JP2009265140A - Projection apparatus - Google Patents

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Hirotoshi Ichikawa
博敏 市川
Keiichi Hisayoshi
圭一 久芳
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a projection apparatus with less color-break, and which can be easily adjusted. <P>SOLUTION: The projection apparatus includes: an illumination light source system 380 that emits illumination light that is different from others in terms of a polarization direction of at least a part of continuous frequency region components; a first polarization conversion element 340 that changes the polarization direction of the illumination light; a spatial light modulator 100 that modulates the illumination light to projection light; a control means 220 that controls the spatial light modulator 100 on the basis of an input signal; a light separating/synthesizing means 400 that separates the illumination light and synthesizes the projection light; a polarization element 360 arranged on the optical path of the projection light and a projection optical system 370 that projects a projection light. The light separating/synthesizing means 400 includes a plurality of dichroic films having different properties in the same plane. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、投影装置の技術に関し、特に空間光変調器を有する投影装置の技術に関する。   The present invention relates to a technology of a projection device, and more particularly to a technology of a projection device having a spatial light modulator.

投影装置に用いられる空間光変調器は、大別して液晶を透明基板間に封止して電位差を与えることで入射光の偏光方向を変調する液晶デバイスと、微細なMEMS(Micro Electro Mechanical Systems)ミラーを静電力によって偏向させ、照明光の反射方向を制御するマイクロミラーデバイスが使用されている。   Spatial light modulators used in projectors are roughly classified into liquid crystal devices that modulate the polarization direction of incident light by sealing liquid crystal between transparent substrates and applying a potential difference, and micro MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) mirrors. A micromirror device is used that deflects the light by electrostatic force and controls the reflection direction of illumination light.

米国特許第5214420号には、図12Aで示されるマイクロミラーデバイスを用いた空間光変調装置15の構成が開示されている。空間光変調装置15は、光源10から発せられた光線9を、空間光変調装置15の表面に配置された各画素に対応するミラー素子17で反射することで、スクリーン2上に所望の画像を表示する。各ミラー素子17は、図12Bで示されるようにアレイ上に並べられていて、各ミラー素子17の状態は、コンピュータ19により、光線9をスクリーン2の方向へ反射するON状態と、スクリーン2の方向へ反射しないOFF状態のいずれかに制御される。   US Pat. No. 5,214,420 discloses a configuration of the spatial light modulator 15 using the micromirror device shown in FIG. 12A. The spatial light modulation device 15 reflects a light beam 9 emitted from the light source 10 by a mirror element 17 corresponding to each pixel arranged on the surface of the spatial light modulation device 15, thereby forming a desired image on the screen 2. indicate. Each mirror element 17 is arranged on the array as shown in FIG. 12B, and the state of each mirror element 17 is the ON state in which the light beam 9 is reflected in the direction of the screen 2 by the computer 19 and the state of the screen 2. It is controlled to one of the OFF states that do not reflect in the direction.

コンピュータ19による各ミラー素子17の制御は、例えば、米国特許第5285407号で開示されている図12Cのようなメモリ構造を有する回路を介して行われ、メモリの安定状態をミラー素子17のON状態とOFF状態に対応させている。   The control of each mirror element 17 by the computer 19 is performed, for example, via a circuit having a memory structure as shown in FIG. 12C disclosed in US Pat. No. 5,285,407, and the stable state of the memory is changed to the ON state of the mirror element 17. And correspond to the OFF state.

投影される画像の階調はミラー素子17のON状態(またはOFF状態)の期間を制御することで表現され、ON状態(またはOFF状態)の期間は、一般に、コンピュータ19からのマルチビットからなるバイナリデータで制御される。図12Dは、簡単のため、4ビットからなるバイナリデータによりON期間を制御する例を示している。4ビットからなるバイナリデータの各ビットに下位のビットからそれぞれ1、2、4、8の重みを与え、1が立っているビットの重みの合計でON期間を決定する。これにより、0から15までの16種類の期間を指定することが可能となる。つまり、16種類の階調を表現することができる。この方法では、バイナリデータのビットサイズ、より詳細には、バイナリデータのビットサイズに応じて決定する最小ビット(LSB)に割り当てられる相対的な重みにより、表現できる階調が制限されることが知られている。   The gradation of the projected image is expressed by controlling the ON state (or OFF state) period of the mirror element 17, and the ON state (or OFF state) period is generally composed of multi-bits from the computer 19. Controlled by binary data. FIG. 12D shows an example in which the ON period is controlled by binary data consisting of 4 bits for simplicity. Weights of 1, 2, 4, and 8 are assigned to each bit of binary data consisting of 4 bits from the lower bits, and the ON period is determined by the sum of the weights of the bits where 1 is set. As a result, 16 types of periods from 0 to 15 can be specified. That is, 16 types of gradation can be expressed. In this method, it is known that the gradation that can be expressed is limited by the bit size of binary data, more specifically, the relative weight assigned to the least significant bit (LSB) determined according to the bit size of binary data. It has been.

ところで、空間光変調器を用いた投影装置は、只1つの空間光変調器を用いて表示を行う単板式投影装置と、複数の空間光変調器を用いて表示を行う多板式投影装置に分類することができる。   By the way, projection apparatuses using a spatial light modulator are classified into a single-plate projection apparatus that performs display using a single spatial light modulator and a multi-plate projection apparatus that performs display using a plurality of spatial light modulators. can do.

図13は、光源50から発せられた白色光を光路内に配置した色分離手段60により赤(R)、緑(G)、青(B)の光線に分離して、各色に割り当てられた空間光変調器71、空間光変調器72、空間光変調器73に照射し、各空間光変調器によって変調された光線を光路合成手段80によって再び合成したのち投影レンズ90によって投影する3板式投影装置の一構成例であり、多板式投影装置の一種である。   FIG. 13 shows a space allocated to each color by separating white light emitted from the light source 50 into red (R), green (G), and blue (B) rays by the color separating means 60 arranged in the optical path. A three-plate projection device that irradiates the light modulator 71, the spatial light modulator 72, and the spatial light modulator 73, recombines the light beams modulated by the spatial light modulators by the optical path combining unit 80, and then projects the light by the projection lens 90. Is a kind of a multi-plate projection device.

色分離手段60には、例えば、RGB各色光の周波数の違いを利用して分離するダイクロイック膜を使用するものや、予めRGB各色光の偏光状態を制御しておき、各色光の偏光状態の違いを利用して分離する偏光ビームスプリッタを使用するものがある。米国特許第5865520号では、ダイクロイック膜を使用する構成が開示されている。   The color separation means 60 uses, for example, a dichroic film that separates by utilizing the difference in the frequency of each RGB color light, or controls the polarization state of each RGB color light in advance, and the difference in the polarization state of each color light. Some use a polarization beam splitter that separates the light by using a polarization beam splitter. US Pat. No. 5,865,520 discloses a configuration using a dichroic membrane.

図13で例示される3板式投影装置は、後述の単板式投影装置に見られるような光の利用効率の低下、カラーブレイクといった問題は発生しないものの、空間光変調器を複数使用することによる部材費アップ、調整工数増、光学系が比較的複雑になる、といった問題があり、部品単価の高価なマイクロミラーデバイスを用いた投影装置においては、一部の業務用途向け、ハイエンドユーザ向けにのみ限定して採用されているのが実情である。   The three-plate type projector illustrated in FIG. 13 does not suffer from problems such as a decrease in light use efficiency and a color break as seen in a single-plate type projector described later, but a member obtained by using a plurality of spatial light modulators. There are problems such as increased costs, increased man-hours for adjustment, and relatively complicated optical systems. Projectors using expensive micromirror devices with a low unit cost are limited to some business applications and high-end users only. The actual situation is adopted.

一方、図14で例示される単板式投影装置では、一つの画像を表示する期間(1フレーム)をサブフレームに分割し、それぞれのサブフレーム期間内にR、G、Bのいずれかの照明光を空間光変調器70に照射するとともに、空間光変調器70は照射される照明光に同期して各色に対応した画像を順次表示する。   On the other hand, in the single-plate projector illustrated in FIG. 14, a period (one frame) for displaying one image is divided into subframes, and any one of R, G, and B illumination light within each subframe period. Are applied to the spatial light modulator 70, and the spatial light modulator 70 sequentially displays images corresponding to the respective colors in synchronization with the irradiated illumination light.

単板式投影装置は、多板式投影装置に比べ、構成部材が少なく、部材費や各部材間の調整工数も少なく済むメリットがある一方で、サブフレーム期間を十分に短く設定しないとカラーブレイクが発生するという問題がある。
米国特許第5214420号 米国特許第5285407号 米国特許第5865520号
A single-plate projector has fewer components than the multi-plate projector, and has the advantages of fewer member costs and adjustment man-hours. On the other hand, if the subframe period is not set sufficiently short, color breaks will occur. There is a problem of doing.
US Pat. No. 5,214,420 US Pat. No. 5,285,407 US Pat. No. 5,865,520

以上のような状況を踏まえ、本発明の目的は、単板式投影装置に比べてカラーブレイクの発生が少なく、且つ、3板式投影装置に比べ調整が容易な投影装置を提供することにある。   In view of the circumstances as described above, an object of the present invention is to provide a projection device that generates less color breaks than a single-plate projection device and is easy to adjust as compared to a three-plate projection device.

本発明の第1の態様は、少なくとも一部の連続した周波数領域成分の偏光方向が他と異なる照明光を射出する照明光源系と、前記照明光の偏光方向を切り替える第1の偏光変換素子と、前記照明光を投影光に変調する空間光変調器と、入力信号に基づき、前記空間光変調器を制御する制御手段と、前記照明光を分離し、前記投影光を合成する光線分離合成手段と、前記投影光の光路上に配置された偏光素子と、前記投影光を投影する投影光学系と、を含み、前記光線分離合成手段は、異なる特性を有する複数のダイクロイック膜を同一平面内に含む投影装置を提供する。   According to a first aspect of the present invention, there is provided an illumination light source system that emits illumination light whose polarization direction of at least some continuous frequency domain components is different from the others, and a first polarization conversion element that switches the polarization direction of the illumination light. A spatial light modulator that modulates the illumination light into projection light, a control means that controls the spatial light modulator based on an input signal, and a light beam separation and synthesis means that separates the illumination light and synthesizes the projection light. And a polarizing element disposed on the optical path of the projection light, and a projection optical system that projects the projection light, wherein the light beam separating / combining means includes a plurality of dichroic films having different characteristics in the same plane. A projection apparatus is provided.

本発明の第2の態様は、第1の態様に記載の投影装置において、前記照明光と前記投影光は、前記光線分離合成手段の光線分離合成面における夫々の光束の空間領域が独立しており、前記照明光の前記光線分離合成面における光束の空間領域には、第1のダイクロイック膜が配置され、前記投影光の前記光線分離合成面における光束の空間領域には、前記第1のダイクロイック膜と異なる特性を有する第2のダイクロイック膜が配置される投影装置を提供する。   According to a second aspect of the present invention, in the projection device according to the first aspect, the illumination light and the projection light have independent spatial regions of light beams on a light beam separation / combination surface of the light beam separation / combination means. In addition, a first dichroic film is disposed in a spatial region of the light beam on the light beam separation / combination surface of the illumination light, and a first dichroic film is disposed in the spatial region of the light beam on the light beam separation / combination surface of the projection light. A projection apparatus is provided in which a second dichroic film having different characteristics from the film is disposed.

本発明の第3の態様は、第1の態様に記載の投影装置において、前記空間光変調器は偏向型の空間光変調器であって、前記光線分離合成手段の光線分離合成面への入射角が、前記照明光と前記投影光で等しい投影装置を提供する。   According to a third aspect of the present invention, in the projection apparatus according to the first aspect, the spatial light modulator is a deflection type spatial light modulator, and is incident on a light beam separation / combination surface of the light beam separation / combination means. Provided is a projection device whose corners are equal between the illumination light and the projection light.

本発明の第4の態様は、第1の態様に記載の投影装置において、前記光線分離合成手段は、2つの光学部材を含み、前記異なる特性を有する複数のダイクロイック膜は、前記2つの光学部材の接合面に配置される投影装置を提供する。   According to a fourth aspect of the present invention, in the projection apparatus according to the first aspect, the light beam separating / combining means includes two optical members, and the plurality of dichroic films having different characteristics are the two optical members. A projection device disposed on the joint surface of the projector is provided.

本発明の第5の態様は、第4の態様に記載の投影装置において、前記2つの光学部材の双方は、互いに同一形状のプリズムである投影装置を提供する。
本発明の第6の態様は、第1の態様に記載の投影装置において、前記光線分離合成手段は、単板ガラス面を含み、前記異なる特性を有する複数のダイクロイック膜が、前記単板ガラス面に配置される投影装置を提供する。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the projection apparatus according to the fourth aspect, wherein both of the two optical members are prisms having the same shape.
According to a sixth aspect of the present invention, in the projection device according to the first aspect, the light beam separating / combining means includes a single plate glass surface, and the plurality of dichroic films having the different characteristics are arranged on the single plate glass surface. A projection apparatus is provided.

