JP2010026403A - Polarized light converter and image projector using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、偏光変換装置およびこれを用いて画像をスクリーンに拡大投影する画像投影装置に関するものである。 The present invention relates to a polarization conversion device and an image projection device that uses this to enlarge and project an image on a screen.
従来、画像投影装置として、例えば、光源からの赤(R)、緑(G)、青(B)の3原色の光を2色ずつの色光のグループに分け、この2つのグループの色光を時分割で順次切り替えるとともに、この2つのグループの共通する色光と他の色光との偏光方向を異ならせることにより、各グループの2色の色光の光路を偏光方向の違いを利用して分離して、分離されたそれぞれの光を画像変調素子で変調して投影する画像投影装置が知られている(例えば、特許文献1−3参照)。 Conventionally, as an image projection apparatus, for example, light of three primary colors of red (R), green (G), and blue (B) from a light source is divided into groups of two color lights, and the color lights of these two groups are sometimes used. In addition to sequentially switching in the division, by changing the polarization direction of the color light common to the two groups and the other color light, the optical path of the two colors of color light of each group is separated using the difference in polarization direction, There is known an image projection apparatus that modulates and projects each separated light with an image modulation element (see, for example, Patent Documents 1-3).
図10は、特許文献1に記載の反射型画像投影装置を示すものである。この反射型画像投影装置では、高圧水銀ランプ(UHP)からなる光源101からの白色光が、楕円鏡102により集光されて、カラーホイール103を経て、ガラスロッド104に入射される。カラーホイール103は、図11に示すように、シアン(B、Gの成分を含む光)の光を透過させる領域103aとマゼンダ(B、Rの成分を含む光)の光を透過させる領域103bとを有して構成されている。図10でガラスロッド104に入射した光は、照明レンズ105およびフィールドレンズ106を経由して、略平行光として偏光板107入射し、紙面に対して垂直方向の成分のみを有する偏光として、偏光制御素子108に入射する。偏光制御素子108は、図12に示すように、入射光のうちBの成分のみ偏光方向を紙面に対して平行方向に回転し、偏光ビームスプリッタ(PBS)109に入射させる。図13に示すようにBの偏光成分は、P偏光となるためPBS109を透過し、RおよびGの成分はS偏光となるためPBS109で反射される。PBS109を透過・反射した光は、それぞれ図10で示す対応する反射型液晶素子110−1、110−2で、画像信号により変調されて偏光方向が90°回転され、投影レンズ111を経由して、図示しないスクリーンに投影される。
FIG. 10 shows a reflection type image projection apparatus described in Patent Document 1. As shown in FIG. In this reflection type image projection apparatus, white light from a
このような構成によって、特許文献1に記載の画像投影装置では、カラーホイール103を回転させることにより、このカラーホイール103を透過する色光が、シアンおよびマゼンダの2つの色光間を時分割で切り替わるようにしている。その結果、装置全体として、従来知られているようなR、G、Bの3色の光路をそれぞれ分離して、3つの画像変調素子でそれぞれ変調し、さらに色合成してスクリーンに投影する構成とするよりも、装置全体の構成が単純化でき安価で小型の装置を提供することができる。また、R、G、Bの各色光をそれぞれ1色づつ時分割で切り替える場合と比較すると、2色の成分を常に投影しているため、より明るい投影画像を得ることができる。
しかしながら、この方式では、光源からの光の集光する位置にカラーホイールを配置しているので、光源から放出される白色光のエネルギーがカラーホイール上に集中し、カラーホイールを熱により損傷させるおそれがある。このような問題を解決する方法として、例えば図14に示すように、カラーホイール103を、フィールドレンズ106と偏光板107との間の平行光路上に配置することが考えられる。しかし、この場合には、カラーホイールが大きくなり、その結果装置全体が大きくなり価格も高くなるという問題が生じることになる。
However, in this method, since the color wheel is arranged at the position where the light from the light source is collected, the energy of the white light emitted from the light source is concentrated on the color wheel, and the color wheel may be damaged by heat. There is. As a method for solving such a problem, for example, as shown in FIG. 14, it is conceivable to arrange the
したがって、これらの点に着目してなされた本発明の目的は、光路上の単一の集光点に光学素子を配置することなく、常時2つの色光を投影して明るい画像を表示することを可能とする偏光変換装置、および、この偏光変換装置を用いた小型で安価な画像投影装置を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention made by paying attention to these points is to always project two colored lights and display a bright image without arranging an optical element at a single condensing point on the optical path. An object of the present invention is to provide a polarization conversion device that can be used, and a small and inexpensive image projection device using the polarization conversion device.
上記目的を達成する請求項1に記載の偏光変換装置の発明は、第1の波長を有する光の偏光方向を90度回転させる所定の幅及び該所定の幅と略等しい所定の間隔を有する第1の波長選択性偏光変換素子、および、第2の波長を有する光の偏光方向を90度回転させる前記所定の幅と前記所定の間隔を有する第2の波長選択性偏光変換素子を、光軸方向に見て交互に配置した第1の偏光変換部材と、該第1の偏光変換部材と対向して配置され、前記所定の幅と前記所定の間隔を有する前記第1の波長選択性偏光変換素子、および、前記所定の幅と前記所定の間隔を有する前記第2の波長選択性偏光変換素子を、光軸方向に見て同一位置に配置した第2の偏光変換部材とを備え、前記第1の偏光変換部材と前記第2の偏光変換部材との相対位置を、前記所定の幅だけずらすように、前記第1の偏光変換部材と前記第2の偏光変換部材とを相対的に往復移動させることにより、前記第1の波長を有する光の偏光方向および前記第2の波長を有する光の偏光方向を直交させて、順次90度回転させるように構成したことを特徴とするものである。 The invention of the polarization conversion device according to claim 1, which achieves the above object, has a predetermined width for rotating the polarization direction of light having the first wavelength by 90 degrees and a predetermined interval substantially equal to the predetermined width. 1 wavelength-selective polarization conversion element and a second wavelength-selective polarization conversion element having the predetermined width and the predetermined interval for rotating the polarization direction of light having the second wavelength by 90 degrees, First polarization conversion members arranged alternately when viewed in the direction, and the first wavelength selective polarization conversion disposed opposite to the first polarization conversion member and having the predetermined width and the predetermined interval An element, and a second polarization conversion member in which the second wavelength selective polarization conversion element having the predetermined width and the predetermined interval is disposed at the same position when viewed in the optical axis direction, Relative position of the first polarization conversion member and the second polarization conversion member The first polarization conversion member and the second polarization conversion member are relatively reciprocated so as to be shifted by the predetermined width, whereby the polarization direction of the light having the first wavelength and the first The polarization direction of the light having the wavelength of 2 is orthogonal to each other and is sequentially rotated by 90 degrees.
