JP2010096843A - Total reflection prism and projector - Google Patents

Total reflection prism and projector Download PDF

Info

Publication number
JP2010096843A
JP2010096843A JP2008265402A JP2008265402A JP2010096843A JP 2010096843 A JP2010096843 A JP 2010096843A JP 2008265402 A JP2008265402 A JP 2008265402A JP 2008265402 A JP2008265402 A JP 2008265402A JP 2010096843 A JP2010096843 A JP 2010096843A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
prism
optical surface
light
incident
total reflection
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2008265402A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuji Hyakumura
和司 百村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Olympus Corp filed Critical Olympus Corp
Priority to JP2008265402A priority Critical patent/JP2010096843A/en
Publication of JP2010096843A publication Critical patent/JP2010096843A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
  • Projection Apparatus (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a total reflection prism in which transmissivity properties to an incidence angle less than a critical angle are improved without exerting influence on reflectivity properties to an incidence angle equal to or more than a critical angle. <P>SOLUTION: In the total reflection prism 10 where the first optical face 11a of a first prism 11 and the second optical face 12a of a second prism 12 are confronted via an air gap 13, each of the first optical face 11a and the second optical face 12a is acted as a total reflection face or a transmission face in accordance with the incidence angle of light in the corresponding first prism 11 and second prism 12, total reflection light is emitted from the corresponding first prism 11 or second prism 12, the transmission light of the first optical face 11a is passed through the air gap 13, is made incident on the second prism 12 from the second optical face 12a, and is emitted, and the transmission light of the second optical face 12a is passed through the air gap 13, is made incident on the first prism 11 from the first optical face 11a, and is emitted, at least either the first optical face 11a or the second optical face 12a is provided with an antireflective film 14. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、全反射プリズム、およびこれを用いる投影装置に関するものである。   The present invention relates to a total reflection prism and a projection apparatus using the same.

従来、全反射プリズムとして、2つの三角柱状のプリズムを有し、それらの各1面を、エアギャップを介して平行に対向させて配置してなるTIR(Total Internal Reflection)プリズムが知られている。   Conventionally, there is known a TIR (Total Internal Reflection) prism having two triangular prisms as total reflection prisms, each of which is disposed so as to face each other in parallel via an air gap. .

また、このようなTIRプリズムを用いる投影装置として、例えば図5に示すような構成の投影装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。   Further, as a projection apparatus using such a TIR prism, for example, a projection apparatus having a configuration as shown in FIG. 5 is known (see, for example, Patent Document 1).

図5に示す投影装置は、光源101からの照明光を、インテグレータ素子102および照明レンズ103を経てTIRプリズム104に入射させて、該TIRプリズム104を透過させ、このTIRプリズム104を透過した照明光を、反射型の空間光変調素子であるデジタルマイクロミラーデバイス(DMD)105に入射させている。また、DMD105により表示画像に応じて空間変調された投影光(DMD105のオン光)は、TIRプリズム104に入射させて、該TIRプリズム104で全反射させ、この全反射された投影光をスクリーン106に投影表示するようにしている。   The projection apparatus shown in FIG. 5 causes illumination light from the light source 101 to enter the TIR prism 104 through the integrator element 102 and the illumination lens 103, transmit the TIR prism 104, and transmit the illumination light transmitted through the TIR prism 104. Is incident on a digital micromirror device (DMD) 105 which is a reflective spatial light modulator. Also, the projection light spatially modulated by the DMD 105 in accordance with the display image (ON light of the DMD 105) is incident on the TIR prism 104 and totally reflected by the TIR prism 104, and this totally reflected projection light is screen 106. Is projected on the screen.

TIRプリズム104は、それぞれ三角柱状の第1プリズム111および第2プリズム112を有し、第1プリズム111の光学面111aと、第2プリズム112の光学面112aとをエアギャップ113を介して平行に対向させて、第1プリズム111および第2プリズム112が配置されている。   The TIR prism 104 includes a first prism 111 and a second prism 112 each having a triangular prism shape, and the optical surface 111a of the first prism 111 and the optical surface 112a of the second prism 112 are parallel to each other via an air gap 113. A first prism 111 and a second prism 112 are arranged to face each other.

図5に示す投影装置においては、照明レンズ103を経た照明光を、第1プリズム111の光学面111bから光学面111aに臨界角未満の入射角度で入射させることにより、光学面111aを透過させ、該光学面111aを透過した照明光を、エアギャップ113を経て第2プリズム112の光学面112aから該第2プリズム112内に入射させることにより、第2プリズム112の光学面112bから出射させてDMD105に導くようにしている。   In the projection device shown in FIG. 5, the illumination light passing through the illumination lens 103 is incident on the optical surface 111a from the optical surface 111b of the first prism 111 at an incident angle less than the critical angle, thereby transmitting the optical surface 111a. The illumination light transmitted through the optical surface 111a is incident on the second prism 112 from the optical surface 112a of the second prism 112 through the air gap 113, and is emitted from the optical surface 112b of the second prism 112 to obtain the DMD 105. To guide you to.