本発明の第7の態様は、第2の態様に記載の投影装置において、前記第1のダイクロイック膜と前記第2ダイクロイック膜の特性は、相反する投影装置を提供する。
本発明の第8の態様は、第1の態様に記載の投影装置において、前記空間光変調器は、前記光線分離合成手段によって分離された第1の光線を変調する第1の空間光変調器と、前記光線分離合成手段によって分離された第2の光線を変調する第2の空間光変調器を含む投影装置を提供する。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided the projection apparatus according to the second aspect, wherein the first dichroic film and the second dichroic film have opposite characteristics.
According to an eighth aspect of the present invention, in the projection apparatus according to the first aspect, the spatial light modulator is a first spatial light modulator that modulates the first light beam separated by the light beam separation / combination means. And a second spatial light modulator that modulates the second light beam separated by the light beam separating / combining means.

本発明の第9の態様は、第8の態様に記載の投影装置において、前記第1のダイクロイック膜は、前記照明光源系が射出する前記照明光のうち、偏光方向が他と異なる第1の周波数領域の光と、前記第1の周波数領域とは異なる第2の周波数領域の光を前記第1の空間光変調器に向けて分離し、前記第1の周波数領域及び前記第2の周波数領域と異なる第3の周波数領域の光を前記第2の空間光変調器に向けて分離する投影装置を提供する。   According to a ninth aspect of the present invention, in the projection apparatus according to the eighth aspect, the first dichroic film includes a first polarization direction different from that of the other illumination light emitted from the illumination light source system. Separating light in a frequency domain and light in a second frequency domain different from the first frequency domain toward the first spatial light modulator, the first frequency domain and the second frequency domain And a projection device that separates light in a third frequency region different from that toward the second spatial light modulator.

本発明の第10の態様は、第9の態様に記載の投影装置において、前記第1の空間光変調器は、前記第1の周波数領域の光と前記第2の周波数領域の光を、入力信号に基づき経時的に交互に変調し、前記第2の空間光変調器は、前記第3の周波数領域の光を、前記第1の空間光変調器が前記第1の周波数領域の光を変調している期間、または、前記第2の周波数領域の光の変調している期間のいずれか一方の期間、変調する投影装置を提供する。   According to a tenth aspect of the present invention, in the projection device according to the ninth aspect, the first spatial light modulator inputs the light in the first frequency domain and the light in the second frequency domain. The second spatial light modulator modulates the light in the third frequency domain, and the first spatial light modulator modulates the light in the first frequency domain. A projection apparatus that modulates during one of the periods during which the light in the second frequency region is modulated is provided.

本発明の第11の態様は、第1の態様に記載の投影装置において、前記照明光源系は、波長選択性偏光素子を含む投影装置を提供する。
本発明の第12の態様は、第1の態様に記載の投影装置において、照明光源系は、レーザー光源を含む投影装置を提供する。
An eleventh aspect of the present invention provides the projection apparatus according to the first aspect, wherein the illumination light source system includes a wavelength-selective polarizing element.
A twelfth aspect of the present invention provides the projection apparatus according to the first aspect, wherein the illumination light source system includes a laser light source.

本発明の第13の態様は、第9の態様に記載の投影装置において、前記第1のダイクロイック膜と前記第2の空間光変調器、または前記第2の空間光変調器と前記第2のダイクロイック膜との間に、前記第1の偏光変換素子に同期して偏光方向を切り替える、第2の偏光変換素子を配置する投影装置を提供する。   According to a thirteenth aspect of the present invention, in the projection device according to the ninth aspect, the first dichroic film and the second spatial light modulator, or the second spatial light modulator and the second spatial light modulator. Provided is a projection device in which a second polarization conversion element that switches a polarization direction in synchronization with the first polarization conversion element is disposed between the dichroic film.

本発明の第14の態様は、第13の態様に記載の投影装置において、前記第1の空間光変調器は、前記第1の周波数領域の光と前記第2の周波数領域の光を、入力信号に基づき経時的に交互に変調し、前記第2の空間光変調器は、第3の周波数領域の光を、前記第1の空間光変調器が前記第1の周波数領域の光を変調している期間、および、前記第2の周波数領域の光を変調している期間、変調する投影装置を提供する。   According to a fourteenth aspect of the present invention, in the projection device according to the thirteenth aspect, the first spatial light modulator inputs the light in the first frequency domain and the light in the second frequency domain. The second spatial light modulator modulates the light in the third frequency domain, and the first spatial light modulator modulates the light in the first frequency domain. And a projection apparatus for modulating the light in the second frequency region during the period during which the light is modulated.

本発明の第15の態様は、第13の態様に記載の投影装置において、前記第3の周波数領域が、緑色領域である投影装置を提供する。
本発明の第16の態様は、第13の態様に記載の投影装置において、前記第3の周波数領域が、赤色領域である投影装置を提供する。
A fifteenth aspect of the present invention provides the projection apparatus according to the thirteenth aspect, wherein the third frequency region is a green region.
A sixteenth aspect of the present invention provides the projection apparatus according to the thirteenth aspect, wherein the third frequency region is a red region.

本発明の第17の態様は、第13の態様に記載の投影装置において、前記第3の周波数領域が、青色領域である投影装置を提供する。
本発明の第18の態様は、第1の態様に記載の投影装置において、前記空間光変調器は、偏向角が可変の複数のミラー素子からなるマイクロミラーアレイデバイスである投影装置を提供する。
A seventeenth aspect of the present invention provides the projection apparatus according to the thirteenth aspect, wherein the third frequency region is a blue region.
According to an eighteenth aspect of the present invention, there is provided the projection apparatus according to the first aspect, wherein the spatial light modulator is a micromirror array device including a plurality of mirror elements having variable deflection angles.

本発明によれば、単板式投影装置に比べてカラーブレイクの発生が少なく、且つ、3板式投影装置に比べ調整が容易な投影装置を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a projection apparatus that generates less color breaks than a single-plate projection apparatus and that is easier to adjust than a three-plate projection apparatus.

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について詳細に説明する。
[実施形態1]
図1は、本発明の一実施形態に係る投影装置の構成例を示す概念図であり、図2A、図2B、図2Cは、投影装置に含まれる光源分離構成部400での光線の分離合成を例示する概念図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a conceptual diagram showing a configuration example of a projection apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 2A, 2B, and 2C are ray separation / synthesis in a light source separation configuration unit 400 included in the projection apparatus. It is a conceptual diagram which illustrates this.

以下、図1および図2A、図2B、図2Cを用いて、本実施形態における投影装置の構成と、光線がスクリーン500に投影されるまでの光路について説明する。
図1に例示されるように、本実施形態の投影装置は、照明光源系380、偏光変換素子340、光源分離構成部400、偏光素子360、投影光学系370、スクリーン500、空間光変調器100a、空間光変調器100b、空間光変調器制御部220、偏光素子制御部250を含む2板式の投影装置である。
Hereinafter, the configuration of the projection apparatus according to this embodiment and the optical path until a light beam is projected onto the screen 500 will be described with reference to FIGS. 1 and 2A, 2B, and 2C.
As illustrated in FIG. 1, the projection apparatus according to the present embodiment includes an illumination light source system 380, a polarization conversion element 340, a light source separation component 400, a polarization element 360, a projection optical system 370, a screen 500, and a spatial light modulator 100a. , A two-plate projector including a spatial light modulator 100b, a spatial light modulator control unit 220, and a polarization element control unit 250.

照明光源系380は、偏光光源系310、照明光学系320、波長選択性偏光素子330から構成され、それぞれ以下のような役割を担う。
偏光光源系310は、無偏光且つ白色の光源300、反射板301、一定の偏光方向の光線のみを透過させる偏光素子302から構成され、照明光601を一定の偏光方向にそろえる役割を担う。ここで偏光光学系310は、光源300からの光を出来るだけ無駄にしないように、図示しないPSインテグレータと呼ばれる素子を更に含んでも良い。この素子は入射する光を一旦PBS(偏光ビームスプリッタ)で分離した後、一方の偏光をそのまま射出し、他方の偏光の光路上に1/2波長版を配置することで偏光を90度回転し、前述の透過偏光と同一光路に射出することができる。この素子を用いれば、光源300からの光線をほぼ全て利用することができる。
The illumination light source system 380 includes a polarized light source system 310, an illumination optical system 320, and a wavelength selective polarization element 330, and each plays the following roles.
The polarized light source system 310 includes a non-polarized and white light source 300, a reflector 301, and a polarizing element 302 that transmits only a light beam having a certain polarization direction, and plays a role of aligning the illumination light 601 in a certain polarization direction. Here, the polarization optical system 310 may further include an element called a PS integrator (not shown) so as not to waste light from the light source 300 as much as possible. This element once splits the incident light with PBS (polarization beam splitter), then emits one polarized light as it is, and rotates the polarized light by 90 degrees by placing a half-wavelength plate on the optical path of the other polarized light. , And can be emitted in the same optical path as the above-mentioned transmitted polarized light. If this element is used, almost all light rays from the light source 300 can be used.

照明光学系320は、集光レンズ321、ロッド型集光体322、集光レンズ323から構成され、照明光601を方向付ける役割を担う。
波長選択性偏光素子330は、偏光光源系310で一定方向に偏光された照明光601を透過させる際、一部の連続した周波数領域成分のみ、他と異なる方向に偏光方向を回転させる役割を担う。
The illumination optical system 320 includes a condenser lens 321, a rod-type condenser 322, and a condenser lens 323, and plays a role of directing the illumination light 601.
The wavelength-selective polarizing element 330 plays a role of rotating the polarization direction in a direction different from the other only in some continuous frequency domain components when transmitting the illumination light 601 polarized in a certain direction by the polarized light source system 310. .

これらのそれぞれが上記の役割を果たすより、照明光源系380は、一部の連続した周波数領域(以降、第1の周波数領域と称する)成分の偏光方向が他と異なる照明光601を、偏光変換素子340を介して、光源分離構成部400に入射させる。   Since each of these plays the above role, the illumination light source system 380 converts the polarization of the illumination light 601 in which the polarization direction of a part of the continuous frequency domain (hereinafter referred to as the first frequency domain) component is different from the others. The light is incident on the light source separation component 400 via the element 340.

偏光変換素子340は、入射した照明光601のすべての成分の偏光方向の変換を行うことができる。なお、この変換機能は、偏光変換素子340の状態により有効化することも無効化することも可能である。以降では、上記の変換機能を有効化した状態をON状態、無効化した状態をOFF状態と称する。   The polarization conversion element 340 can convert the polarization direction of all components of the incident illumination light 601. Note that this conversion function can be enabled or disabled depending on the state of the polarization conversion element 340. Hereinafter, the state in which the conversion function is enabled is referred to as an ON state, and the state in which the conversion function is disabled is referred to as an OFF state.

このため、光源分離構成部400へ入射する照明光601は、偏光変換素子340の状態に依存することなく、常に第1の周波数領域の成分のみ異なった偏光方向となる。
光源分離構成部400は、長辺の面を接合面401として張り合わされた同一形状の三角柱のプリズム410およびプリズム420、接合面401に配置された2枚のダイクロイック膜402およびダイクロイック膜403を含む。
For this reason, the illumination light 601 incident on the light source separation component 400 does not depend on the state of the polarization conversion element 340, and always has a different polarization direction only in the first frequency domain component.
The light source separation component 400 includes triangular prisms 410 and 420 having the same shape bonded with the long side surfaces as the bonding surfaces 401, and two dichroic films 402 and dichroic films 403 disposed on the bonding surfaces 401.

ダイクロイック膜402およびダイクロイック膜403は、それぞれが重なり合わないように接合面401に配置される。図2Aにその配置形状及び位置を示す。
光源分離構成部400に入射した照明光601は、一旦、2つに分離され、その後、再度合成されることにより、投影光604として出力される。
The dichroic film 402 and the dichroic film 403 are disposed on the bonding surface 401 so as not to overlap each other. FIG. 2A shows the arrangement shape and position.
The illumination light 601 incident on the light source separation component 400 is once separated into two, and then synthesized again to be output as projection light 604.

まず、光源分離構成部400による照明光601の分離について説明する。
光源分離構成部400に入射した照明光601のうち、一部の連続した周波数領域(以降、第2の周波数領域と称する)の成分は、接合面401に配置されたダイクロイック膜402で反射し入射光602aとして空間光変調器100aへ所定の角度で入射する。
First, separation of the illumination light 601 by the light source separation component 400 will be described.
Of the illumination light 601 incident on the light source separation component 400, a part of a component in a continuous frequency region (hereinafter referred to as a second frequency region) is reflected by the dichroic film 402 disposed on the bonding surface 401 and incident. The light 602a enters the spatial light modulator 100a at a predetermined angle.

なお、第2の周波数領域と第1の周波数領域はそれぞれ重なり合わない周波数領域とする。また、以降、第1および第2の周波数領域を除く周波数領域を第3の周波数領域と称する。   The second frequency region and the first frequency region are frequency regions that do not overlap each other. Hereinafter, the frequency region excluding the first and second frequency regions is referred to as a third frequency region.

残りの周波数領域、つまり第1および第3の周波数領域の成分は、ダイクロイック膜402を透過し入射光602bとして空間光変調器100bへ所定の角度で入射する。
つまり、ロッド型集光体322の射出面と空間光変調器100aおよび空間光変調器100bは、光源分離構成部400を介して、それぞれ光学的共役関係に配置されている。
The remaining frequency regions, that is, the components in the first and third frequency regions, pass through the dichroic film 402 and enter the spatial light modulator 100b as incident light 602b at a predetermined angle.
That is, the exit surface of the rod-shaped light collector 322, the spatial light modulator 100a, and the spatial light modulator 100b are arranged in an optical conjugate relationship via the light source separation component 400, respectively.