上記目的を達成する請求項2に記載の画像投影装置の発明は、第1の波長を有する光、第2の波長を有する光および第3の波長を有する光を含む照明光を射出する光源と、該光源からの照明光を画像信号に基づいて変調して反射させる2つの反射型表示素子と、前記光源からの照明光を分離して前記2つの反射型表示素子に入射させるとともに、前記2つの反射型表示素子で変調された変調光を合成する光分離合成手段とを有し、前記光分離合成手段で合成された変調光を投影するようにした画像投影装置において、前記光源と前記光分離合成手段との間に設けられ、前記第1の波長を有する光の偏光方向を90度回転させる所定の幅及び該所定の幅と略等しい所定の間隔を有する第1の波長選択性偏光変換素子、および、前記第2の波長を有する光の偏光方向を90度回転させる前記所定の幅と前記所定の間隔を有する第2の波長選択性偏光変換素子を、光軸方向に見て交互に配置した第1の偏光変換部材と、該第1の偏光変換部材と対向して配置され、前記所定の幅と前記所定の間隔を有する前記第1の波長選択性偏光変換素子、および、前記所定の幅と前記所定の間隔を有する第2の波長選択性偏光変換素子を、光軸方向に見て同一位置に配置した第2の偏光変換部材とを備える偏光変換装置と、前記第1の偏光変換部材と前記第2の偏光変換部材との相対位置を、前記所定の幅だけずらすように、前記第1の偏光変換部材と前記第2の偏光変換部材とを相対的に往復移動させて、前記第1の波長を有する光の偏光方向および前記第2の波長を有する光の偏光方向を直交させて、順次90度回転させる駆動手段と、前記光分離合成手段と前記2つの反射型表示素子のいずれか一方との間に設けられた、前記第3の波長を有する光のみを透過させるフィルタとを有し、前記駆動手段による前記第1の偏光変換部材と前記第2の偏光変換部材との相対的往復移動に同期して、前記光分離合成手段により、前記2つの反射型表示素子の一方には、前記フィルタを介して前記第3の波長を有する光を入射させ、前記2つの反射型表示素子の他方には、前記第1の波長を有する光または前記第2の波長を有する光を選択的に入射させて、前記第1の波長を有する光の変調光と前記第3の波長を有する光の変調光、または、前記第2の波長を有する光の変調光と前記第3の波長を有する光の変調光とを合成して投影するよう構成したことを特徴とするものである。
The invention of the image projection device according to
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の画像投影装置において、前記光源と前記光分離合成手段との間に、前記光源から入射した光束を内側面で反射させて出射させる角柱状のロッドインテグレータと、前記ロッドインテグレータを出射した光束により同一の平面上に複数の光源像を形成するように配置したレンズ系とをさらに備え、前記第1の偏光変換部材および前記第2の偏光変換部材を、前記複数の光源像を含む前記平面の近傍に配置したことを特徴とするものである。 A third aspect of the present invention is the image projection apparatus according to the second aspect, wherein the light beam incident from the light source is reflected by an inner surface and emitted between the light source and the light separating / combining means. And a lens system arranged so as to form a plurality of light source images on the same plane by a light beam emitted from the rod integrator, and the first polarization conversion member and the second polarization conversion. The member is arranged in the vicinity of the plane including the plurality of light source images.
請求項4に記載の発明は、請求項2に記載の画像投影装置において、前記光源と前記光分離合成手段との間に、前記光源から入射した光束を複数の光束に分割するフライアイレンズと、前記フライアイレンズを出射した前記複数の光束の偏光方向を揃える偏光変換手段と、前記偏光変換手段で変換された前記複数の光束が、同一平面上に複数の光源像を結像するように配置したレンズ系とをさらに備え、前記第1の偏光変換部材および前記第2の偏光変換部材を、前記複数の光源像を含む前記平面の近傍に配置したことを特徴とするものである。 According to a fourth aspect of the present invention, in the image projection apparatus according to the second aspect, a fly-eye lens that divides a light beam incident from the light source into a plurality of light beams between the light source and the light separation / synthesis unit. The polarization conversion means for aligning the polarization directions of the plurality of light beams emitted from the fly-eye lens, and the plurality of light beams converted by the polarization conversion means form a plurality of light source images on the same plane. The lens system further includes an arranged lens system, and the first polarization conversion member and the second polarization conversion member are arranged in the vicinity of the plane including the plurality of light source images.
請求項5に記載の発明は、請求項2〜4のいずれか1項に記載の画像投影装置において、前記光分離合成手段と前記2つの反射型表示素子のそれぞれとの間に配置した2つの四分の一波長板を備え、前記光分離合成手段は偏光ビームスプリッタであり、前記2つの反射型表示素子は、ミラーアレイにより構成され、該ミラーアレイのミラーを傾けることにより画像を表示する反射型表示素子であることを特徴とするものである。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the image projection apparatus according to any one of the second to fourth aspects, wherein two of the light separating / combining means and the two reflective display elements are arranged. A quarter-wave plate is provided, the light separating / combining means is a polarization beam splitter, and the two reflective display elements are constituted by a mirror array, and a reflection for displaying an image by tilting a mirror of the mirror array. It is a type | mold display element, It is characterized by the above-mentioned.
本発明によれば、第1の偏光変換部材と第2の偏光変換部材との相対位置を、所定の幅だけずらすように、第1の偏光変換部材と第2の偏光変換部材とを相対的に往復移動させることにより、第1の波長を有する光の偏光方向および第2の波長を有する光の偏光方向が直交して順次90度回転するので、上記の相対的往復移動に同期して、光分離合成手段により、2つの反射型表示素子の一方には、フィルタを介して第3の波長を有する光を入射させ、他方には、第1の波長を有する光または第2の波長を有する光を選択的に入射させて、第1の波長を有する光の変調光と第3の波長を有する光の変調光、または、第2の波長を有する光の変調光と第3の波長を有する光の変調光とを合成して投影することによって、光路上の単一の集光点に光学素子を配置することなく、順次、常時2つの色光を投影して明るい画像を表示することを可能とする偏光変換装置、および、この偏光変換装置を用いた小型で安価な画像投影装置を提供することができる。 According to the present invention, the first polarization conversion member and the second polarization conversion member are relatively moved so that the relative positions of the first polarization conversion member and the second polarization conversion member are shifted by a predetermined width. By reciprocating, the polarization direction of the light having the first wavelength and the polarization direction of the light having the second wavelength are rotated 90 degrees in order orthogonal to each other. By means of the light separating / combining means, light having the third wavelength is incident on one of the two reflective display elements through a filter, and the other has light having the first wavelength or second wavelength. The light is selectively incident, and the modulated light of the light having the first wavelength and the modulated light of the light having the third wavelength, or the modulated light of the light having the second wavelength and the third wavelength By combining and projecting the modulated light of the light, a single condensing point on the optical path Provided is a polarization conversion device capable of projecting two colored lights in order and displaying a bright image without arranging any scientific elements, and a small and inexpensive image projection device using this polarization conversion device can do.
