は、インバー合金を用いているが、これに限らず、アルミニウム合金やマグネシウム合金などの金属部材を用いることもできる。   (Modification 1) In the light modulation device 100 of the above-described embodiment, the fixing member 200 uses an Invar alloy. However, the fixing member 200 is not limited thereto, and a metal member such as an aluminum alloy or a magnesium alloy can also be used.

(変形例2)前記実施形態の光変調装置100において、輝度変調ライトバルブ81を保持固定する輝度変調ライトバルブ固定枠140と、射出側偏光板83を固定する射出側偏光板固定枠150とは別体の固定枠として形成している。しかし、色変調ライトバルブ固定枠130のような形態を採用することで、輝度変調ライトバルブ81と射出側偏光板83とを1つの固定枠に固定することも可能である。   (Modification 2) In the light modulation device 100 of the above embodiment, the luminance modulation light valve fixing frame 140 for holding and fixing the luminance modulation light valve 81 and the emission side polarizing plate fixing frame 150 for fixing the emission side polarizing plate 83 are It is formed as a separate fixed frame. However, by adopting a configuration such as the color modulation light valve fixing frame 130, it is also possible to fix the luminance modulation light valve 81 and the emission side polarizing plate 83 to one fixed frame.

(変形例3)前記実施形態におけるプロジェクタ1は、フロントタイプのプロジェクタ1であるが、リアタイプのプロジェクタとしても適用できる。   (Modification 3) Although the projector 1 in the above embodiment is a front type projector 1, it can also be applied as a rear type projector.

(変形例4)前記実施形態における光変調装置100は、透過型の光変調素子を用いて構成したが、これに限らず、色変調ライトバルブまたは輝度変調ライトバルブをDMD(Digital Micromirror Device)などの反射型の光変調素子で構成することもできる。   (Modification 4) The light modulation device 100 in the above embodiment is configured by using a transmissive light modulation element. However, the present invention is not limited thereto, and a color modulation light valve or a luminance modulation light valve may be a DMD (Digital Micromirror Device) or the like. The reflection type light modulation element can also be used.

(変形例5)前記実施形態において、光学系5は、光源装置30に白色光を射出する単体の光源(ランプ31)を用い、この白色光をR光、G光、B光の3原色の光に分離(分光)している。しかし、これに限らず、R光、G光、B光の3原色にそれぞれ対応した、赤色の光を射出する光源、緑色の光を射出する光源および青色の光を射出する光源の3つの光源を用い、白色光を分離する手段(色分離光学系42)を取り除いた構成としても良い。   (Modification 5) In the embodiment described above, the optical system 5 uses a single light source (lamp 31) that emits white light to the light source device 30, and the white light is converted into three primary colors of R light, G light, and B light. It is separated (spectroscopic) into light. However, the present invention is not limited to this, and three light sources corresponding to the three primary colors of R light, G light, and B light, a light source that emits red light, a light source that emits green light, and a light source that emits blue light, respectively. And a means for separating white light (color separation optical system 42) may be removed.

(変形例6)前記実施形態において、光学系5は、3つの色変調ライトバルブ51R,51G,51Bを用いる、いわゆる3板方式を採用しているが、これに限らず、単板方式を採用しても良い。   (Modification 6) In the above-described embodiment, the optical system 5 employs a so-called three-plate method using three color modulation light valves 51R, 51G, and 51B. You may do it.

(変形例7)前記実施形態において、光学系5は、色変調ライトバルブ51および輝度変調ライトバルブ81を用いて光の輝度を2段階に変調するように構成したが、これに限らず、輝度変調ライトバルブを2セット用いて光の輝度を2段階に変調するように構成することもできる。   (Modification 7) In the above-described embodiment, the optical system 5 is configured to modulate the luminance of light in two stages using the color modulation light valve 51 and the luminance modulation light valve 81. However, the present invention is not limited to this. Two sets of modulation light valves can be used to modulate the luminance of light in two stages.

(変形例8)前記実施形態の光変調装置100において、リレーレンズ部70の前段または後段に、変調光の偏光状態を補償する偏光補償光学系を備えることでも良い。偏光補償光学系としては、例えば、レクチファイアなどを採用することが好ましい。レクチファイアにより、主として偏光の振動面の回転(偏光面回転)を補償することが可能となる。   (Modification 8) In the light modulation device 100 of the above-described embodiment, a polarization compensation optical system that compensates the polarization state of the modulated light may be provided before or after the relay lens unit 70. As the polarization compensation optical system, for example, a rectifier or the like is preferably employed. The rectifier can mainly compensate for the rotation of the polarization vibration plane (polarization plane rotation).