次に、光源分離構成部400による分離された照明光の合成について説明する。
ダイクロイック膜402で反射した第2の周波数領域の成分を有する入射光602aは、空間光変調器100aを構成するアレイ状に並べられた各画素部101のミラー103により偏向され、反射光603aとして、再度、光源分離構成部400へ入射する。
Next, the synthesis of the separated illumination light by the light source separation component 400 will be described.
Incident light 602a having a second frequency region component reflected by the dichroic film 402 is deflected by the mirror 103 of each pixel unit 101 arranged in an array constituting the spatial light modulator 100a, and reflected light 603a is obtained. The light enters the light source separation component 400 again.

同様に、ダイクロイック膜402を透過した第1および第3の周波数領域の成分を有する入射光602bは、空間光変調器100bを構成するアレイ状に並べられた各画素部101のミラー103により偏向され、反射光603bとして、再度、光源分離構成部400へ入射する。   Similarly, the incident light 602b having the first and third frequency domain components transmitted through the dichroic film 402 is deflected by the mirror 103 of each pixel unit 101 arranged in an array constituting the spatial light modulator 100b. The reflected light 603b enters the light source separation component 400 again.

ダイクロイック膜403は、ダイクロイック膜402と相反する特性を有しており、ダイクロイック膜402で反射される第2の周波数領域の成分を透過する一方で、ダイクロイック膜402を透過する第1および第3の周波数領域の成分を反射する。   The dichroic film 403 has characteristics opposite to those of the dichroic film 402, and transmits the second frequency region component reflected by the dichroic film 402, while passing through the dichroic film 402. Reflects frequency domain components.

このため、空間光変調器100aで偏向された反射光603aはダイクロイック膜403を透過するのに対し、空間光変調器100bで偏向された反射光603bはダイクロイック膜403で反射する。   Therefore, the reflected light 603a deflected by the spatial light modulator 100a passes through the dichroic film 403, whereas the reflected light 603b deflected by the spatial light modulator 100b is reflected by the dichroic film 403.

これにより、反射光603aおよび反射光603bは光源分離構成部400の接合面401上で合成され、投影光604として偏光素子360へ入射される。
偏光素子360は、入射した投影光604のうち、一定の偏光状態を有する成分のみ透過させる特性を有する。
As a result, the reflected light 603 a and the reflected light 603 b are combined on the joint surface 401 of the light source separation component 400 and are incident on the polarizing element 360 as the projection light 604.
The polarizing element 360 has a characteristic of transmitting only a component having a certain polarization state in the incident projection light 604.

このため、偏光素子360は、波長選択性偏光素子330で偏光した第1の周波数領域の成分、または、それ以外の成分(第2および第3の周波数領域の成分)のいずれかを透過する。   For this reason, the polarizing element 360 transmits either the first frequency domain component polarized by the wavelength selective polarizing element 330 or the other components (second and third frequency domain components).

偏光素子360を透過した一定の偏光状態を有する投影光604は、投影光学系370で拡大され、スクリーン500へ投影される。
なお、偏光素子360が、第1の周波数領域の成分と、それ以外の第2および第3の周波数領域の成分のいずれを透過させるかについては、偏光変換素子340の状態によって制御することができる。
The projection light 604 having a certain polarization state transmitted through the polarization element 360 is magnified by the projection optical system 370 and projected onto the screen 500.
Note that whether the polarizing element 360 transmits the first frequency domain component or the other second and third frequency domain components can be controlled by the state of the polarization conversion element 340. .

また、空間光変調器100aおよび空間光変調器100bは、空間光変調器制御部220により制御され、後述するように、画素部101のミラー103がON状態の間に偏向された入射光602(入射光602a、入射光602b)と、振動状態の間に偏向された入射光602(入射光602a、入射光602b)の一部のみ、反射光603(反射光603a、反射光603b)として有効に光源分離構成部400へ入射する。   In addition, the spatial light modulator 100a and the spatial light modulator 100b are controlled by the spatial light modulator control unit 220, and, as will be described later, incident light 602 (which is deflected while the mirror 103 of the pixel unit 101 is turned on) ( Only a part of the incident light 602a (incident light 602b) and the incident light 602 (incident light 602a, incident light 602b) deflected during the vibration state is effectively used as the reflected light 603 (reflected light 603a, reflected light 603b). The light enters the light source separation component 400.

図2Aは、上述した光源分離構成部400による光線の分離合成の様子を立体的に示したものである。
照明光601が接合面401で入射光602aと入射光602bへ分離される様子や、空間光変調器100aと空間光変調器100bそれぞれにより反射された反射光603aと反射光603bが接合面401で合成され、投影光604として出力される様子を示している。
FIG. 2A is a three-dimensional view showing how the light source separation component 400 described above separates and combines light rays.
The illumination light 601 is separated at the joint surface 401 into incident light 602a and incident light 602b, and the reflected light 603a and the reflected light 603b reflected by the spatial light modulator 100a and the spatial light modulator 100b, respectively, at the joint surface 401. A state of being synthesized and output as projection light 604 is shown.

図2Bは、光源分離構成部400を図2A中に示されたA方向から見た場合の正面図であり、照明光601と反射光603の接合面401への入射角の関係を示している。ここでは、照明光源系380からの照明光601と、空間光変調器100が法線方向に反射した反射光603で、光源分離構成部400の接合面への入射角が一致した構成を例示している。   FIG. 2B is a front view when the light source separation component 400 is viewed from the A direction shown in FIG. 2A, and shows the relationship between the incident angles of the illumination light 601 and the reflected light 603 to the bonding surface 401. . Here, an example is shown in which the illumination light 601 from the illumination light source system 380 and the reflected light 603 reflected in the normal direction by the spatial light modulator 100 match the incident angles on the joint surface of the light source separation component 400. ing.

これは、接合面401に配置されたダイクロイック膜402およびダイクロイック膜403が有する入射角特性を考慮した構成である。
なお、照明光601と反射光603の接合面401への入射角は、必ずしも一致する必要はない。光学設計上、入射角にずれが生じる場合は、照明光601に対して利用されるダイクロイック膜402と反射光603に利用されるダイクロイック膜403で入射角特性の異なるものを使用することで対応してもよい。
This is a configuration considering the incident angle characteristics of the dichroic film 402 and the dichroic film 403 disposed on the bonding surface 401.
Note that the incident angles of the illumination light 601 and the reflected light 603 on the joint surface 401 are not necessarily matched. When the incident angle is deviated due to optical design, it is possible to use a dichroic film 402 used for the illumination light 601 and a dichroic film 403 used for the reflected light 603 having different incident angle characteristics. May be.

図2Cは、光源分離構成部400を図2A中に示されたB方向から見た場合の側面図であり、光源分離構成部400による光線の分離合成が、光源分離構成部400の奥行き方向を利用して行われることを示している。   FIG. 2C is a side view of the light source separation component 400 when viewed from the B direction shown in FIG. 2A, and the light beam separation / combination performed by the light source separation component 400 determines the depth direction of the light source separation component 400. It shows that it is done using.

図2Cで例示されるように、照明光601と反射光603は異なる光路を通るため、ダイクロイック膜402は照明光601の光路を含む接合面401上の領域に配置すればよく、ダイクロイック膜403は反射光603の光路を含む接合面401上の領域に配置すればよい。   As illustrated in FIG. 2C, since the illumination light 601 and the reflected light 603 pass through different optical paths, the dichroic film 402 may be disposed in a region on the bonding surface 401 including the optical path of the illumination light 601. What is necessary is just to arrange | position in the area | region on the joint surface 401 containing the optical path of the reflected light 603. FIG.

このため、ダイクロイック膜402とダイクロイック膜403が重なり合わないように配置することが可能となる。
上述したように、本実施形態では、光線の分離合成を2枚のダイクロイック膜(ダイクロイック膜402、ダイクロイック膜403)を使用して行う。その他に、光線の分離合成手段としては、例えば、偏光ビームスプリッタプリズムを使用する方法もある。本実施形態で使用するダイクロイック膜は、偏光ビームスプリッタプリズムと比較して、光線の入射角度による分離特性の変化が緩やかであるという特徴を有する。このため、本実施形態では、入射角の設計の自由度が比較的大きく、設計等が行いやすいという利点がある。
Therefore, the dichroic film 402 and the dichroic film 403 can be arranged so as not to overlap each other.
As described above, in the present embodiment, the separation and synthesis of light rays are performed using two dichroic films (dichroic film 402 and dichroic film 403). In addition, as a beam separation / combination means, for example, there is a method using a polarization beam splitter prism. The dichroic film used in the present embodiment has a feature that the change in the separation characteristics depending on the incident angle of the light beam is gradual as compared with the polarizing beam splitter prism. For this reason, in this embodiment, there is an advantage that the degree of freedom in designing the incident angle is relatively large and the design is easy to perform.

また、本実施形態では、複数のダイクロイック膜(ダイクロイック膜402、ダイクロイック膜403)を、光源分離構成部400を構成する同形状の2つのプリズム(プリズム410、プリズム420)の接合面401に配置したシンプルな構成となっている。これにより、複数のダイクロイック膜は、同一平面上に配置されることになり、その結果、複数のダイクロイック膜の間での配置位置の調整も、同一平面内に限定されるため、図13で例示するような異なる平面上に複数のダイクロイック膜を配置する構成に比べ、調整が比較的容易に行えるという利点がある。   In the present embodiment, a plurality of dichroic films (dichroic film 402, dichroic film 403) are arranged on the joint surface 401 of two prisms (prism 410, prism 420) having the same shape constituting the light source separation component 400. It has a simple configuration. As a result, the plurality of dichroic films are arranged on the same plane. As a result, the adjustment of the arrangement position between the plurality of dichroic films is also limited to the same plane, and is illustrated in FIG. Compared to a configuration in which a plurality of dichroic films are arranged on different planes, there is an advantage that adjustment can be performed relatively easily.

また、ダイクロイック膜402はプリズム410に配置して製作し、ダイクロイック膜403はプリズム420に配置して製作し、プリズム410とプリズム420を接着するというような手順で位置決めしても良い。   Alternatively, the dichroic film 402 may be disposed and manufactured on the prism 410, the dichroic film 403 may be disposed and manufactured on the prism 420, and the prism 410 and the prism 420 may be bonded together.

図3は、本発明の一実施形態に係る投影装置の構成の変形例を示す概念図であり、光源分離構成部400と空間光変調器100に注目した図である。図1で例示した構成と比較して、光源分離構成部400の形状と空間光変調器100の配置が異なっている。   FIG. 3 is a conceptual diagram showing a modified example of the configuration of the projection apparatus according to the embodiment of the present invention, and is a diagram focusing on the light source separation configuration unit 400 and the spatial light modulator 100. Compared to the configuration illustrated in FIG. 1, the shape of the light source separation component 400 and the arrangement of the spatial light modulator 100 are different.

図1で例示される光源分離構成部400は、同一形状の三角柱のプリズム410とプリズム420のそれぞれの長辺の面を接合面401として張り合わせた構成であるのに対して、図3で例示される光源分離構成部400は、同一形状の三角柱のプリズム410とプリズム420のそれぞれの一方の底辺の面を接合面401として張り合わせた構成である。その結果、光源分離構成部400は全体として三角柱形状となる。   The light source separation component 400 illustrated in FIG. 1 is illustrated in FIG. 3, whereas the long side surfaces of the triangular prisms 410 and 420 having the same shape are bonded to each other as the bonding surface 401. The light source separation component 400 has a configuration in which the surfaces of one of the bases of the prisms 410 and 420 having the same shape are bonded together as a joint surface 401. As a result, the light source separation component 400 has a triangular prism shape as a whole.

なお、接合面401に配置されたダイクロイック膜402とダイクロイック膜403は、図1と同様に、それぞれ異なる特性を有する。より具体的には、照明光601が入射するダイクロイック膜402は、第2の周波数領域成分の光線を反射し、それ以外の成分の光線を透過する。他方、反射光603が入射するダイクロイック膜403は、第2の周波数領域成分の光線を透過し、それ以外の成分の光線を反射する。   Note that the dichroic film 402 and the dichroic film 403 disposed on the bonding surface 401 have different characteristics as in FIG. More specifically, the dichroic film 402 on which the illumination light 601 is incident reflects the light beam of the second frequency domain component and transmits the light beam of the other components. On the other hand, the dichroic film 403 on which the reflected light 603 is incident transmits the light beam of the second frequency domain component and reflects the light beam of the other components.

また、図3で例示されるように、光源分離構成部400への入射から投影光学系への投影までの間に、光源分離構成部400を構成する各々のプリズム(プリズム410、プリズム420)の長辺で、空間光変調器100(空間光変調器100a、空間光変調器100b)への入射前後でそれぞれ1回ずつ全反射が発生する。   Further, as illustrated in FIG. 3, each of the prisms (prism 410 and prism 420) constituting the light source separation component 400 between the incident on the light source separation component 400 and the projection onto the projection optical system. On the long side, total reflection occurs once each before and after incidence on the spatial light modulator 100 (spatial light modulator 100a, spatial light modulator 100b).

本変形例の場合、接合面401でダイクロイック膜402により2つに分離された入射光602(入射光602a、入射光602b)は、いずれも光源分離構成部400の同一平面から出力されるため、分離された入射光602を偏向する2つの空間光変調器100(空間光変調器100aと空間光変調器100b)は、同一平面上に配置することが可能となる。   In the case of this modification, the incident light 602 (incident light 602a and incident light 602b) separated into two by the dichroic film 402 at the bonding surface 401 is output from the same plane of the light source separation component 400, The two spatial light modulators 100 (spatial light modulator 100a and spatial light modulator 100b) that deflect the separated incident light 602 can be arranged on the same plane.