以下、本発明の実施の形態について、図を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1実施の形態)
図1は、本発明の第1実施の形態に係る画像投影装置の模式図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic diagram of an image projection apparatus according to a first embodiment of the present invention.
本実施の形態では、照明光の光源のランプ1として、キセノンランプなどの白色光源を用い、その背面にランプ1からの光を反射し、光軸上に集光させる楕円型の反射面を有するリフレクタ2を配置する。さらに、このリフレクタ2からの反射光の集光点に光入射面を一致させるように、ロッドインテグレータ3を配置する。このロッドインテグレータ3は、表示画像の照度を均一にするためのものであり、光軸方向に長い四角柱の形状を有し、その内側面で光を反射させて伝達する。ロッドインテグレータ3の出射側には、出射レンズ4、重ね合わせレンズ5、偏光板6、偏光変換装置を構成する2つの偏光変換部材7a、7bが順に配置されており、ロッドインテグレータ3を出射した光は、出射レンズ4と重ね合わせレンズ5とを経て光束が広げられた後、偏光板6に入射するように構成する。さらに、この偏光板6は、紙面に対して垂直方向の光のみを透過して、偏光変換部材7aに入射させるように構成する。
In the present embodiment, a white light source such as a xenon lamp is used as the lamp 1 of the illumination light source, and an elliptical reflecting surface that reflects light from the lamp 1 on the back surface and collects the light on the optical axis is provided. A
図2は、偏光変換装置を構成する偏光変換部材7aおよび7bの斜視図である。偏光変換部材7aは、透明基板14aの入射側の表面に、例えば幅100μmの複数の波長選択性偏光変換素子15aを、互いに平行に100μmの間隔を置いて配置するとともに、出射側の表面には、入射側の隣接する波長選択性偏光変換素子15aの間にそれぞれ波長選択性偏光変換素子15bが位置するように複数の波長選択性偏光変換素子15bを配置して構成する。また、偏光変換部材7bは、透明基板14bの入射側の表面に、例えば幅100μmの複数の波長選択性偏光変換素子15cを互いに平行に100μmの間隔を置いて配置するとともに、出射側の表面には、入射側の波長選択性偏光変換素子15cと重なるように複数の波長選択性偏光変換素子15dを配置して構成する。
FIG. 2 is a perspective view of the
また、偏光変化部材7aと7bとは、波長選択性偏光変換素子15a、15b、15c、15dが互いに平行になるように、隣接して対向配置する。
Further, the
偏光変換部材7a,7bの入射側に設けられた波長選択性偏光変換素子15a、15cは、第1の波長を有する光である緑色光のみの偏光方向を90度回転させる。また、出射側に設けられた波長選択性偏光変換素子15b、15dは第2の波長を有する光である青色光のみの偏光方向を90度回転させる。本実施の形態では、図1において波長選択性偏光変換素子15a、15b、15c、15dの方向は紙面に垂直方向となっている。
The wavelength selective
さらに、図1において偏光変換部材7bの出射側には、S偏光を反射しP偏光を透過させる特性を有し光分離合成手段を構成するPBS8を設ける。また、PBS8を透過した照明光の光路上には、フィールドレンズ9a、λ/4板11aを順に設け、ランプ1からの照明光が反射型表示素子であるデジタル・マイクロミラー・デバイス(DMD)12aを照射するように構成する。
Further, in FIG. 1, a
また、PBS8で反射された照明光の光路上には、フィールドレンズ9b、赤色光のみを選択的に透過させるバンドパスフィルタ(BPF)10およびλ/4板11bを順に設け、ランプ1からの照明光がDMD12bを照射するように構成する。
Further, on the optical path of the illumination light reflected by the
さらに、λ/4板11aおよびフィールドレンズ9aは、DMD12aで反射された変調光の光路にも位置し、これらλ/4板11aおよびフィールドレンズ9aを透過した変調光は、PBS8に再び入射するように構成される。また、λ/4板11b、BPF10、およびフィールドレンズ9bは、DMD12bで反射された変調光の光路にも位置し、これらλ/4板11b、BPF10およびフィールドレンズ9bを透過した変調光も、PBS8に再び入射するように構成される。ただし、照明光がBPF10を透過しているため、変調光は赤色光であるから、BPF10は変調光に対しては特に作用しない。
Further, the λ / 4
また、PBS8に対して入射するDMD12aからの変調光のPBS8による反射側であり、かつ、DMD12bからの変調光のPBS8による透過側には、投影レンズ13が設けられ、上記2つの変調光を図示しないスクリーン上で結像させるようにしている。
Further, a
本実施の形態では、DMD12a、12bから反射された変調光を、PBS8に略垂直に入射させるため、ランプ1からの照明光をPBS8に斜めから入射させている。以下の図では、図8を除き、簡単のために、上記の照明光の光路の傾斜は無いものとして図示している。
In the present embodiment, the illumination light from the lamp 1 is obliquely incident on the
図3は、この光学系において緑色(G)光、青色(B)光、第3の波長を有する光である赤色(R)光の各色光の光路を示す説明図である。なお、添字のs、pは偏光方向が、S偏光、P偏光であることを示す。偏光板6により紙面に垂直方向に偏光された白色光Wsは、前述の偏光変換部材7a、7bに入射する。前述のように、偏光変換部材7a,7bの入射側には、緑色の波長成分の光のみ偏光方向を90度回転させる波長選択性偏光変換素子15a、15cが設けられ、出射側には青色の波長成分の光のみ偏光方向を90度回転させる波長選択性偏光変換素子15b、15dが設けられている。光軸方向に見ると、上述したように、偏光変換部材7aでは、これら2つの波長選択性偏光変換素子15a、15bが互い違いに配置され、偏光変換部材7bでは、これら2つの波長選択性偏光変換素子15c、15dが同じ位置に重なって配置されている。なお、本図では、簡単のために、フィールドレンズ9a、9bを省略している。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing optical paths of light of each color of green (G) light, blue (B) light, and red (R) light that is light having a third wavelength in this optical system. The subscripts s and p indicate that the polarization directions are S-polarized light and P-polarized light. The white light Ws polarized in the direction perpendicular to the paper surface by the
そこで、図3(a)に示したように、波長選択性偏光変換素子15a、15c、15dが同じ高さ位置となるように、偏光変換部材7a、7bが対向配置されている場合は、白色光Wsの青色成分Bsは、偏光変換部材7aおよび7bを透過する際、それぞれ異なる位置に配列された波長選択性偏光変換素子15bおよび15dを透過するので、90度偏光方向が回転されてBpとなる。一方、緑色成分Gsは、偏光変換部材7aおよび7bの波長選択性偏光変換素子15aおよび15cを順次透過して偏光方向が元に戻るとともに、偏光変換部材7aの波長選択性偏光変換素子15bを透過する際は偏光方向の回転は受けないので、偏光方向は変化しない。また、偏光変換部材7a、7bは赤色成分Rsには作用しないので、偏光方向はS偏光のまま変化しない。
Therefore, as shown in FIG. 3A, when the