(変形例9)前記実施形態において、光学系5は、色変調ライトバルブ51の射出側に射出側偏光板53を用いて、輝度変調ライトバルブ81の入射側には、偏光板を用いていない。これに限らず、色変調ライトバルブ51の射出側には射出側偏光板53を用いず、輝度変調ライトバルブ81の入射側に偏光板を用いる構成とすることもできる。なお、色変調ライトバルブ51の射出側と輝度変調ライトバルブ81の入射側との双方に偏光板を用いることもできる。   (Modification 9) In the above embodiment, the optical system 5 uses the emission side polarizing plate 53 on the emission side of the color modulation light valve 51 and does not use the polarizing plate on the incident side of the luminance modulation light valve 81. . However, the present invention is not limited to this, and it is also possible to adopt a configuration in which the exit side polarizing plate 53 is not used on the exit side of the color modulation light valve 51 and a polarizing plate is used on the entrance side of the luminance modulation light valve 81. Note that polarizing plates can be used on both the emission side of the color modulation light valve 51 and the incident side of the luminance modulation light valve 81.

本発明を実施するための最良の形態を、上記記載で開示しているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して図示し、かつ、説明しているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、上述した実施形態に対し、詳細な構成部材や、構成部材の形状・材質・数量などにおいて、当業者が様々な変形(変更ならびに改良)を加えることができるものである。従って、詳細な構成部材や、構成部材の形状・材質・数量などにおいて、当業者が様々な変形を加えることにより実施する場合も本発明に含まれるものである。   Although the best mode for carrying out the present invention has been disclosed in the above description, the present invention is not limited to this. That is, the present invention mainly illustrates and describes a specific embodiment, but the detailed configuration of the above-described embodiment without departing from the scope of the technical idea and object of the present invention. Various modifications (changes and improvements) can be made by those skilled in the art in the shape, material, quantity, etc. of the members and components. Accordingly, the present invention also includes a case where a person skilled in the art performs various modifications in the detailed constituent members and the shapes, materials, and quantities of the constituent members.

本発明の第1実施形態に係るプロジェクタの光学系の構成を示す模式図。1 is a schematic diagram showing a configuration of an optical system of a projector according to a first embodiment of the invention. リレーレンズ部の概略構成。The schematic structure of a relay lens part. 光変調装置の概略側面図。The schematic side view of a light modulation apparatus. 光変調装置の概略組立図。1 is a schematic assembly diagram of a light modulation device. 投写部の概略断面図。FIG. 3 is a schematic sectional view of a projection unit.

符号の説明Explanation of symbols

1…プロジェクタ、5…光学系、51…第1光変調素子としてのライトバルブ、61…クロスダイクロイックプリズム、70…リレーレンズ部、81…第2光変調素子としてのライトバルブ、83…射出側偏光板、90…投射部、100…光変調装置、110…色変調ライトバルブ収容枠、120…輝度変調ライトバルブ収容枠、130…色変調ライトバルブ固定枠、140…輝度変調ライトバルブ固定枠、150…射出側偏光板固定枠、160…プリズム固定板、200…固定部材、500…光学調整機構としてのスペーサ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Projector, 5 ... Optical system, 51 ... Light valve as 1st light modulation element, 61 ... Cross dichroic prism, 70 ... Relay lens part, 81 ... Light valve as 2nd light modulation element, 83 ... Emission side polarization Plate 90: Projection unit 100 Light modulation device 110 Color modulation light valve housing frame 120 Brightness modulation light valve housing frame 130 Color modulation light valve fixing frame 140 Brightness modulation light valve fixing frame 150 ... Exit side polarizing plate fixing frame, 160... Prism fixing plate, 200... Fixing member, 500.

Claims (11)