これにより、空間光変調器100aと空間光変調器100bをパッケージ化した配置が容易となる他、パッケージ内での空間光変調器100の配置時の位置決め作業なども同一平面上に限られるため容易となる等の効果が得られる。また、空間光変調器100aと100bを全く同一のデバイス、例えばMEMSミラーを用いた空間光変調器である場合、同一ウエハ上からダイシングされる唯一つのデバイスとして構成することも可能である。   This facilitates the arrangement in which the spatial light modulator 100a and the spatial light modulator 100b are packaged, and also facilitates positioning work when the spatial light modulator 100 is arranged in the package because it is limited to the same plane. The following effects can be obtained. Further, when the spatial light modulators 100a and 100b are identical devices, for example, a spatial light modulator using a MEMS mirror, it is also possible to configure the spatial light modulators 100a and 100b as a single device that is diced from the same wafer.

図4は、本発明の一実施形態に係る投影装置の構成のさらに他の変形例を示す概念図である。図1で例示した構成と光源分離構成部400の構成が異なっている。
図4で例示される光源分離構成部400は、図1に例示される光源分離構成部400における2つのプリズムの接合面401の代わりとなる単板ガラス面と、単板ガラス面の表面に配置された2枚のダイクロイック膜402およびダイクロイック膜403を含む。
FIG. 4 is a conceptual diagram showing still another modification of the configuration of the projection apparatus according to the embodiment of the present invention. The configuration illustrated in FIG. 1 is different from the configuration of the light source separation configuration unit 400.
The light source separation component 400 illustrated in FIG. 4 is disposed on the single glass plate surface that replaces the joint surface 401 of the two prisms in the light source separation component 400 illustrated in FIG. Two dichroic films 402 and dichroic films 403 are included.

本変形例の場合、図1で例示される投影装置と比較して、2つのプリズムが不要となるため部材費を抑えることが可能となり、比較的廉価に構築が可能となる。その他、光線の光路を遮らない範囲で投影装置の小型化が可能となるなどの効果が得られる。   In the case of this modification, compared to the projection apparatus illustrated in FIG. 1, two prisms are not required, so that the member cost can be suppressed and the construction can be made relatively inexpensively. In addition, effects such as miniaturization of the projection apparatus can be obtained within a range that does not block the optical path of the light beam.

図5A、図5Bは、図1で例示される投影装置において、光線の赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の各色の周波数領域成分の光路上における偏光状態とスクリーン500へ投影される周波数領域成分を例示する表である。   FIGS. 5A and 5B are diagrams illustrating the polarization state on the optical path of the frequency domain component of each color of light red (R), green (G), and blue (B) and the projection onto the screen 500 in the projection apparatus illustrated in FIG. It is a table | surface which illustrates the frequency domain component performed.

表の各行は、それぞれ、光源300から射出された直後、偏光素子302を透過した直後、波長選択性偏光素子330を透過した直後、偏光変換素子340を透過した直後の偏光状態、各空間光変調器100へ入射する周波数領域成分、スクリーン500へ投影される周波数領域成分を示す。   Each row of the table indicates the polarization state immediately after being emitted from the light source 300, immediately after being transmitted through the polarization element 302, immediately after being transmitted through the wavelength selective polarization element 330, and immediately after being transmitted through the polarization conversion element 340, and each spatial light modulation. The frequency domain component incident on the device 100 and the frequency domain component projected on the screen 500 are shown.

また、図5Aは、偏光変換素子340がOFF状態の場合を示し、図5Bは偏光変換素子340がON状態の場合を示す。
なお、ここでは、上述の第1、第2、および第3の周波数領域が、それぞれ青色(B)、赤色(R)、および緑色(G)の周波数領域に対応する。
5A shows a case where the polarization conversion element 340 is in an OFF state, and FIG. 5B shows a case where the polarization conversion element 340 is in an ON state.
Here, the first, second, and third frequency regions described above correspond to the blue (B), red (R), and green (G) frequency regions, respectively.

以下、図5Aおよび図5Bを用いて、本実施形態に係る投影装置内での光線のRGB各色成分の偏光状態の変化について詳述する。
まず、図5Aで例示される偏光変換素子340がOFF状態の場合について、説明する。
Hereinafter, changes in the polarization states of the RGB color components of the light rays in the projection apparatus according to the present embodiment will be described in detail with reference to FIGS. 5A and 5B.
First, the case where the polarization conversion element 340 illustrated in FIG. 5A is in an OFF state will be described.

光源300から照明光601が射出される。光源300から出力された直後の照明光601のRGB各色の成分はいずれも無偏光状態(N)にある(ROW1−1を参照)。
その後、照明光601は偏光光源系310に含まれる偏光素子302へ入射する。偏光素子302へ入射した照明光601のうち、P偏光状態(P)にある成分のみ偏光素子302を透過する(ROW2−1を参照)。
Illumination light 601 is emitted from the light source 300. The RGB components of the illumination light 601 immediately after being output from the light source 300 are all in a non-polarized state (N) (see ROW1-1).
Thereafter, the illumination light 601 enters the polarizing element 302 included in the polarized light source system 310. Of the illumination light 601 incident on the polarizing element 302, only the component in the P polarization state (P) is transmitted through the polarizing element 302 (see ROW2-1).

なお、ここでは、偏光素子302はP偏光成分のみ透過する例を示したが、必ずしもP偏光である必要はない。一定方向の偏光状態を有する光のみが透過されればよいため、S偏光成分を透過する偏光素子302を用いても良い。   Here, an example is shown in which the polarizing element 302 transmits only the P-polarized component, but it is not necessarily required to be P-polarized light. Since only light having a polarization state in a certain direction needs to be transmitted, a polarizing element 302 that transmits an S-polarized component may be used.

偏光素子302を透過した照明光601は、照明光学系320を介して、波長選択性偏光素子330へ入射する。波長選択性偏光素子330へ入射した照明光601のうち、青色(B)成分(第1の周波数領域成分)のみS偏光状態(S)に変化し、それ以外の赤色(R)成分(第2の周波数領域成分)および緑色(G)成分(第3の周波数領域成分)はP偏光状態(P)のまま透過する(ROW3−1を参照)。   The illumination light 601 that has passed through the polarizing element 302 enters the wavelength selective polarizing element 330 via the illumination optical system 320. Of the illumination light 601 incident on the wavelength-selective polarizing element 330, only the blue (B) component (first frequency domain component) changes to the S-polarized state (S), and the other red (R) component (second) Frequency domain component) and green (G) component (third frequency domain component) are transmitted in the P polarization state (P) (see ROW3-1).

このように、照明光源系380から射出される照明光601は一部の連続した周波数領域の成分(ここでは、第1の周波数領域成分である青色(B)成分)のみ異なった状態となっている。   Thus, the illumination light 601 emitted from the illumination light source system 380 is in a state in which only a part of continuous frequency domain components (here, the blue (B) component which is the first frequency domain component) is different. Yes.

波長選択性偏光素子330を透過し照明光源系380から射出される照明光601は、偏光変換素子340へ入射する。偏光変換素子340は、偏光素子制御部250によりOFF状態に制御されていて、入射した照明光601の偏光状態を変化させずに透過する。つまり、青色(B)成分はS偏光、赤色(R)および緑色(G)成分はP偏光状態のまま透過する(ROW4−1を参照)。   The illumination light 601 that passes through the wavelength selective polarization element 330 and is emitted from the illumination light source system 380 enters the polarization conversion element 340. The polarization conversion element 340 is controlled to be in the OFF state by the polarization element control unit 250 and transmits the incident illumination light 601 without changing the polarization state. That is, the blue (B) component is transmitted in the S-polarized state, and the red (R) and green (G) components are transmitted in the P-polarized state (see ROW4-1).

偏光変換素子340を透過した照明光601は、光源分離構成部400へ入射し、ダイクロイック膜402により2つに分離され、空間光変調器100aまたは空間光変調器100bに入射する。ダイクロイック膜402による光線の分離により、赤色(R)成分(第2の周波数領域成分)のみ空間光変調器100a(SLM1)へ入射し、残りの青色(B)および緑色(G)成分は空間光変調器100b(SLM2)へ入射する(ROW5−1を参照)。   The illumination light 601 transmitted through the polarization conversion element 340 enters the light source separation component 400, is separated into two by the dichroic film 402, and enters the spatial light modulator 100a or the spatial light modulator 100b. Due to the separation of the light beam by the dichroic film 402, only the red (R) component (second frequency domain component) is incident on the spatial light modulator 100a (SLM1), and the remaining blue (B) and green (G) components are spatial light. The light enters the modulator 100b (SLM2) (see ROW5-1).

空間光変調器100aで反射された反射光603aと、空間光変調器100bで反射された反射光603bは、ダイクロイック膜403で合成され、投影光604となる。投影光604は偏光素子360と投影光学系370を介してスクリーン500へ投影される。なお、この際、偏光素子360は、偏光素子360へ入射する投影光604のうち、P偏光状態(P)にある赤色(R)および緑色(G)成分のみ透過させ、スクリーン500へ投影する(ROW6−1を参照)。   The reflected light 603a reflected by the spatial light modulator 100a and the reflected light 603b reflected by the spatial light modulator 100b are combined by the dichroic film 403 and become projection light 604. The projection light 604 is projected onto the screen 500 via the polarizing element 360 and the projection optical system 370. At this time, the polarizing element 360 transmits only the red (R) and green (G) components in the P-polarized state (P) out of the projection light 604 incident on the polarizing element 360 and projects it onto the screen 500 ( See ROW6-1).

つまり、RGB3色の成分のうち、空間光変調器100aで反射される1色と空間光変調器100bで反射される1色の合計2色が同時にスクリーン500へ投影される。
なお、ここでは、偏光素子360はP偏光成分のみ透過する例を示したが、必ずしもP偏光である必要はない。一定方向の偏光状態を有する光のみが透過されればよいため、S偏光成分を透過する偏光素子360を用いても良い。
That is, among the three RGB color components, one color reflected by the spatial light modulator 100 a and one color reflected by the spatial light modulator 100 b are simultaneously projected onto the screen 500.
Here, an example is shown in which the polarizing element 360 transmits only the P-polarized component, but it is not necessarily required to be P-polarized light. Since only light having a polarization state in a certain direction needs to be transmitted, a polarizing element 360 that transmits the S-polarized component may be used.

また、偏光素子302と偏光素子360はいずれもP偏光成分のみ透過する例を示したが、偏光素子302と偏光素子360の透過する偏光方向は必ずしも一致している必要はない。偏光素子302と偏光素子360を互いに異なる偏光状態を透過する素子としても良い。   Moreover, although both the polarizing element 302 and the polarizing element 360 showed the example which permeate | transmits only a P polarization component, the polarization direction which the polarizing element 302 and the polarizing element 360 permeate | transmit does not necessarily need to correspond. The polarizing element 302 and the polarizing element 360 may be elements that transmit different polarization states.

次に、図5Bで例示される偏光変換素子340がON状態の場合について、説明する。
照明光源系380から射出されるまでは図5Aの場合と同様であり、偏光光源系310から射出されたP偏光状態の照明光601が照明光学系320を介して波長選択性偏光素子330で青色(B)成分(第1の周波数領域成分)のみS偏光状態に変化する(ROW1−2からROW3−2を参照)。
Next, the case where the polarization conversion element 340 illustrated in FIG. 5B is in the ON state will be described.
Until the light is emitted from the illumination light source system 380, the process is the same as that in FIG. 5A. The P-polarized illumination light 601 emitted from the polarization light source system 310 is blue by the wavelength selective polarization element 330 via the illumination optical system 320. Only the component (B) (first frequency domain component) changes to the S polarization state (see ROW1-2 to ROW3-2).

波長選択性偏光素子330を透過した照明光601は、偏光変換素子340へ入射する。偏光変換素子340は、偏光素子制御部250によりON状態に制御されていて、入射した照明光601の偏光状態を反転して透過する。つまり、青色(B)成分はP偏光状態、赤色(R)および緑色(G)成分はS偏光状態となる(ROW4−2を参照)。   The illumination light 601 that has passed through the wavelength selective polarization element 330 is incident on the polarization conversion element 340. The polarization conversion element 340 is controlled to be in an ON state by the polarization element control unit 250, and transmits the incident illumination light 601 with its polarization state reversed. That is, the blue (B) component is in the P-polarized state, and the red (R) and green (G) components are in the S-polarized state (see ROW4-2).

偏光変換素子340を透過した照明光601は、光源分離構成部400へ入射し、ダイクロイック膜402により2つに分離され、空間光変調器100aまたは空間光変調器100bに入射する。ダイクロイック膜402による光線の分離により、図4Aの場合と同様、赤色(R)成分(第2の周波数領域成分)のみ空間光変調器100a(SLM1)へ入射し、残りの青色(B)および緑色(G)成分は空間光変調器100b(SLM2)へ入射する(ROW5−2を参照)。   The illumination light 601 transmitted through the polarization conversion element 340 enters the light source separation component 400, is separated into two by the dichroic film 402, and enters the spatial light modulator 100a or the spatial light modulator 100b. Due to the separation of light rays by the dichroic film 402, only the red (R) component (second frequency domain component) is incident on the spatial light modulator 100a (SLM1) and the remaining blue (B) and green are separated, as in FIG. 4A. The component (G) is incident on the spatial light modulator 100b (SLM2) (see ROW5-2).