2つの偏光変換部材7a、7bを透過した各色光Bp、Rs、Gsは、PBS8に入射する。P偏光成分より成る青色光Bpは、PBS8を透過し、λ/4板11aを経てDMD12aに入射する。DMD12aは、画像信号に基づいて反射方向を変調して、具体的には画素のON/OFFに従い微小なミラーの傾きを変化させ、この入射光を反射する。この反射光は再びλ/4板11aを透過する。λ/4板11aを往復で2度透過することによって、青色光の偏光方向は90度回転され、S偏光となってPBS8で図1で示した投影レンズ13方向に反射される。一方、S偏光成分より成る赤色光Rsおよび緑色光Gsは、PBS8で反射されBPF10に入射する。ここで、BPF10は、赤色光を透過し、青色光および緑色光を透過させない波長特性を有する。このため赤色光RsのみがBPF10を透過し、λ/4波長板11bを経てDMD12bで画像信号に基づき変調を受け反射され、再度λ/4波長板11bを透過する。λ/4板11bを往復で2度透過することによって、赤色光の偏光方向は90度回転され、P偏光となってPBS8を透過して投影レンズ13方向に出射する。
Each color light Bp, Rs, Gs transmitted through the two
一方、偏光変換部材7bを下方向に移動させて図3(b)に示したように、波長選択性偏光変換素子15b、15c、15dが同じ高さ位置となるように、偏光変換部材7a、7bが対向配置されている場合は、白色光Wsの緑色成分Gsは、偏光変換部材7aおよび7bを透過する際、それぞれ異なる位置に配列された波長選択性偏光変換素子15aおよび15cを透過するので、90度偏光方向が回転されてGpとなる。一方、青色成分Bsは、偏光変換部材7aおよび7bの波長選択性偏光変換素子15bおよび15dを順次透過して偏光方向が元に戻るとともに、偏光変化部材7aの波長選択性偏光変換素子15aを透過する際は偏光方向の回転は受けないので、偏光方向は変化しない。また、偏光変換部材7a、7bは赤色成分Rsには作用しないので、偏光方向はRsのまま変化しない。
On the other hand, the
このため、偏光変換部材7a、7bを透過した各色光Gp、Rs、Bsについては、上記の図3(a)の場合において、青色光と緑色光が入れ替わり、DMD12aで画像信号により変調を受けた緑色光Gsと、DMD12bで画像信号により変調を受けた赤色光Rpが、図1で示した投影レンズ13方向に出射し、青色光BsはBPF10によって透過を阻止される。
For this reason, for each color light Gp, Rs, and Bs transmitted through the
図4は、図1で示した画像投影装置の制御系の概略構成を示すブロック図である。この制御系は偏光変換部材7bおよびDMD12a、12bを制御するためのコントローラ16を含んで構成される。コントローラ16は、各色成分ごとの画像信号を処理する赤画像処理回路17r、青画像処理回路17bおよび緑画像処理回路17g、ならびに、青画像処理回路17bからの信号と緑画像処理回路17gからの信号とを切り替えるための画像切り替え回路18を備える。
FIG. 4 is a block diagram showing a schematic configuration of a control system of the image projection apparatus shown in FIG. This control system includes a
さらに、上記制御系は、偏光変換部材7bを駆動する駆動手段として、コントローラ16により制御される駆動用ドライバ19と、この駆動用ドライバ19により駆動されるアクチュエータ20とを備える。また、DMD12aを駆動するための表示素子ドライバ21aと、DMD12bを駆動するための表示素子ドライバ21bとを有する。表示素子ドライバ21aは、画像切り替え回路18で切り替えられた青画素処理回路17bまたは緑画素処理回路17gの出力信号を受けて、DMD12aを駆動する。また、表示素子ドライバ21bは、赤画素処理回路17rの出力信号を受けてDMD12bを駆動する。
Further, the control system includes a driving
本実施の形態では、アクチュエータ20としてピエゾ素子を使用して、偏光変換部材7bを上下に駆動する。このようにピエゾ素子を使用することで、高速に、かつ、精度高く上下移動させることができる。ピエゾ素子のストロークは通常、百数十μm程度なので、波長選択性偏光変換素子の間隔が100μm程度の場合に適している。また、ピエゾ素子は応答速度が速いので、図3(a)と図3(b)との間の切り替えの移動時間を短くして、図3(a)および図3(b)の静止時間を長くすることができ、これにより、青色光および緑色光の中で、偏光方向が回転している部分と回転していない部分とが混在する時間を短くでき、偽色の発生を有効に防止できる。
In the present embodiment, a piezo element is used as the
以上のような構成によって、図1のランプ1を出射した白色光は、リフレクタ2で反射され、ロッドインテグレータ3、出射レンズ4、重ね合わせレンズ5、偏光板6および偏光変換部材7a、7bを経てPBS8に入射する。
With the configuration as described above, the white light emitted from the lamp 1 in FIG. 1 is reflected by the
このとき、偏光変換部材7a、7bが図3(a)で示した相対位置にあれば、PBS8を透過した青色光が、フィールドレンズ9a、λ/4板11aを経てDMD12aを照射し、このDMD12aで、図4の青画素処理回路17bの出力信号によって変調されて反射され、λ/4板11a、フィールドレンズ9aを経てPBS8で反射されて投影レンズ13を経て、図示しないスクリーン上に所望の画像の青色成分を投影する。また、同時にPBS8で反射された赤色光が、フィールドレンズ9b、BPF10、λ/4板11bを経てDMD12bを照射し、このDMD12bで、図4の赤画素処理回路17rの出力信号によって変調されて反射され、λ/4板11b、BPF10、フィールドレンズ9bを経てPBS8を透過して、投影レンズ13を経て、図示しないスクリーン上に所望の画像の赤色成分を投影する。
At this time, if the
また、偏光変換部材7a、7bが図3(b)で示した相対位置にあれば、PBS8を透過した緑色光が、フィールドレンズ9a、λ/4板11aを経てDMD12aを照射し、このDMD12aで、図4の緑画素処理回路17bの出力信号によって変調されて反射され、λ/4板11a、フィールドレンズ9aを経てPBS8で反射されて投影レンズ13を経て、図示しないスクリーン上に所望の画像の緑色成分を投影する。また、同時にPBS8で反射された赤色光が、フィールドレンズ9b、BPF10、λ/4板11bを経てDMD12bを照射し、このDMD12bで、図4の赤画素処理回路17rの出力信号によって変調されて反射され、λ/4板11b、BPF10、フィールドレンズ9bを経てPBS8を透過して、投影レンズ13を経て、図示しないスクリーン上に所望の画像の赤色成分を投影する。
If the
そして、偏光変換部材7a、7bの図3(a)の配置と図3(b)の配置は、図4におけるコントローラ16により制御される。コントローラ16は、駆動用ドライバ19によりアクチュエータ20を駆動させ、波長選択性偏光変換素子7bを上下方向に繰り返し往復移動させ、図3(a)に示した状態と図3(b)に示した状態とを高速に切り替える。さらに、この切り替えと同期させて、画像切り替え回路18により、図3(a)の状態では青画像処理回路17bの出力信号を、また、図3(b)の状態では緑画像処理回路17gの出力信号を、DMD12aを駆動する表示素子ドライバ21aに送信する。一方、赤画像処理回路17rからの出力信号は、DMD12bを駆動する表示素子ドライバ21bに常時送信される。
Then, the arrangement of the
このようにして、赤と青および赤と緑の2つの色光による図示しないスクリーンへの画像投影が、高速で切り替えられ、視覚的には赤、緑、青の3原色を合成した所望の投影画像が得られる。 In this way, image projection onto a screen (not shown) using two color lights of red and blue and red and green can be switched at high speed, and a desired projection image that is visually synthesized from the three primary colors red, green, and blue. Is obtained.