光源からの光を変調し、当該変調した光を射出する光変調装置であって、
前記光源からの光を変調する第1光変調素子と、
前記第1変調素子からの光を変調する第2光変調素子と、
前記第1光変調素子と前記第2光変調素子との間に配置されるリレーレンズ部と、
前記第1光変調素子、前記リレーレンズ部および前記第2光変調素子を所定の位置で一体に固定する固定部材とを有することを特徴とする光変調装置。
A light modulation device that modulates light from a light source and emits the modulated light,
A first light modulation element for modulating light from the light source;
A second light modulation element that modulates light from the first modulation element;
A relay lens unit disposed between the first light modulation element and the second light modulation element;
A light modulation device comprising: a fixing member that integrally fixes the first light modulation element, the relay lens unit, and the second light modulation element at a predetermined position.
請求項1に記載の光変調装置であって、
赤色光、緑色光、青色光を各々変調する3つの前記第1光変調素子と、
3つの前記第1光変調素子を各々収容する第1光変調素子収容部と、
3つの前記第1光変調素子から射出された各色光を合成する色合成光学素子と、
前記第1光変調素子収容部を保持して前記色合成光学素子に前記第1光変調素子が所定の位置となるように固定する第1光変調素子固定部と、
前記色合成光学素子を固定し、前記固定部材に固定する色合成光学素子固定部と、
前記第2光変調素子を収容する第2光変調素子収容部と、
前記第2光変調素子収容部を保持して前記固定部材に前記第2光変調素子が所定の位置となるように固定する第2光変調素子固定部とを有することを特徴とする光変調装置。
The light modulation device according to claim 1,
Three first light modulation elements that respectively modulate red light, green light, and blue light;
A first light modulation element housing portion for housing each of the three first light modulation elements;
A color synthesizing optical element that synthesizes each color light emitted from the three first light modulation elements;
A first light modulation element fixing portion for holding the first light modulation element housing portion and fixing the first light modulation element to the color synthesis optical element so that the first light modulation element is at a predetermined position;
A color combining optical element fixing portion for fixing the color combining optical element and fixing the color combining optical element to the fixing member;
A second light modulation element housing portion for housing the second light modulation element;
A light modulation device comprising: a second light modulation element fixing portion that holds the second light modulation element housing portion and fixes the second light modulation element to the fixing member so that the second light modulation element is positioned at a predetermined position. .
請求項2に記載の光変調装置であって、
前記第1光変調素子は、光学調整を行い、前記色合成光学素子に固定することを特徴とする光変調装置。
The light modulation device according to claim 2,
The first light modulation element performs optical adjustment and is fixed to the color synthesis optical element.
請求項3に記載の光変調装置であって、
前記第2光変調素子は、前記第1光変調素子と前記色合成光学素子と前記リレーレンズ部とを通して射出された射出光を用いて光学調整を行なうことを特徴とする光変調装置。
The light modulation device according to claim 3,
The second light modulation element performs optical adjustment using emitted light emitted through the first light modulation element, the color synthesis optical element, and the relay lens unit.
請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載の光変調装置であって、
前記リレーレンズ部は、当該リレーレンズ部の重心近傍で前記固定部材に固定されることを特徴とする光変調装置。
The light modulation device according to any one of claims 1 to 4,
The light modulation device, wherein the relay lens unit is fixed to the fixing member in the vicinity of the center of gravity of the relay lens unit.
請求項2〜請求項5のいずれか一項に記載の光変調装置であって、
前記色合成光学素子固定部は、プラスチック部材で形成されていることを特徴とする光変調装置。
The light modulation device according to any one of claims 2 to 5,
The color modulation optical element fixing portion is formed of a plastic member.
請求項2〜請求項6のいずれか一項に記載の光変調装置であって、
前記第2光変調素子固定部は、プラスチック部材で形成されていることを特徴とする光変調装置。
The light modulation device according to any one of claims 2 to 6,
The light modulation device, wherein the second light modulation element fixing portion is formed of a plastic member.
請求項1〜請求項7のいずれか一項に記載の光変調装置であって、
前記固定部材は、金属部材で形成されていることを特徴とする光変調装置。
The light modulation device according to any one of claims 1 to 7,
The light modulation device, wherein the fixing member is formed of a metal member.
請求項1〜請求項8のいずれか一項に記載の光変調装置であって、
前記第2光変調素子から射出した光を偏光する射出側偏光素子と、
前記射出側偏光素子を前記固定部材に固定する射出側偏光板固定部とを有することを特徴とする光変調装置。
The light modulation device according to any one of claims 1 to 8,
An exit-side polarization element that polarizes light emitted from the second light modulation element;
An optical modulation device comprising: an exit-side polarizing plate fixing portion that fixes the exit-side polarizing element to the fixing member.
プロジェクタであって、
光を射出する光源装置と、
請求項1〜請求項9のいずれか一項に記載の光変調装置と、
前記光変調装置から射出した光学像を投射する投射部とを有することを特徴とするプロジェクタ。
A projector,
A light source device for emitting light;
The light modulation device according to any one of claims 1 to 9,
A projector having a projection unit that projects an optical image emitted from the light modulation device.
請求項10に記載のプロジェクタであって、
前記投射部は、前記第1光変調素子および前記第2光変調素子に対し、光学調整機構を有することを特徴とするプロジェクタ。
The projector according to claim 10, wherein
The projector has an optical adjustment mechanism for the first light modulation element and the second light modulation element.
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