空間光変調器100aで反射された反射光603aと空間光変調器100bで反射された反射光603bは、ダイクロイック膜403で合成され、投影光604となる。投影光604は偏光素子360と投影光学系370を介してスクリーン500へ投影される。なお、この際、偏光素子360は、偏光素子360へ入射する投影光604のうち、P偏光状態(P)にある青色(B)成分のみ透過させ、スクリーン500へ投影する(ROW6−2を参照)。   The reflected light 603a reflected by the spatial light modulator 100a and the reflected light 603b reflected by the spatial light modulator 100b are combined by the dichroic film 403 to become projection light 604. The projection light 604 is projected onto the screen 500 via the polarizing element 360 and the projection optical system 370. At this time, the polarizing element 360 transmits only the blue (B) component in the P-polarized state (P) out of the projection light 604 incident on the polarizing element 360 and projects it onto the screen 500 (see ROW6-2). ).

つまり、RGB3色の成分のうち、空間光変調器100bで反射される1色のみがスクリーン500へ投影される。なお、ここで、空間光変調器100bを経由して投影される1色と、図5Aで空間光変調器100bを経由して投影される1色は異なる。   That is, only one color reflected by the spatial light modulator 100b among the RGB three-color components is projected onto the screen 500. Here, one color projected via the spatial light modulator 100b is different from one color projected via the spatial light modulator 100b in FIG. 5A.

このように、偏光変換素子340がON状態の場合とOFF状態の場合でスクリーン500へ投影される投影光604の成分が異なり、且つ、すべての成分が2つの状態のいずれかで投影される補完関係にある。このため、偏光素子制御部250により偏光変換素子340の状態を周期的に切り替えるように制御することで、RGBすべての成分を投影し、カラー画像を表現することができる。   As described above, the components of the projection light 604 projected onto the screen 500 are different depending on whether the polarization conversion element 340 is in the ON state or in the OFF state, and all the components are projected in one of the two states. There is a relationship. Therefore, by controlling the polarization element control unit 250 to periodically switch the state of the polarization conversion element 340, it is possible to project all the RGB components and express a color image.

なお、本実施形態では、上述したように、偏光変換素子340のON状態とOFF状態に対応する2種類の色発光状態を用いて、RGBの3色を混色してカラー画像を再現している。このため、カラーホイール等を利用したRGBそれぞれに対応する3種類またはそれ以上の色発光状態を用いてカラー画像を再現する単板式の投影装置に比べ、混色によるカラー画像の再現に必要な状態が少なくて済む。これは、投影装置に使用される回路素子の応答性などによる切り替え処理速度の限界を考慮した場合、カラー画像の再現に必要な期間を短くすることができることになり、その結果、単板式の投影装置に比べ、カラーブレイクの発生を抑制することができる。   In the present embodiment, as described above, a color image is reproduced by mixing three colors of RGB using two kinds of color light emission states corresponding to the ON state and the OFF state of the polarization conversion element 340. . For this reason, compared to a single-plate projector that reproduces a color image using three or more color emission states corresponding to each of RGB using a color wheel or the like, there is a state necessary for reproducing a color image by color mixing. Less is enough. This is because when the limit of the switching processing speed due to the responsiveness of the circuit elements used in the projection apparatus is taken into consideration, the period required for color image reproduction can be shortened, and as a result, the single-plate projection Compared to the apparatus, the occurrence of color breaks can be suppressed.

図6は、本発明の一実施形態に係る投影装置の構成のさらに他の変形例を示す概念図である。図1で例示した構成と照明光源系380の構成が異なっている。
図6で例示される照明光源系380では、図1に例示される偏光光源系310における無偏光且つ白色の光源300の代わりにレーザー光源303が用いられている。レーザー光源303は、指向性を有し、且つ、偏光方向がそろった光線を射出することが可能であるため、反射板301と偏光素子302を省略している。
FIG. 6 is a conceptual diagram showing still another modification of the configuration of the projection apparatus according to the embodiment of the present invention. The configuration illustrated in FIG. 1 is different from the configuration of the illumination light source system 380.
In the illumination light source system 380 illustrated in FIG. 6, a laser light source 303 is used instead of the non-polarized and white light source 300 in the polarized light source system 310 illustrated in FIG. Since the laser light source 303 has directivity and can emit light having the same polarization direction, the reflector 301 and the polarizing element 302 are omitted.

また、レーザー光源303は、例えば、それぞれ所定の周波数領域成分を射出する複数のサブ光源から構成されていて、特定の周波数領域成分のみ偏光方向をずらして射出することができるため、図6では、波長選択性偏光素子330も省略されている。   Further, the laser light source 303 is composed of, for example, a plurality of sub-light sources each emitting a predetermined frequency domain component, and only a specific frequency domain component can be emitted while shifting the polarization direction. The wavelength selective polarizing element 330 is also omitted.

その他にも、レーザー光源303を物理的に回転できる構成とする場合は、さらに、偏光変換素子340についても省略することが可能である。
本変形例の場合、レーザー光源303を使用し、サブ光源をそれぞれ独立して制御することで周波数領域成分毎に独立した制御を行うことができる。これによれば、照明光601の光量を色毎に制御することができ、空間光変調器100の制御と合わせて、より微細な階調表現を実現することができるなどの効果が得られる。また、照明光源系380の構成もよりシンプルになるため、調整にかかる労力等も軽減される。
In addition, when the laser light source 303 is configured to be physically rotatable, the polarization conversion element 340 can be omitted.
In the case of the present modification, independent control can be performed for each frequency domain component by using the laser light source 303 and independently controlling the sub-light sources. According to this, the light quantity of the illumination light 601 can be controlled for each color, and in addition to the control of the spatial light modulator 100, it is possible to obtain an effect such that a finer gradation expression can be realized. In addition, since the configuration of the illumination light source system 380 becomes simpler, the labor required for adjustment is reduced.

図7は、本発明の一実施形態に係る投影装置を構成する空間光変調器100にアレイ上に配置された各画素部101の構成例を示す概念図である。
図7に例示されるように、画素部101は、不図示の基板104に弾性ヒンジ107を介して傾動自在に支持されたミラー103を備えている。
FIG. 7 is a conceptual diagram illustrating a configuration example of each pixel unit 101 arranged on the array in the spatial light modulator 100 configuring the projection apparatus according to an embodiment of the present invention.
As illustrated in FIG. 7, the pixel unit 101 includes a mirror 103 that is supported on an unillustrated substrate 104 via an elastic hinge 107 so as to be tiltable.

基板104上には、弾性ヒンジ107を挟んで対称な位置に、OFF電極108aとON電極108bが配置されている。
OFF電極108aは、所定の電位が印加されることにより、クーロン力にてミラー103を吸引して、ストッパを兼ねているOFF電極108aに当接する位置まで傾動させる。これにより、ミラー103に入射する入射光が、投影光学系370の光軸から逸れたOFFポジションの光路に反射される。この時のミラー103の状態をOFF状態という。
On the substrate 104, an OFF electrode 108a and an ON electrode 108b are disposed at symmetrical positions with the elastic hinge 107 interposed therebetween.
When a predetermined potential is applied to the OFF electrode 108a, the mirror 103 is attracted by the Coulomb force and tilted to a position where it contacts the OFF electrode 108a that also serves as a stopper. Thereby, the incident light incident on the mirror 103 is reflected on the optical path at the OFF position deviated from the optical axis of the projection optical system 370. The state of the mirror 103 at this time is referred to as an OFF state.

ON電極108bは、所定の電位が印加されることにより、クーロン力にてミラー103を吸引して、ストッパを兼ねているON電極108bに当接する位置まで傾動させる。これにより、ミラー103に入射する入射光が、投影光学系370の光軸上に一致するONポジションの光路に反射される。この時のミラー103の状態をON状態という。   When a predetermined potential is applied to the ON electrode 108b, the mirror 103 is attracted by the Coulomb force and tilted to a position where it comes into contact with the ON electrode 108b that also serves as a stopper. Thereby, the incident light incident on the mirror 103 is reflected on the optical path at the ON position that coincides with the optical axis of the projection optical system 370. The state of the mirror 103 at this time is referred to as an ON state.

また、ミラー103がOFF電極108a、またはON電極108bに当接する位置ある時に、OFF電極108a(又はON電極108b)への電位の印加を停止することで、ミラー103とOFF電極108a(又はON電極108b)との間に発生していたクーロン力が消失し、ミラー103は弾性ヒンジ107の特性に応じて自由振動を行う。これにより、ミラー103の自由振動に伴って、ミラー103に入射する入射光が、投影光学系370の光軸から逸れたOFFポジションの光路と投影光学系370の光軸上に一致するONポジションの光路との間の光路に反射される。この時のミラー103の状態を振動状態という。   Further, when the mirror 103 is in a position where it abuts against the OFF electrode 108a or the ON electrode 108b, the application of the potential to the OFF electrode 108a (or the ON electrode 108b) is stopped, whereby the mirror 103 and the OFF electrode 108a (or the ON electrode) are stopped. 108 b) disappears, and the mirror 103 performs free vibration according to the characteristics of the elastic hinge 107. As a result, the incident light incident on the mirror 103 along with the free vibration of the mirror 103 is in the ON position where the optical path of the OFF position deviating from the optical axis of the projection optical system 370 coincides with the optical axis of the projection optical system 370. It is reflected in the optical path between the optical paths. The state of the mirror 103 at this time is called a vibration state.

OFF電極108aには、OFFキャパシタ105aが接続され、このOFFキャパシタ105aは、FET(電界効果トランジスタ)等からなるOFFゲートトランジスタ102aを介してビットライン110−1に接続されている。   An OFF capacitor 105a is connected to the OFF electrode 108a, and this OFF capacitor 105a is connected to the bit line 110-1 via an OFF gate transistor 102a made of an FET (field effect transistor) or the like.

また、ON電極108bには、ONキャパシタ105bが接続され、このONキャパシタ105bは、FET(電界効果トランジスタ)等からなるONゲートトランジスタ102bを介してビットライン110−2に接続されている。   An ON capacitor 105b is connected to the ON electrode 108b, and the ON capacitor 105b is connected to the bit line 110-2 via an ON gate transistor 102b made of an FET (field effect transistor) or the like.

OFFゲートトランジスタ102aおよびONゲートトランジスタ102bの開閉は、ワードライン120によって制御される。
すなわち、任意のワードライン120に連なる横1列の画素部101が同時に選択され、ビットライン110−1、ビットライン110−2によって、OFFキャパシタ105a、ONキャパシタ105bに対する電荷の充電/放電を、制御することで、当該横1列内の個々の画素部101におけるミラー103のON/OFF/振動を個別に制御する。
Opening and closing of the OFF gate transistor 102 a and the ON gate transistor 102 b is controlled by the word line 120.
That is, a horizontal row of pixel units 101 connected to an arbitrary word line 120 are selected at the same time, and charge / discharge of charges to the OFF capacitor 105a and the ON capacitor 105b is controlled by the bit line 110-1 and the bit line 110-2. As a result, ON / OFF / vibration of the mirror 103 in each pixel unit 101 in the horizontal row is individually controlled.

なお、OFF電極108aの側のOFFキャパシタ105aおよびOFFゲートトランジスタ102aは、いわゆるDRAM構造のメモリセルM1を構成している。
同様に、ON電極108bの側のONキャパシタ105b、OFFゲートトランジスタ102bもDRAM構造のメモリセルM2を構成している。
The OFF capacitor 105a and the OFF gate transistor 102a on the OFF electrode 108a side constitute a so-called DRAM structure memory cell M1.
Similarly, the ON capacitor 105b and the OFF gate transistor 102b on the ON electrode 108b side also constitute a memory cell M2 having a DRAM structure.

本実施形態における空間光変調器100に含まれるミラー103の基本的な制御について説明する。
なお、以下の説明では、Va(1,0)は、OFF電極108aに所定の電圧Vaを印加し、ON電極108bには印加しないことを示す。
The basic control of the mirror 103 included in the spatial light modulator 100 in this embodiment will be described.
In the following description, Va (1, 0) indicates that a predetermined voltage Va is applied to the OFF electrode 108a and not applied to the ON electrode 108b.

Va(0,1)は、OFF電極108aに電圧を印加せず、ON電極108bに電圧Vaを印加することを示す。
Va(0,0)は、OFF電極108aおよびON電極108bのいずれにも電圧Vaを印加しないことを示す。
Va (0, 1) indicates that the voltage Va is not applied to the OFF electrode 108a and the voltage Va is applied to the ON electrode 108b.
Va (0, 0) indicates that the voltage Va is not applied to either the OFF electrode 108a or the ON electrode 108b.

Va(1,1)は、OFF電極108aおよびON電極108bの双方に電圧Vaを印加することを示す。
図8A、図8B、図8C、図8D、図8E、図8Fは、ミラー103と弾性ヒンジ107、OFF電極108a、ON電極108bから成る画素部101の構成と、ミラー103がON/OFF状態と、振動状態に制御される状態制御の基本的な例を示している。
Va (1, 1) indicates that the voltage Va is applied to both the OFF electrode 108a and the ON electrode 108b.
8A, FIG. 8B, FIG. 8C, FIG. 8D, FIG. 8E, and FIG. 8F show the configuration of the pixel unit 101 including the mirror 103, the elastic hinge 107, the OFF electrode 108a, and the ON electrode 108b, and the mirror 103 in the ON / OFF state. The basic example of the state control controlled to a vibration state is shown.