以上のように、本実施の形態では、集光点でない照明光路中に、偏光変換部材7a、7bを配置して、赤色光については偏光を変換することなく、緑色光および青色光については、選択的に偏光を変換して、常時2つの色光により画像を投影するようにしている。したがって、偏光変換部材7a、7bは、熱損傷を受けることが無いとともに、偏光変換部材7a、7bは、配置位置における照明光束の断面の大きさがあれば十分なので、小型で安価な画像投影装置を提供することができる。また、偏光変換部材7a、7bは、照明光路中で光束が絞り込まれない位置であれば、ランプ1とPBS8との間の任意の場所に配置することが可能であり、画像投影装置の設計上の自由度も大きい。
As described above, in the present embodiment, the
(第2実施の形態)
図5は、本発明の第2実施の形態における光学系を説明するための図である。本実施の形態は、第1実施の形態において、偏光変換部材7a、7bの配置を以下で述べる所定の位置とし、また、波長選択性偏光変換素子15a、15b、15c、15dの幅および間隔を以下で述べる所定の大きさとし、さらに、アクチュエータをピエゾ素子ではなくモータとしたものである。図5は、ランプ1からDMD12a、12bに至る照明光学系の概略構成を示し、PBS8、BPF10、λ/4板11a、11bは、簡単のために省略している。以下において特に記載しない構成要素については、第1実施の形態と同様である。
(Second Embodiment)
FIG. 5 is a diagram for explaining an optical system according to the second embodiment of the present invention. In the present embodiment, in the first embodiment, the arrangement of the
図5において、1次光源像22は、同一平面23上に形成されるロッドインテグレータ3によるランプ1の複数の1次光源像(虚像)であり、2次光源像24は、出射レンズ4および重ね合わせレンズ5より構成されるレンズ系によって同一平面25上に形成されるランプ1の2次光源像(実像)である。ランプ1からの光がロッドインテグレータ3を通過する際に、このロッドインテグレータの内側面で反射されることによって、ランプ1の1次光源像および2次光源像は、縦横に略等間隔に並んだ格子点状となる。本実施の形態では、偏光板6を重ね合わせレンズ5と2次光源像24との間に配置し、また、偏光変換部材7a、7bは2次光源像24が形成される平面25に略一致するように配置する。なお、図5では偏光変換部材7a、7bは平面25を挟むように配置されているが、両者が近接していれば、偏光変換部材7a、7bを共に平面25の入射側あるいは出射側に配置しても良い。このように、偏光変換部材7a、7bを2次光源像24の近傍に配置しても、集光点が複数、例えば、5×5の格子状で25個となるため、1点当たりの光量が減り、波長選択性偏光変換素子15a、15b、15c、15dが損傷を受けることが避けられる。
In FIG. 5, a primary light source image 22 is a plurality of primary light source images (virtual images) of the lamp 1 formed by the
ロッドインテグレータ3の光出射面は、出射レンズ4、重ね合わせレンズ5、フィールドレンズ9a、9bを用いて、DMD12a、DMD12bの反射面と共役の関係となるようにする。本実施例では、DMD12a、12bの反射面を例えば1辺の長さ10mmの正方形とし、ロッドインテグレータ3の開口幅を例えば3mmとする。
The light exit surface of the
この構成において、ロッドインテグレータ3の光入射面を含む平面23上に形成される1次光源像22の格子間隔は、ロッドインテグレータ3の開口幅と等しくなる。また、出射レンズ4と重ね合わせレンズ5とによって定まる1次光源像22に対する2次光源像24の倍率を1倍とし、2次光源像24の間隔を1次光源像22の間隔と等しくすることによって、2次光源像(実像)の格子間隔も、ロッドインテグレータ3の開口幅と等しくさせる。
In this configuration, the lattice spacing of the primary light source image 22 formed on the plane 23 including the light incident surface of the
図6は、偏光変換部材7a、7bの配置と波長選択性偏光変換素子15a、15b、15c、15dの幅および間隔とを説明する図である。図6(a)は2次光源像24と偏光変換部材7aとを照明光の光路に沿う方向に見た平面図である。また、図6(b)は、図6(a)と同じ高さ位置から見た偏光変換部材7a、7bの側面図である。前述のようにランプ1の2次光源像24は2次元の格子点状である。そこで、偏光変換部材7a、7bの波長選択性偏光変換素子15a、15b、15c、15dの幅および間隔を、2次光源像24の各光源像の間隔と等しくし、偏光変換部材7bの移動量(図6における上下方向の移動量)もこれと同じ大きさとする。また、偏光変換部材7a、7bは、図3(a)および図3(b)の状態で、各光源像24が、波長選択性偏光変換素子15a、15b、15c、15dの素子の幅の中央付近に位置するようにする。
FIG. 6 is a diagram for explaining the arrangement of the
以上のことから、波長選択性偏光変換素子15a、15b、15c、15dの幅および間隔を、本実施の形態では3mmとする。このため、移動量が大きくピエゾ素子では対応できないため、図4のアクチュエータ20はピエゾ素子ではなくモータを使用する。
From the above, the width and interval of the wavelength selective
以上のような構成によって、本実施の形態では、第1実施の形態と同様に、偏光変換部材7bを駆動することにより、波長選択性偏光変換素子15a、15b、15c、15dを設けた偏光変換部材7a、7bを相対移動させて、ランプ1から出射された照明光の青色光と緑色光の偏光方向を順次切り替える。このとき、本実施の形態ではランプ1からの2次光源像24が点像となっているので、偏光変換部材7bの移動に伴い波長選択性偏光変換素子15c、15dがこの光源の点像を横切るのに要する時間が短く、すなわち、短時間に偏光方向が回転する。これにより、青色光および緑色光について、偏光方向が回転している部分と回転していない部分とが混在する時間を短くでき、偽色の発生を有効に防止できる。その他の動作は第1実施の形態と同様である。
With the configuration as described above, in the present embodiment, similarly to the first embodiment, the
以上説明したように、本実施の形態によれば、偏光変換部材7a、7bを2次光源像24が形成される平面25に略一致するように配置したので、第1実施の形態と比べ、波長選択性偏光変換素子15a、15b、15c、15dの幅および間隔を広くしながら、第1実施の形態と同様の効果を得ることができる。また、波長選択性偏光変換素子15a、15b、15c、15dの幅および間隔が広いので、偏光変換部材7a、7bの製作が容易であり、アクチュエータとして高価なピエゾ素子に代えてより安価なモータを使用でき、かつ、第1実施の形態のように100μm程度の微細な精度を要求されないので、より容易に装置を製作することが可能となる。
As described above, according to the present embodiment, since the
(第3実施の形態)
図7は、本発明の第3実施の形態における光学系を説明するための図である。本実施の形態は、第2の実施の形態において、偏光変換部材7a、7bの入射側の構成を、フライアイレンズを用いた構成に変更したものである。図7は、ランプ1からDMD12a、12bに至る照明光学系の概略構成を示し、以下において特に記載しない構成要素については、第2実施の形態と同様である。
(Third embodiment)
FIG. 7 is a diagram for explaining an optical system according to the third embodiment of the present invention. In the second embodiment, the configuration on the incident side of the
本実施の形態は、第2実施の形態のリフレクタ2、ロッドインテグレータ3、出射レンズ4、重ねあわせレンズ5、偏光板6に代えて、ランプ1からの光をほぼ平行光となるように反射するリフレクタ2、フライアイレンズ31、このフライアイレンズ31で屈折された各光束が1次光源像32を同一平面33上に形成するように集光した後に入射するフライアイレンズ34、このフライアイレンズ34を出射した光をP偏光とS偏光の2つの光に分離するPS偏光分離変換素子35、PS偏光分離変換素子35から出射されたP偏光をS偏光に変換するためのλ/2板36、λ/2板を出射した光を2次光源像39へ集光させるレンズ系であるフライアイレンズ37とを含んで構成される。この構成は、図1のロッドインテグレータ3と同様に、表示画像の照度を均一にするため用いられる。また、PS偏光分離変換素子35およびλ/2板36は、偏光変換手段を構成している。本実施の形態においても、第2実施の形態と同様に、2次光源像38が形成される平面39に略一致させて、偏光変換部材7a、7bを配置する。なお、図7では偏光変換部材7a、7bは平面39を挟むように配置されているが、両者が近接していれば、偏光変換部材7a、7bを共に平面39の入射側あるいは出射側に配置しても良い。
In this embodiment, instead of the
また、ランプ1から出射した光が、2次光源像38に形成する各光源像の間隔は、フライアイレンズのレンズ配列によって定まる。第2実施の形態と同様に、偏光変換部材7a、7bの波長選択性偏光変換素子15a、15b、15c、15dの幅および間隔を、2次光源像38の各光源像の間隔と同じ値となるようにする。したがって、本実施の形態では、フライアイレンズの配列によって、波長選択性偏光変換素子15a、15b、15c、15dの幅と間隔が決定される。
Further, the interval between the light source images formed by the light emitted from the lamp 1 in the secondary
次に本実施の形態の作用を説明する。図1のランプ1を出射した白色光は、リフレクタ2で反射され略平行光となり、1組のフライアイレンズ31、34により光路が分割される。この分割された白色光は、PS偏光分離素子により、P偏光とS偏光とに分離され、さらに、P偏光はλ/2板36を通過してS偏光となって、上記PS偏光分離素子を出射したS偏光と並列にフライアイレンズ37を通過し、2次光源像38の近傍で、偏光変換部材7a、7bに入射する。このとき、前述したように、PS偏光分離変換素子35とλ/2板36とによって、この入射光はS偏光のみとなっている。従って、本実施の形態では偏光板6を必要としない。照明光が、偏光変換部材7a、7bに入射した後の作用は、第2実施の形態と同様である。
Next, the operation of this embodiment will be described. The white light emitted from the lamp 1 in FIG. 1 is reflected by the
本実施の形態では、第2実施の形態と同様に、ランプ1からの2次光源像38が点像となっているので、波長選択性偏光変換素子15a、15b、15c、15dがこの光源の点像を横切るのに要する時間が短く、すなわち、短時間に偏光方向が回転する。これにより、青色光および緑色光において、偏光方向が回転している部分と回転していない部分とが混在する時間を短くでき、偽色の発生を有効に防止できる。
In the present embodiment, since the secondary
以上説明したように、本実施の形態によれば、2次光源像38が形成される平面39に略一致させて、偏光変換部材7a、7bを配置したので、波長選択性偏光変換素子15a、15b、15c、15dの幅および間隔を広くしつつ偽色の発生を防止することができ、第2実施の形態と同様の効果が得られる。
As described above, according to the present embodiment, since the
(第4実施の形態)
図8は、本発明の第4実施の形態に係る画像投影装置の模式図である。第1実施の形態において偏光板6が、S偏光のみ透過する偏光板であったのに対し、本実施の形態の偏光板6は、P偏光のみ透過する偏光板である。また、第1実施の形態のPBS8に代えて、色分離合成プリズム41を配置し、さらに、BPF10、λ/4板11a、11bを設けていない。他の構成は第1実施の形態と同様であり、以下に特に記載しない限り第1実施の形態と同様の作用をする。
(Fourth embodiment)
FIG. 8 is a schematic diagram of an image projection apparatus according to the fourth embodiment of the present invention. In the first embodiment, the
ここで、色分離合成プリズム41は、2つの直角プリズムの斜面を接合し、その接合面にダイクロイック膜42と偏光合成膜43とを、重なり合わないようにそれぞれ設けたものである。図8に示すように、照明光の光軸の色分離合成プリズム41に対する傾きを利用して、色分離合成プリズム41内で、DMD12a、12bへの照明光はダイクロイック膜42を透過または反射し、DMD12a、12bで反射された変調光は偏光合成膜43を透過または反射するように、ダイクロイック膜42と偏光合成膜43とを配置する。ここで、ダイクロイック膜42は、赤色光を反射し、青色光と緑色光を透過する特性を有する。また。偏光合成膜43は、S偏光を反射し、P偏光を透過させる特性を有する。
Here, the color separation /
次に本実施の形態の作用を説明する。ランプ1を出射した光は、第1実施の形態と同様にリフレクタ2で反射され、ロッドインテグレータ3、出射レンズ4、重ね合わせレンズ5を経て偏光板6に入射し、この偏光板6を透過した光はP偏光となり、偏光変換部材7aに入射する。