図8Aは、ON電極108bのみに所定の電圧Vaを印加することにより(Va(0,1))、ミラー103は、中立状態からON電極108bに吸引されて傾動し、ON状態となることを表している。このミラー103のON状態では、ミラー103を経由する反射光は、投影光学系370に捕捉されて投影光として投影される。図8Bは、ON状態により反射される反射光の光量を示す。   FIG. 8A shows that when a predetermined voltage Va is applied only to the ON electrode 108b (Va (0, 1)), the mirror 103 is attracted to the ON electrode 108b from the neutral state and tilts to become the ON state. Represents. In the ON state of the mirror 103, the reflected light passing through the mirror 103 is captured by the projection optical system 370 and projected as projection light. FIG. 8B shows the amount of reflected light reflected by the ON state.

また、図8Cは、OFF電極108aのみに所定の電圧Vaを印加することにより(Va(1,0))、ミラー103は、中立状態からOFF電極108aに吸引されて傾動し、OFF状態となることを示している。このミラー103のOFF状態では、反射光は、投影光学系370から逸れて投影光にならない。図8Dは、OFF状態により反射される反射光の光量を示す。   Further, in FIG. 8C, when a predetermined voltage Va is applied only to the OFF electrode 108a (Va (1, 0)), the mirror 103 is attracted to the OFF electrode 108a from the neutral state and tilted to enter the OFF state. It is shown that. In the OFF state of the mirror 103, the reflected light deviates from the projection optical system 370 and does not become projection light. FIG. 8D shows the amount of reflected light reflected by the OFF state.

図8Eは、ミラー103が、ON電極108bに当接する傾動位置(Full ON)と、OFF電極108aに当接する傾動位置(Full OFF)の間で最大振幅で自由振動を行った場合の例である(Va(0,0))。図8Fは、振動状態により反射される反射光の光量を示す。   FIG. 8E shows an example in which the mirror 103 performs free vibration with the maximum amplitude between the tilt position where the mirror 103 abuts against the ON electrode 108b (Full ON) and the tilt position where the mirror 103 abuts against the OFF electrode 108a (Full OFF). (Va (0,0)). FIG. 8F shows the amount of reflected light reflected by the vibration state.

このように、ミラー103の自由振動状態を利用することにより、投影光学系370への投影光の光量を詳細に制御することができる。これにより、ミラー103をON状態とOFF状態で制御する場合に比べ、より微細な階調表現を実現することができる。   In this way, by utilizing the free vibration state of the mirror 103, the amount of projection light to the projection optical system 370 can be controlled in detail. Thereby, a finer gradation expression can be realized as compared with the case where the mirror 103 is controlled in the ON state and the OFF state.

なお、上述の図8A、図8B、図8C、図8D、図8E、図8Fの例では、二つのOFF電極108a、ON電極108bの各々に0または1の2値で表される電圧Vaを印加して説明しているが、このVaの値の段階を多値に増やすことで、ミラー103と、OFF電極108a、ON電極108bとの間に発生するクーロン力の段階を増やし、より微細なミラー103の傾動角度の制御を行うことが可能である。   In the examples of FIGS. 8A, 8B, 8C, 8D, 8E, and 8F described above, the voltage Va expressed by a binary value of 0 or 1 is applied to each of the two OFF electrodes 108a and ONb 108b. However, by increasing the level of Va to multiple values, the level of Coulomb force generated between the mirror 103, the OFF electrode 108a, and the ON electrode 108b is increased. The tilt angle of the mirror 103 can be controlled.

さらに、上述の図8A、図8B、図8C、図8D、図8E、図8Fの例では、ミラー103(ヒンジ電極109)を接地(Ground)電位にして説明をしているが、このミラー103にオフセット電圧を印加することにより、より微細なミラー103の傾動角度の制御を行うことが可能である。   Further, in the examples of FIGS. 8A, 8B, 8C, 8D, 8E, and 8F described above, the mirror 103 (hinge electrode 109) is described as being at the ground potential, but this mirror 103 is described. By applying an offset voltage to the mirror 103, it is possible to control the tilt angle of the mirror 103 more finely.

図9は、上述の2板式の空間光変調器100を有する投影装置に備えられた制御ユニットの構成例を示すブロック図である。この制御ユニットは、空間光変調器100(空間光変調器100a、空間光変調器100b)、映像信号入力部200、フレームメモリ210、空間光変調器制御部220、映像信号解析部230、シーケンサ240、偏光素子制御部250、光源制御部260、光源駆動部270、光源300(レーザー光源303)を含んでいる。   FIG. 9 is a block diagram illustrating a configuration example of a control unit provided in a projection apparatus having the above-described two-plate spatial light modulator 100. The control unit includes a spatial light modulator 100 (spatial light modulator 100a and spatial light modulator 100b), a video signal input unit 200, a frame memory 210, a spatial light modulator control unit 220, a video signal analysis unit 230, and a sequencer 240. , A polarizing element control unit 250, a light source control unit 260, a light source driving unit 270, and a light source 300 (laser light source 303).

シーケンサ240は、マイクロプロセッサ等で構成され、制御ユニットおよび空間光変調器100の全体の動作タイミング等を制御する。
フレームメモリ210は、映像信号入力部200に接続された図示しない外部機器から到来する入力デジタルビデオデータ701を、たとえば1フレーム分、保持する。この入力デジタルビデオデータ701は1フレームの表示が終わる毎に、時々刻々、更新される。
The sequencer 240 is composed of a microprocessor or the like, and controls the overall operation timing of the control unit and the spatial light modulator 100.
The frame memory 210 holds input digital video data 701 coming from an external device (not shown) connected to the video signal input unit 200, for example, for one frame. The input digital video data 701 is updated every moment when one frame is displayed.

空間光変調器制御部220は、フレームメモリ210から読み出した入力デジタルビデオデータ701を処理して、複数の周波数領域成分に対応するサブフィールドに分離して、空間光変調器100(空間光変調器100a、空間光変調器100b)のミラー103のON/OFF制御や振動制御を実現するためのデータとして空間光変調器100(空間光変調器100a、空間光変調器100b)に出力する。   The spatial light modulator control unit 220 processes the input digital video data 701 read from the frame memory 210 and separates the input digital video data 701 into subfields corresponding to a plurality of frequency domain components, and the spatial light modulator 100 (spatial light modulator 100). 100a and spatial light modulator 100b) are output to spatial light modulator 100 (spatial light modulator 100a and spatial light modulator 100b) as data for realizing ON / OFF control and vibration control of mirror 103.

シーケンサ240は、空間光変調器制御部220におけるミラー103制御用のデータの生成に同期して、偏光素子制御信号を偏光素子制御部250に出力する。これにより、生成されたデータに対応する周波数領域成分の光線がスクリーン500へ投影されるように偏光素子制御部250を制御する。   The sequencer 240 outputs a polarization element control signal to the polarization element control unit 250 in synchronization with the generation of data for controlling the mirror 103 in the spatial light modulator control unit 220. As a result, the polarization element control unit 250 is controlled so that the light of the frequency domain component corresponding to the generated data is projected onto the screen 500.

映像信号解析部230は、映像信号入力部200から入力される入力デジタルビデオデータ701に基づいて、多様な光源パルスパターンを生成するための映像解析信号702を出力する。   The video signal analysis unit 230 outputs a video analysis signal 702 for generating various light source pulse patterns based on the input digital video data 701 input from the video signal input unit 200.

光源制御部260は、シーケンサ240を介して映像信号解析部230から得られる映像解析信号702に基づいて、光源パルスパターンを生成する光源プロファイル制御信号によって、光源駆動部270を介して光源300(レーザー光源303)における照明光601の発光動作を制御する。   The light source control unit 260 uses the light source profile control signal to generate a light source pulse pattern based on the video analysis signal 702 obtained from the video signal analysis unit 230 via the sequencer 240, and then the light source 300 (laser) via the light source driving unit 270. The light emission operation of the illumination light 601 in the light source 303) is controlled.

以上、本実施形態によれば、偏光変換素子340のON状態とOFF状態に対応する2種類の色発光状態を用いてRGBの3色を混色してカラー画像を再現することができるため、単板式の投影装置に比べ、カラー画像の再現に必要な期間を短くすることができ、その結果、カラーブレイクの発生を抑制することができる。   As described above, according to the present embodiment, a color image can be reproduced by mixing three colors of RGB using two types of color light emission states corresponding to the ON state and the OFF state of the polarization conversion element 340. Compared with the plate-type projection device, the period required for color image reproduction can be shortened, and as a result, the occurrence of color breaks can be suppressed.

また、色分離合成手段として利用する複数のダイクロイック膜を同一平面上に配置することにより、ダイクロイック膜の配置の調整も、比較的容易に行うことができる。
さらに、色分離合成手段として偏光ビームスプリッタプリズムではなく、光線の入射角度による分離特性の変化が緩やかなダイクロイック膜を利用することにより、入射角の設計の自由度が比較的大きく、設計が行いやすいという利点がある。
Further, by arranging a plurality of dichroic films used as color separation / synthesis means on the same plane, the arrangement of the dichroic films can be adjusted relatively easily.
Furthermore, the use of a dichroic film, which is not a polarizing beam splitter prism but a gentle change in separation characteristics depending on the incident angle of light rays, is used as a color separation / combination means. There is an advantage.

これにより、カラーブレイクの発生を抑制し、調整が比較的容易な投影装置を提供することができる。
[実施形態2]
以降、上述した実施形態1との主な相違点のみを記載し、本実施形態について説明する。
Thereby, it is possible to provide a projection device that suppresses the occurrence of color breaks and is relatively easy to adjust.
[Embodiment 2]
Hereinafter, only the main differences from the above-described first embodiment will be described, and the present embodiment will be described.

図10は、本発明の他の実施形態に係る投影装置の構成例を示す概念図である。図10で例示される投影装置は、実施形態1における図4で例示される投影装置の構成に、ダイクロイック膜402と空間光変調器100aの間の光路上に偏光変換素子350を追加した構成となっている。   FIG. 10 is a conceptual diagram showing a configuration example of a projection apparatus according to another embodiment of the present invention. The projection apparatus illustrated in FIG. 10 has a configuration in which a polarization conversion element 350 is added to the optical path between the dichroic film 402 and the spatial light modulator 100a in addition to the configuration of the projection apparatus illustrated in FIG. It has become.

なお、偏光変換素子350は、ダイクロイック膜402による光線の分離からダイクロイック膜403による光線の合成までの第2の周波数成分の光路上に配置すればよい。そのため、空間光変調器100aとダイクロイック膜403との間に配置してもよい。   The polarization conversion element 350 may be disposed on the optical path of the second frequency component from the separation of the light beam by the dichroic film 402 to the synthesis of the light beam by the dichroic film 403. Therefore, it may be disposed between the spatial light modulator 100a and the dichroic film 403.

また、偏光変換素子350は、偏光変換素子340と同様にON状態とOFF状態を有し、透過する光線に対する偏光変換処理の有効と無効を切り替えることができる。
偏光素子制御部250が、偏光変換素子340と偏光変換素子350を同期して制御することにより、偏光変換素子350は、空間光変調器100aで偏向される第2の周波数成分の光線に対する偏光変換素子340による偏光を打ち消すように機能する。これにより、空間光変調器100aで偏向される第2の周波数成分の光線は、偏光変換素子340の状態に依存せず、常に一定の偏光方向を有することとなる。さらに、偏光素子360が第2の周波数成分の光線が有する一定の偏光方向を透過するような特性を有することで第2の周波数成分の光線は、常にスクリーン500へ投影されることとなる。
In addition, the polarization conversion element 350 has an ON state and an OFF state, like the polarization conversion element 340, and can switch between enabling and disabling the polarization conversion process for the transmitted light.
The polarization element control unit 250 controls the polarization conversion element 340 and the polarization conversion element 350 in synchronization, whereby the polarization conversion element 350 converts the polarization of the second frequency component light beam deflected by the spatial light modulator 100a. It functions to cancel the polarization due to the element 340. Thereby, the light beam of the second frequency component deflected by the spatial light modulator 100a does not depend on the state of the polarization conversion element 340 and always has a constant polarization direction. Further, since the polarizing element 360 has a characteristic of transmitting the fixed polarization direction of the light beam having the second frequency component, the light beam having the second frequency component is always projected onto the screen 500.

このように、本実施形態では、偏光変換素子350を追加することにより、実施形態1で例示される投影装置では偏光素子360で周期的に遮断されていた第2の周波数成分の光線の光量を有効に活用し、より明るい画像を提供することが可能となる。   As described above, in the present embodiment, by adding the polarization conversion element 350, the light amount of the second frequency component light that is periodically blocked by the polarization element 360 in the projection apparatus exemplified in the first embodiment is reduced. It is possible to effectively use and provide a brighter image.

図11A、図11Bは、図10で例示される投影装置において、光線の赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の各色の周波数領域成分の光路上における偏光状態を例示する表である。図11Aは、偏光変換素子340および偏光変換素子350がいずれもOFF状態の場合を示し、図11Bは偏光変換素子340および偏光変換素子350がいずれもON状態の場合を示す。   11A and 11B are tables exemplifying polarization states on the optical path of the frequency domain components of each color of red (R), green (G), and blue (B) of the light beam in the projection apparatus illustrated in FIG. is there. FIG. 11A shows a case where both the polarization conversion element 340 and the polarization conversion element 350 are in an OFF state, and FIG. 11B shows a case where both the polarization conversion element 340 and the polarization conversion element 350 are in an ON state.

なお、ここでは、上述の第1、第2、第3の周波数領域が、それぞれ青色(B)、赤色(R)、緑色(G)の周波数領域に対応する。
以下、図11Aおよび図11Bを用いて、図10で例示される投影装置内での光線のRGB各色成分の偏光状態の変化について詳述する。
Here, the first, second, and third frequency regions described above correspond to the blue (B), red (R), and green (G) frequency regions, respectively.
Hereinafter, the change in the polarization state of each RGB color component of the light beam in the projection apparatus illustrated in FIG. 10 will be described in detail with reference to FIGS. 11A and 11B.

まず、図11Aで例示される偏光変換素子340および偏光変換素子350がいずれもOFF状態の場合について説明する。
照明光源系380から射出されるまでは、実施形態1の場合と同様であり、偏光光源系310から射出されたP偏光状態の照明光601が照明光学系320を介して波長選択性偏光素子330で青色(B)成分(第1の周波数領域成分)のみS偏光状態に変化する(ROW1−3からROW3−3を参照)。
First, the case where both the polarization conversion element 340 and the polarization conversion element 350 illustrated in FIG. 11A are in the OFF state will be described.
The process until the light is emitted from the illumination light source system 380 is the same as that in the first embodiment, and the P-polarized illumination light 601 emitted from the polarization light source system 310 is passed through the illumination optical system 320 and the wavelength selective polarization element 330. Thus, only the blue (B) component (first frequency domain component) changes to the S polarization state (see ROW1-3 to ROW3-3).

波長選択性偏光素子330を透過した照明光601は、偏光変換素子340へ入射する。偏光変換素子340は、偏光素子制御部250によりOFF状態に制御されているため、入射した照明光601の偏光状態を変化させずに透過する。つまり、青色(B)成分はS偏光、赤色(R)および緑色(G)成分はP偏光状態である(ROW4−3を参照)。   The illumination light 601 that has passed through the wavelength selective polarization element 330 is incident on the polarization conversion element 340. Since the polarization conversion element 340 is controlled to be in the OFF state by the polarization element control unit 250, the polarization conversion element 340 transmits the incident illumination light 601 without changing the polarization state. That is, the blue (B) component is S-polarized light, and the red (R) and green (G) components are P-polarized states (see ROW4-3).

偏光変換素子340を透過した照明光601は、単板ガラス面へ入射し、表面に配置されたダイクロイック膜402により2つに分離される。
ダイクロイック膜402で反射した赤色(R)成分(第2の周波数領域成分)は、偏光変換素子350へ入射する。偏光変換素子350は、偏光素子制御部250により、偏光変換素子340と同じOFF状態に制御され、入射した照明光601の偏光状態を変化させずに透過する。つまり、赤色(R)成分はP偏光状態である(ROW5−3を参照)。
The illumination light 601 that has passed through the polarization conversion element 340 enters the single plate glass surface and is separated into two by the dichroic film 402 disposed on the surface.
The red (R) component (second frequency domain component) reflected by the dichroic film 402 is incident on the polarization conversion element 350. The polarization conversion element 350 is controlled by the polarization element control unit 250 to be in the same OFF state as the polarization conversion element 340, and transmits the incident illumination light 601 without changing the polarization state. That is, the red (R) component is in the P polarization state (see ROW5-3).

その後、偏光変換素子350を透過した赤色(R)成分の照明光601は空間光変調器100aへ入射し、ダイクロイック膜402を透過した残りの青色(B)および緑色(G)成分の照明光601は空間光変調器100b(SLM2)へ入射する(ROW6−3を参照)。   Thereafter, the red (R) component illumination light 601 transmitted through the polarization conversion element 350 enters the spatial light modulator 100a, and the remaining blue (B) and green (G) component illumination light 601 transmitted through the dichroic film 402. Enters the spatial light modulator 100b (SLM2) (see ROW6-3).

空間光変調器100aで反射された反射光603aと空間光変調器100bで反射された反射光603bは、ダイクロイック膜403で合成され、投影光604となる。投影光604は偏光素子360と投影光学系370を介してスクリーン500へ投影される。なお、この際、偏光素子360は、偏光素子360へ入射する投影光604のうち、P偏光状態(P)にある赤色(R)および緑色(G)成分のみ透過し、スクリーン500へ投影する(ROW7−3を参照)。   The reflected light 603a reflected by the spatial light modulator 100a and the reflected light 603b reflected by the spatial light modulator 100b are combined by the dichroic film 403 to become projection light 604. The projection light 604 is projected onto the screen 500 via the polarizing element 360 and the projection optical system 370. At this time, the polarizing element 360 transmits only the red (R) and green (G) components in the P-polarized state (P) out of the projection light 604 incident on the polarizing element 360 and projects it onto the screen 500 ( See ROW7-3).

つまり、RGB3色の成分のうち、空間光変調器100aで反射される1色と空間光変調器100bで反射される1色の合計2色が同時にスクリーン500へ投影される。
次に、図11Bで例示される偏光変換素子340および偏光変換素子350がいずれもON状態の場合について説明する。
That is, among the three RGB color components, one color reflected by the spatial light modulator 100 a and one color reflected by the spatial light modulator 100 b are simultaneously projected onto the screen 500.
Next, the case where both the polarization conversion element 340 and the polarization conversion element 350 illustrated in FIG. 11B are in the ON state will be described.

照明光源系380から射出されるまでは、図11Aの場合と同様であり、偏光光源系310から射出されたP偏光状態の照明光601が照明光学系320を介して波長選択性偏光素子330で青色(B)成分(第1の周波数領域成分)のみS偏光状態に変化する(ROW1−4からROW3−4を参照)。   Until the light is emitted from the illumination light source system 380, the process is the same as in FIG. 11A. The P-polarized illumination light 601 emitted from the polarization light source system 310 is transmitted through the illumination optical system 320 by the wavelength selective polarization element 330. Only the blue (B) component (first frequency domain component) changes to the S polarization state (see ROW1-4 to ROW3-4).

波長選択性偏光素子330を透過した照明光601は、偏光変換素子340へ入射する。偏光変換素子340は、偏光素子制御部250によりON状態に制御されているため、入射した照明光601の偏光状態を反転して透過する。つまり、青色(B)成分はP偏光、赤色(R)および緑色(G)成分はS偏光状態である(ROW4−4を参照)。   The illumination light 601 that has passed through the wavelength selective polarization element 330 is incident on the polarization conversion element 340. Since the polarization conversion element 340 is controlled to be in the ON state by the polarization element control unit 250, the polarization state of the incident illumination light 601 is inverted and transmitted. That is, the blue (B) component is P-polarized, and the red (R) and green (G) components are S-polarized (see ROW4-4).

偏光変換素子340を透過した照明光601は、単板ガラス面へ入射し、表面に配置されたダイクロイック膜402により2つに分離される。
ダイクロイック膜402で反射した赤色(R)成分(第2の周波数領域成分)は、偏光変換素子350へ入射する。偏光変換素子350は、偏光素子制御部250により、偏光変換素子340と同じON状態に制御され、入射した照明光601の偏光状態を反転して透過する。つまり、赤色(R)成分はP偏光状態である(ROW5−4を参照)。
The illumination light 601 that has passed through the polarization conversion element 340 enters the single plate glass surface and is separated into two by the dichroic film 402 disposed on the surface.
The red (R) component (second frequency domain component) reflected by the dichroic film 402 is incident on the polarization conversion element 350. The polarization conversion element 350 is controlled to be in the same ON state as the polarization conversion element 340 by the polarization element control unit 250 and inverts the polarization state of the incident illumination light 601 and transmits it. That is, the red (R) component is in the P-polarized state (see ROW5-4).

偏光変換素子350を透過した赤色(R)成分の照明光601は空間光変調器100aへ入射し、ダイクロイック膜402を透過した残りの青色(B)および緑色(G)成分の照明光601は空間光変調器100b(SLM2)へ入射する(ROW6−4を参照)。   The red (R) component illumination light 601 transmitted through the polarization conversion element 350 enters the spatial light modulator 100a, and the remaining blue (B) and green (G) component illumination light 601 transmitted through the dichroic film 402 is in space. The light enters the optical modulator 100b (SLM2) (see ROW 6-4).

空間光変調器100aで反射された反射光603aと空間光変調器100bで反射された反射光603bは、ダイクロイック膜403で合成され、投影光604となる。投影光604は偏光素子360と投影光学系370を介してスクリーン500へ投影される。なお、この際、偏光素子360は、偏光素子360へ入射する投影光604のうち、P偏光状態(P)にある赤色(R)および青色(B)成分のみ透過し、スクリーン500へ投影する(ROW7−4を参照)。   The reflected light 603a reflected by the spatial light modulator 100a and the reflected light 603b reflected by the spatial light modulator 100b are combined by the dichroic film 403 to become projection light 604. The projection light 604 is projected onto the screen 500 via the polarizing element 360 and the projection optical system 370. At this time, the polarizing element 360 transmits only the red (R) and blue (B) components in the P-polarized state (P) of the projection light 604 incident on the polarizing element 360 and projects it onto the screen 500 ( See ROW7-4).

つまり、図11Aの場合と同様に、RGB3色の成分のうち、空間光変調器100aで反射される1色と空間光変調器100bで反射される1色の合計2色が同時にスクリーン500へ投影される。なお、ここで、空間光変調器100bを経由して投影される1色は、図11Aで空間光変調器100bを経由して投影される1色とは異なる。   That is, as in the case of FIG. 11A, among the RGB three-color components, one color reflected by the spatial light modulator 100a and one color reflected by the spatial light modulator 100b are simultaneously projected onto the screen 500. Is done. Here, one color projected via the spatial light modulator 100b is different from one color projected via the spatial light modulator 100b in FIG. 11A.

このように、偏光素子制御部250により偏光変換素子340と偏光変換素子350の状態を同期して周期的に切り替えることで、空間光変調器100aで偏向される第2の周波数領域成分の光線については常にスクリーン500へ投影させながら、第1の周波数領域成分の光線と第3の周波数領域成分の光線を順番にスクリーン500へ投影させることで、RGBすべての成分を投影し、カラー画像を表現する。   As described above, the light of the second frequency domain component deflected by the spatial light modulator 100a is obtained by periodically and synchronously switching the states of the polarization conversion element 340 and the polarization conversion element 350 by the polarization element control unit 250. Always projects the light on the first frequency domain component and the light beam on the third frequency domain component onto the screen 500 in order while projecting it on the screen 500, thereby projecting all the RGB components and expressing a color image. .

これにより、第2の周波数成分の光線の光量を無駄にすることなく、有効に活用し、より明るい画像を提供することが可能となる。
なお、ここでは、常時スクリーン500へ投影される第2の周波数領域を赤色(R)として例示したが、これに限られるものではない。
This makes it possible to effectively use the light amount of the light beam having the second frequency component and provide a brighter image without wasting it.
In addition, although the 2nd frequency area | region always projected on the screen 500 was illustrated here as red (R), it is not restricted to this.

例えば、緑色(G)の周波数領域成分に対して感度のよい人間の目の特性を考慮して、常時スクリーン500へ投影される第2の周波数領域を赤色(R)、または青色(B)としてもよい。   For example, in consideration of the characteristics of the human eye sensitive to the frequency domain component of green (G), the second frequency domain always projected on the screen 500 is red (R) or blue (B). Also good.

また、赤色(R)の光線が強くでやすいというレーザー光源の特性を考慮して、常時スクリーン500へ投影される第2の周波数領域を緑色(G)、または青色(B)としてもよい。   In consideration of the characteristic of the laser light source that red (R) light is strong and easy, the second frequency region that is always projected onto the screen 500 may be green (G) or blue (B).

以上、本実施形態によれば、より明るく、カラーバランスのよいカラー画像を再現する投影装置を提供することができる。   As described above, according to the present embodiment, it is possible to provide a projection device that reproduces a brighter color image with good color balance.