Next, the operation of this embodiment will be described. The light emitted from the lamp 1 is reflected by the
図9は偏光変換部材7a、7bの配置と赤(R)、緑(G)、青(B)の各色光の偏光方向との関係を示す説明図である。この図9において、偏光変換部材7a、7bが図9(a)の状態の場合には、P偏光の入射白色光は、図3(a)の場合と同様に青色光のみが偏光方向を90度回転されて、この場合はS偏光となって出射し、赤色光と緑色光の出射光の偏光方向はP偏光のまま変化しない。一方、偏光変換部材7a、7bが図9(b)の状態の場合には、P偏光の入射白色光は、図3(b)の場合と同様に緑色光のみが偏光方向を90度回転されて、この場合はS偏光となって出射し、赤色光と青色光の出射光の偏光方向はP偏光のまま変化しない。
FIG. 9 is an explanatory diagram showing the relationship between the arrangement of the
また、図4における画像切り替え回路18は、図9(a)の構成では青画素処理回路17bの出力信号を表示素子ドライバ21aに送信し、図9(b)の構成では緑画素処理回路17gの出力信号を表示素子ドライバ21bに送信するように制御される。
The image switching circuit 18 in FIG. 4 transmits the output signal of the blue
上記の偏光変換部材7a、7bが図9(a)の状態の場合、偏光変換部材7bを出射した照明光は、図8の色分離合成プリズム41に入射する。この照明光のうち、青色光と緑色光はダイクロイック膜42を透過して、フィールドレンズ9aを経てDMD12aを照明し、このDMD12aで、図4の青画素処理回路17bの出力信号によって変調されて反射されフィールドレンズ9aを経て、色分離合成プリズム41の偏光合成膜43に入射する。この偏光合成膜43において、P偏光の緑色光は透過され、S偏光の青色光のみが反射されて投影レンズ13を経て、図示しないスクリーン上に所望の画像の青色成分を投影する。また、色分離合成プリズム41に入射した照明光のうち赤色光は、ダイクロイック膜42で反射され、フィールドレンズ9bを経てDMD12bを照射し、このDMD12bで、図4の赤画素処理回路17rの出力信号によって変調されて反射され、フィールドレンズ9bを経て、色分離合成プリズム41の偏光合成膜43に入射する。この偏光合成膜43において、P偏光の赤色光は透過されて、投影レンズ13を経て図示しないスクリーン上に所望の画像の赤色成分を投影する。
When the
次に、偏光変換部材7a、7bが、図9(b)の状態の場合には、偏光変換部材7bを出射した照明光は、青色光がP偏光となり、緑色光がS偏光となる。この場合は、上述の図9(a)の状態の場合において、青色光と緑色光とが入れ替わったものと同様の動作をする。したがって、この場合は図示しないスクリーン上に所望の画像の緑色成分と赤い色成分とを投影する。
Next, when the
そして、偏光変換部材7a、7bのこの図9(a)の配置と図9(b)の配置は、第1実施の形態と同様に、図4におけるコントローラ16の制御の元で、高速に切り替えられるので、赤と青および赤と緑の2つの色光による図示しないスクリーンへの画像投影が、高速で切り替えられ、視覚的には赤、緑、青の3原色を合成した所望の投影画像が得られる。
9A and 9B of the
以上説明したように、本実施の形態では、色分離合成プリズム41を設けて照明光の色分離および変調光の色合成を行うようにしたので、BPF10、λ/4板11a、11bを使用しないより単純な構成で、第1実施の形態と同様の効果を得ることができる。
As described above, in the present embodiment, since the color separation /
なお、本発明は、上記実施の形態にのみ限定されるものではなく、幾多の変形または変更が可能である。たとえば、反射型画像表示素子としては、デジタル・マイクロミラー・デバイス(DMD)を用いたが、他の反射型画像表示素子、例えば反射型の液晶素子を使用しても良い。 In addition, this invention is not limited only to the said embodiment, Many deformation | transformation or a change is possible. For example, a digital micromirror device (DMD) is used as the reflective image display element, but other reflective image display elements, such as a reflective liquid crystal element, may be used.
また、上述の各実施例では、偏光変換部材7a、7bのうち、出射側に位置する偏光変換部材7bのみを駆動させるようにしたが、入射側の偏光変換部材7aのみを駆動させても良い。あるいは、偏光変換部材7a、7bの双方を駆動させて、相対的に所望の平行移動量が得られるようにしても良い。
Further, in each of the above-described embodiments, only the
さらに、偏光変換部材は、青色光と緑色光の偏光方向を回転させるものとしたが、青色光と赤色光または緑色光と赤色光の偏光方向を回転させるものとしても良い。この場合、使用される色光の組み合わせに応じて、例えば第1実施の形態では、バンドパスフィルタ10の特性や、コントローラ16の画像切り替え回路18の接続を変更することが必要である。
Further, although the polarization conversion member rotates the polarization direction of blue light and green light, the polarization conversion member may rotate the polarization direction of blue light and red light or green light and red light. In this case, in the first embodiment, for example, in the first embodiment, it is necessary to change the characteristics of the
光源は、キセノンランプなどの白色光源としたが、高圧水銀ランプやメタルハライドランプなどの他の白色ランプでも良く、また、白色LEDや白色レーザーを使用しても良い。 The light source is a white light source such as a xenon lamp, but another white lamp such as a high-pressure mercury lamp or a metal halide lamp may be used, and a white LED or white laser may be used.
1 ランプ
2 リフレクタ
3 ロッドインテグレータ
4 出射レンズ
5 重ね合わせレンズ
6 偏光板
7a、7b 偏光変換部材
8 偏光ビームスプリッタ(PBS)
9a フィールドレンズ
9b フィールドレンズ
10 バンドパスフィルタ(BPF)
11a、11b λ/4板
12a、12b デジタル・マイクロミラー・デバイス(DMD)
13 投影レンズ
14a、14b 透明基板
15a、15b、15c、15d 波長選択性偏光変換素子
16 コントローラ
17r 赤画素処理回路
17g 青画素処理回路
17b 緑画素処理回路
18 画像切り替え回路
19 駆動用ドライバ
20 アクチュエータ
21a、21b 表示素子ドライバ
22 1次光源像
23 平面
24 2次光源像
25 平面
31 フライアイレンズ
32 1次光源像
33 平面
34 フライアイレンズ
35 PS偏光分離変換素子
36 λ/2板
37 フライアイレンズ
38 2次光源像
39 平面
41 色分離合成プリズム
42 ダイクロイック膜
43 偏光合成膜
101 光源
102 楕円鏡
103 カラーホイール
103a シアンの光を透過させる領域
103b マゼンダの光を透過させる領域
104 ガラスロッド
105 照明レンズ
106 フィールドレンズ
107 偏光板
108 偏光制御素子
109 偏光ビームスプリッタ(PBS)
110−1、110−2、110−3 反射型液晶表示素子
112 偏光制御素子
113 偏光板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
11a, 11b λ / 4
13
110-1, 110-2, 110-3 Reflective liquid
Claims (5)
該第1の偏光変換部材と対向して配置され、前記所定の幅と前記所定の間隔を有する前記第1の波長選択性偏光変換素子、および、前記所定の幅と前記所定の間隔を有する前記第2の波長選択性偏光変換素子を、光軸方向に見て同一位置に配置した第2の偏光変換部材とを備え、
前記第1の偏光変換部材と前記第2の偏光変換部材との相対位置を、前記所定の幅だけずらすように、前記第1の偏光変換部材と前記第2の偏光変換部材とを相対的に往復移動させることにより、前記第1の波長を有する光の偏光方向および前記第2の波長を有する光の偏光方向を直交させて、順次90度回転させるように構成したことを特徴とする偏光変換装置。 A first wavelength-selective polarization conversion element having a predetermined width for rotating the polarization direction of light having the first wavelength by 90 degrees, a predetermined interval substantially equal to the predetermined width, and light having the second wavelength First polarization conversion members in which the second wavelength-selective polarization conversion elements having the predetermined width and the predetermined interval for rotating the polarization direction are alternately arranged as viewed in the optical axis direction;
The first wavelength-selective polarization conversion element that is disposed to face the first polarization conversion member and has the predetermined width and the predetermined interval, and the predetermined width and the predetermined interval A second polarization conversion member disposed at the same position when viewed in the optical axis direction, the second wavelength selective polarization conversion element,
The first polarization conversion member and the second polarization conversion member are relatively moved such that the relative position between the first polarization conversion member and the second polarization conversion member is shifted by the predetermined width. Polarization conversion characterized in that the polarization direction of light having the first wavelength and the polarization direction of light having the second wavelength are orthogonally crossed and rotated sequentially by 90 degrees by reciprocating. apparatus.
前記光源と前記光分離合成手段との間に設けられ、前記第1の波長を有する光の偏光方向を90度回転させる所定の幅及び該所定の幅と略等しい所定の間隔を有する第1の波長選択性偏光変換素子、および、前記第2の波長を有する光の偏光方向を90度回転させる前記所定の幅と前記所定の間隔を有する第2の波長選択性偏光変換素子を、光軸方向に見て交互に配置した第1の偏光変換部材と、該第1の偏光変換部材と対向して配置され、前記所定の幅と前記所定の間隔を有する前記第1の波長選択性偏光変換素子、および、前記所定の幅と前記所定の間隔を有する第2の波長選択性偏光変換素子を、光軸方向に見て同一位置に配置した第2の偏光変換部材とを備える偏光変換装置と、
前記第1の偏光変換部材と前記第2の偏光変換部材との相対位置を、前記所定の幅だけずらすように、前記第1の偏光変換部材と前記第2の偏光変換部材とを相対的に往復移動させて、前記第1の波長を有する光の偏光方向および前記第2の波長を有する光の偏光方向を直交させて、順次90度回転させる駆動手段と、
前記光分離合成手段と前記2つの反射型表示素子のいずれか一方との間に設けられた、前記第3の波長を有する光のみを透過させるフィルタとを有し、
前記駆動手段による前記第1の偏光変換部材と前記第2の偏光変換部材との相対的往復移動に同期して、前記光分離合成手段により、前記2つの反射型表示素子の一方には、前記フィルタを介して前記第3の波長を有する光を入射させ、前記2つの反射型表示素子の他方には、前記第1の波長を有する光または前記第2の波長を有する光を選択的に入射させて、前記第1の波長を有する光の変調光と前記第3の波長を有する光の変調光、または、前記第2の波長を有する光の変調光と前記第3の波長を有する光の変調光とを合成して投影するよう構成したこと
を特徴とする画像投影装置。 A light source that emits illumination light including light having a first wavelength, light having a second wavelength, and light having a third wavelength, and the illumination light from the light source is modulated and reflected based on an image signal Two reflective display elements and light separating / synthesizing means for separating the illumination light from the light source and making it incident on the two reflective display elements and combining the modulated light modulated by the two reflective display elements And projecting the modulated light synthesized by the light separating and synthesizing means,
A first width is provided between the light source and the light separating and combining unit, and has a predetermined width for rotating the polarization direction of the light having the first wavelength by 90 degrees and a predetermined interval substantially equal to the predetermined width. A wavelength-selective polarization conversion element, and a second wavelength-selective polarization conversion element having the predetermined width and the predetermined interval for rotating the polarization direction of the light having the second wavelength by 90 degrees. And the first wavelength-selective polarization conversion element disposed opposite to the first polarization conversion member and having the predetermined width and the predetermined interval. And a polarization conversion device comprising: a second polarization conversion member having the second wavelength-selective polarization conversion element having the predetermined width and the predetermined interval arranged at the same position when viewed in the optical axis direction;
The first polarization conversion member and the second polarization conversion member are relatively moved such that the relative position between the first polarization conversion member and the second polarization conversion member is shifted by the predetermined width. Driving means for reciprocally moving the optical axis so that the polarization direction of the light having the first wavelength and the polarization direction of the light having the second wavelength are orthogonal to each other, and sequentially rotating by 90 degrees;
A filter provided between the light separating / combining means and one of the two reflective display elements and transmitting only light having the third wavelength;
In synchronism with the relative reciprocation of the first polarization conversion member and the second polarization conversion member by the driving unit, the light separation / combination unit causes the one of the two reflective display elements to Light having the third wavelength is incident through a filter, and light having the first wavelength or light having the second wavelength is selectively incident on the other of the two reflective display elements. The modulated light of the light having the first wavelength and the modulated light of the light having the third wavelength, or the modulated light of the light having the second wavelength and the light having the third wavelength. An image projecting apparatus configured to synthesize and project modulated light.
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