なお、本発明は、上述の実施形態に例示した構成に限らず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。   Needless to say, the present invention is not limited to the configuration exemplified in the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

本発明の一実施形態に係る投影装置の構成例を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the structural example of the projection apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る投影装置に含まれる光源分離構成部での光線の分離合成を例示する概念図である。It is a conceptual diagram which illustrates the isolation | separation synthesis | combination of the light ray in the light source isolation | separation structure part contained in the projection apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る投影装置に含まれる光源分離構成部での光線の分離合成を例示する概念図である。It is a conceptual diagram which illustrates the isolation | separation synthesis | combination of the light ray in the light source isolation | separation structure part contained in the projection apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る投影装置に含まれる光源分離構成部での光線の分離合成を例示する概念図である。It is a conceptual diagram which illustrates the isolation | separation synthesis | combination of the light ray in the light source isolation | separation structure part contained in the projection apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る投影装置の構成の変形例を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the modification of the structure of the projection apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る投影装置の構成のさらに他の変形例を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the further another modification of the structure of the projection apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る投影装置の偏光変換素子がOFF状態におけるRGB各色光の光路上における偏光状態を例示する表である。It is a table | surface which illustrates the polarization state on the optical path of each color light of RGB in case the polarization conversion element of the projector which concerns on one Embodiment of this invention is an OFF state. 本発明の一実施形態に係る投影装置の偏光変換素子がON状態におけるRGB各色光の光路上における偏光状態を例示する表である。It is a table | surface which illustrates the polarization state on the optical path of each color light of RGB in the polarization | polarized-light conversion element of the projector which concerns on one Embodiment of this invention in an ON state. 本発明の一実施形態に係る投影装置の構成のさらに他の変形例を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the further another modification of the structure of the projection apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る投影装置を構成する空間光変調器にアレイ上に配置された各画素部の構成例を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the structural example of each pixel part arrange | positioned on the array in the spatial light modulator which comprises the projector which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る投影装置を構成する画素部のミラーのON状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the ON state of the mirror of the pixel part which comprises the projector which concerns on one Embodiment of this invention. 図8Aで例示されるミラーの状態で投影光学系に投影される光量を示す線図である。It is a diagram which shows the light quantity projected on a projection optical system in the state of the mirror illustrated by FIG. 8A. 本発明の一実施形態に係る投影装置を構成する画素部のミラーのOFF状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the OFF state of the mirror of the pixel part which comprises the projector which concerns on one Embodiment of this invention. 図8Cで例示されるミラーの状態で投影光学系に投影される光量を示す線図である。It is a diagram which shows the light quantity projected on a projection optical system in the state of the mirror illustrated by FIG. 8C. 本発明の一実施形態に係る投影装置を構成する画素部のミラーの振動状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the vibration state of the mirror of the pixel part which comprises the projector which concerns on one Embodiment of this invention. 図8Eで例示されるミラーの状態で投影光学系に投影される光量を示す線図である。It is a diagram which shows the light quantity projected on a projection optical system in the state of the mirror illustrated by FIG. 8E. 本発明の一実施形態に係る投影装置の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the projection apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態の変形例に係る投影装置の構成例を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the structural example of the projection apparatus which concerns on the modification of one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態の変形例に係る投影装置の偏光変換素子がOFF状態におけるRGB各色光の光路上における偏光状態を例示する表である。It is a table | surface which illustrates the polarization state on the optical path of each color light of RGB in the polarization | polarized-light conversion element of the projector which concerns on the modification of one Embodiment of this invention in an OFF state. 本発明の一実施形態の変形例に係る投影装置の偏光変換素子がON状態におけるRGB各色光の光路上における偏光状態を例示する表である。It is a table | surface which illustrates the polarization state on the optical path of each color light of RGB in the polarization conversion element of the projector which concerns on the modification of one Embodiment of this invention in the ON state. 従来技術の投影装置の構成を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the structure of the projection apparatus of a prior art. 従来技術の投影装置のミラー素子の構成を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the structure of the mirror element of the projection apparatus of a prior art. 従来技術の投影装置のミラー素子の駆動回路の構成を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the structure of the drive circuit of the mirror element of the projection apparatus of a prior art. 従来技術の投影装置における画像データのフォーマットを示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the format of the image data in the projection apparatus of a prior art. 従来技術の単板式の投影装置の構成を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the structure of the single plate type projector of a prior art. 従来技術の多板式の投影装置の構成を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the structure of the multi-plate type projection apparatus of a prior art.

符号の説明Explanation of symbols

100 空間光変調器100
101 画素部101
103 ミラー103
220 空間光変調器制御部220
250 偏光素子制御部250
260 光源制御部260
270 光源駆動部270
300 光源300
302 偏光素子302
303 レーザー光源303
310 偏光光源系310
320 照明光学系320
330 波長選択性偏光素子330
340 偏光変換素子340
350 偏光変換素子350
360 偏光素子360
370 投影光学系370
380 照明光源系380
400 光源分離構成部400
401 接合面401
402 ダイクロイック膜402
403 ダイクロイック膜403
410 プリズム410
420 プリズム420
100a 空間光変調器100a
100b 空間光変調器100b
500 スクリーン500
601 照明光601
602 入射光602
602a 入射光602a
602b 入射光602b
603 反射光603
603a 反射光603a
603b 反射光603b
604 投影光604
100 spatial light modulator 100
101 Pixel unit 101
103 mirror 103
220 Spatial light modulator controller 220
250 Polarizing element controller 250
260 Light source controller 260
270 Light source driver 270
300 Light source 300
302 Polarizing element 302
303 Laser light source 303
310 Polarized light source system 310
320 Illumination optical system 320
330 Wavelength selective polarizing element 330
340 Polarization conversion element 340
350 Polarization conversion element 350
360 Polarizing element 360
370 Projection optical system 370
380 Illumination light source system 380
400 Light source separation component 400
401 Bonding surface 401
402 Dichroic film 402
403 Dichroic membrane 403
410 prism 410
420 prism 420
100a Spatial light modulator 100a
100b Spatial light modulator 100b
500 screen 500
601 Illumination light 601
602 Incident light 602
602a Incident light 602a
602b Incident light 602b
603 Reflected light 603
603a Reflected light 603a
603b Reflected light 603b
604 Projection light 604

Claims (18)

少なくとも一部の連続した周波数領域成分の偏光方向が他と異なる照明光を射出する照明光源系と、
前記照明光の偏光方向を切り替える第1の偏光変換素子と、
前記照明光を投影光に変調する空間光変調器と、
入力信号に基づき、前記空間光変調器を制御する制御手段と、
前記照明光を分離し、前記投影光を合成する光線分離合成手段と、
前記投影光の光路上に配置された偏光素子と、
前記投影光を投影する投影光学系と、を含み、
前記光線分離合成手段は、異なる特性を有する複数のダイクロイック膜を同一平面内に含むことを特徴とする投影装置。
An illumination light source system that emits illumination light in which the polarization direction of at least some continuous frequency domain components is different from others;
A first polarization conversion element that switches a polarization direction of the illumination light;
A spatial light modulator that modulates the illumination light into projection light;
Control means for controlling the spatial light modulator based on an input signal;
A light beam separating and combining means for separating the illumination light and combining the projection light;
A polarizing element disposed on the optical path of the projection light;
A projection optical system for projecting the projection light,
The light beam separating / combining means includes a plurality of dichroic films having different characteristics in the same plane.
請求項1に記載の投影装置において、
前記照明光と前記投影光は、前記光線分離合成手段の光線分離合成面における夫々の光束の空間領域が独立しており、
前記照明光の前記光線分離合成面における光束の空間領域には、第1のダイクロイック膜が配置され、
前記投影光の前記光線分離合成面における光束の空間領域には、前記第1のダイクロイック膜と異なる特性を有する第2のダイクロイック膜が配置されることを特徴とする投影装置。
The projection device according to claim 1,
The illumination light and the projection light are independent in the spatial region of each light beam on the light beam separating and combining surface of the light beam separating and combining means,
A first dichroic film is disposed in the spatial region of the light beam on the light beam separating and combining surface of the illumination light,
A projection apparatus, wherein a second dichroic film having characteristics different from those of the first dichroic film is disposed in a spatial region of a light beam on the light beam separating / combining surface of the projection light.
請求項1に記載の投影装置において、
前記空間光変調器は偏向型の空間光変調器であって、
前記光線分離合成手段の光線分離合成面への入射角が、前記照明光と前記投影光で等しいことを特徴とする投影装置。
The projection device according to claim 1,
The spatial light modulator is a deflection-type spatial light modulator,
The projection apparatus according to claim 1, wherein the illumination light and the projection light have the same incident angle to the light beam separation and synthesis surface.
請求項1に記載の投影装置において、
前記光線分離合成手段は、2つの光学部材を含み、
前記異なる特性を有する複数のダイクロイック膜は、前記2つの光学部材の接合面に配置されることを特徴とする投影装置。
The projection device according to claim 1,
The light beam separating / combining means includes two optical members,
The projection apparatus according to claim 1, wherein the plurality of dichroic films having different characteristics are disposed on a joint surface between the two optical members.
請求項4に記載の投影装置において、
前記2つの光学部材の双方は、互いに同一形状のプリズムであることを特徴とする投影装置。
The projection apparatus according to claim 4, wherein
Both of the two optical members are prisms having the same shape.
請求項1に記載の投影装置において、
前記光線分離合成手段は、単板ガラス面を含み、
前記異なる特性を有する複数のダイクロイック膜が、前記単板ガラス面に配置されることを特徴とする投影装置。
The projection device according to claim 1,
The light beam separating / combining means includes a single plate glass surface,
A projection apparatus, wherein the plurality of dichroic films having different characteristics are arranged on the single plate glass surface.
請求項2に記載の投影装置において、
前記第1のダイクロイック膜と前記第2ダイクロイック膜の特性は、相反することを特徴とする投影装置。
The projection apparatus according to claim 2, wherein
The projection apparatus according to claim 1, wherein characteristics of the first dichroic film and the second dichroic film are contradictory.
請求項1に記載の投影装置において、
前記空間光変調器は、前記光線分離合成手段によって分離された第1の光線を変調する第1の空間光変調器と、前記光線分離合成手段によって分離された第2の光線を変調する第2の空間光変調器を含むことを特徴とする投影装置。
The projection device according to claim 1,
The spatial light modulator modulates a first spatial light modulator that modulates the first light beam separated by the light beam separating / combining means, and a second light beam that modulates the second light beam separated by the light beam separating / combining means. A projection apparatus comprising a spatial light modulator.
請求項8に記載の投影装置において、
前記第1のダイクロイック膜は、前記照明光源系が射出する前記照明光のうち、偏光方向が他と異なる第1の周波数領域の光と、前記第1の周波数領域とは異なる第2の周波数領域の光を前記第1の空間光変調器に向けて分離し、
前記第1の周波数領域及び前記第2の周波数領域と異なる第3の周波数領域の光を前記第2の空間光変調器に向けて分離することを特徴とする投影装置。
The projection apparatus according to claim 8, wherein
The first dichroic film includes a light in a first frequency region having a polarization direction different from that of the illumination light emitted from the illumination light source system, and a second frequency region different from the first frequency region. Of light toward the first spatial light modulator,
A projection apparatus that separates light in a third frequency region different from the first frequency region and the second frequency region toward the second spatial light modulator.
請求項9に記載の投影装置において、
前記第1の空間光変調器は、前記第1の周波数領域の光と前記第2の周波数領域の光を、入力信号に基づき経時的に交互に変調し、
前記第2の空間光変調器は、前記第3の周波数領域の光を、前記第1の空間光変調器が前記第1の周波数領域の光を変調している期間、または、前記第2の周波数領域の光の変調している期間のいずれか一方の期間、変調することを特徴とする投影装置。
The projection apparatus according to claim 9, wherein
The first spatial light modulator alternately modulates the light in the first frequency domain and the light in the second frequency domain over time based on an input signal,
The second spatial light modulator is configured to modulate the light in the third frequency domain, the period during which the first spatial light modulator modulates the light in the first frequency domain, or the second spatial light modulator. A projection apparatus that performs modulation during any one of the periods during which light in the frequency domain is modulated.
請求項1に記載の投影装置において、
前記照明光源系は、波長選択性偏光素子を含むことを特徴とする投影装置。
The projection device according to claim 1,
The projection apparatus, wherein the illumination light source system includes a wavelength selective polarizing element.
請求項1に記載の投影装置において、
照明光源系は、レーザー光源を含むことを特徴とする投影装置。
The projection device according to claim 1,
An illumination light source system includes a laser light source.
請求項9に記載の投影装置において、
前記第1のダイクロイック膜と前記第2の空間光変調器、または前記第2の空間光変調器と前記第2のダイクロイック膜との間に、前記第1の偏光変換素子に同期して偏光方向を切り替える、第2の偏光変換素子を配置することを特徴とする投影装置。
The projection apparatus according to claim 9, wherein
Polarization direction in synchronization with the first polarization conversion element between the first dichroic film and the second spatial light modulator, or between the second spatial light modulator and the second dichroic film A projection apparatus, wherein a second polarization conversion element for switching between the two is disposed.
請求項13に記載の投影装置において、
前記第1の空間光変調器は、前記第1の周波数領域の光と前記第2の周波数領域の光を、入力信号に基づき経時的に交互に変調し、
前記第2の空間光変調器は、第3の周波数領域の光を、前記第1の空間光変調器が前記第1の周波数領域の光を変調している期間、および、前記第2の周波数領域の光を変調している期間、変調することを特徴とする投影装置。
The projection apparatus according to claim 13.
The first spatial light modulator alternately modulates the light in the first frequency domain and the light in the second frequency domain over time based on an input signal,
The second spatial light modulator is configured to modulate light in a third frequency region, a period during which the first spatial light modulator modulates light in the first frequency region, and the second frequency. A projection apparatus that modulates light in a region during modulation.
請求項13に記載の投影装置において、
前記第3の周波数領域が、緑色領域であることを特徴とする投影装置。
The projection apparatus according to claim 13.
The projection apparatus, wherein the third frequency region is a green region.
請求項13に記載の投影装置において、
前記第3の周波数領域が、赤色領域であることを特徴とする投影装置。
The projection apparatus according to claim 13.
The projection apparatus, wherein the third frequency region is a red region.
請求項13に記載の投影装置において、
前記第3の周波数領域が、青色領域であることを特徴とする投影装置。
The projection apparatus according to claim 13.
The projection apparatus, wherein the third frequency region is a blue region.
請求項1に記載の投影装置において、
前記空間光変調器は、偏向角が可変の複数のミラー素子からなるマイクロミラーアレイデバイスであることを特徴とする投影装置。
The projection device according to claim 1,
The projection apparatus, wherein the spatial light modulator is a micro mirror array device including a plurality of mirror elements having variable deflection angles.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102981284A (en) * 2011-09-02 2013-03-20 索尼公司 Polarization optical apparatus, optical apparatus and projection apparatus
CN104460196A (en) * 2013-09-18 2015-03-25 光宝科技股份有限公司 Projection module
JP2018523158A (en) * 2015-06-30 2018-08-16 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー Illuminator

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