また、DMD105からの投影光は、第2プリズム112の光学面112bに対して、照明光の出射角度とは異なる入射角度で入射させて、光学面112aに臨界角以上の入射角度で入射させることにより、該光学面112aで全反射させて、第2プリズム112の光学面112cから出射させるようにしている。   Further, the projection light from the DMD 105 is incident on the optical surface 112b of the second prism 112 at an incident angle different from the emission angle of the illumination light, and is incident on the optical surface 112a at an incident angle greater than the critical angle. Thus, the light is totally reflected by the optical surface 112a and emitted from the optical surface 112c of the second prism 112.

このように、TIRプリズム104を用いて、光学面111aに対する照明光の入射角度、および光学面112aに対する投影光の入射角度を適切に設定することにより、TIRプリズム104において、照明光束と投影光束とを重畳させて、両者を分離することができ、投影装置の小型化を図ることが可能となる。   As described above, the TIR prism 104 is used to appropriately set the incident angle of the illumination light with respect to the optical surface 111a and the incident angle of the projection light with respect to the optical surface 112a. Can be separated from each other, and the projector can be miniaturized.

米国特許第6880935号明細書US Pat. No. 6,880,935

ところで、TIRプリズムは、屈折率の高い光学部材(プリズム)側から、屈折率の低い空気(エアギャップ)側へ光を入射させることにより、その入射角度に応じて、光を全反射または透過させるようにしている。ここで、プリズムの屈折率をn、エアギャップの屈折率を1とすると、臨界角(全反射角)θcは、θc=arcsin(1/n)、で与えられる。したがって、入射角度を臨界角θc以上として光を入射させれば、入射光を全反射させることができ、臨界角θc未満で入射させれば、入射光を透過させることができる。   By the way, a TIR prism causes light to be totally reflected or transmitted according to the incident angle by making light incident on an air (air gap) side having a low refractive index from an optical member (prism) side having a high refractive index. I am doing so. Here, if the refractive index of the prism is n and the refractive index of the air gap is 1, the critical angle (total reflection angle) θc is given by θc = arcsin (1 / n). Therefore, if light is incident with the incident angle being equal to or greater than the critical angle θc, the incident light can be totally reflected. If incident light is less than the critical angle θc, the incident light can be transmitted.

しかしながら、本発明者による実験によると、従来のTIRプリズムは、光を反射させる場合には、入射角度を臨界角以上として、全反射を利用するので、ほぼ100%の反射率を得ることができるが、入射角度を臨界角未満として、光を透過させる場合には、十分な透過率が得られないことがわかった。   However, according to experiments by the present inventor, when reflecting light, the conventional TIR prism uses total reflection with the incident angle being equal to or greater than the critical angle, so that a reflectance of almost 100% can be obtained. However, it was found that when the incident angle is less than the critical angle and light is transmitted, sufficient transmittance cannot be obtained.

図6は、本発明者が実験した従来のTIRプリズムにおける可視光領域での反射率特性を示すもので、屈折率が1.65のプリズムを用いた場合を示している。なお、図6において、実線はP偏光成分を示し、破線はS偏光成分を示している。この場合、臨界角θcは、37度付近となり、臨界角θc以上の入射角度では、P偏光およびS偏光ともに、ほぼ100%の反射率が得られているが、入射角度を臨界角未満として、光を透過させる場合には、特にS偏光については、臨界角近傍においても、反射率が十分低下せず、十分な透過率が得られていないことがわかる。   FIG. 6 shows the reflectance characteristics in the visible light region of the conventional TIR prism that the present inventors have experimented, and shows a case where a prism having a refractive index of 1.65 is used. In FIG. 6, the solid line indicates the P-polarized component, and the broken line indicates the S-polarized component. In this case, the critical angle θc is around 37 degrees, and at the incident angle greater than the critical angle θc, almost 100% reflectance is obtained for both P-polarized light and S-polarized light. In the case of transmitting light, particularly with respect to S-polarized light, it can be seen that the reflectance is not sufficiently lowered even in the vicinity of the critical angle, and a sufficient transmittance is not obtained.

このため、入射角度を臨界角未満として、光を透過させる場合には、光量損失が生じ、光の利用効率が低下することになる。特に、TIRプリズムの場合には、エアギャップを介して非常に接近した2つの光学面を透過することになるため、光量損失はさらに著しくなる。   For this reason, when the incident angle is less than the critical angle and the light is transmitted, a light amount loss occurs, and the light use efficiency decreases. In particular, in the case of a TIR prism, the light quantity loss becomes further remarkable because the light passes through two optical surfaces that are very close to each other through an air gap.

また、図5に示したようなDMDを用いる投影装置の場合、DMDに入射する照明光とDMDから反射される投影光(オン光)との成す角度は、DMDによって決定され、十分大きく確保するのが困難である。このため、TIRプリズムにおいては、照明光の入射角度と投影光の入射角度とが、一般には接近していることから、例えば、照明光の入射角度と投影光の入射角度との中間に臨界角が位置するように、TIRプリズムおよびDMDを配置して投影装置を構成すると、図5の場合には、照明光の入射角度が臨界角の近傍となって、照明光の光量損失が大きくなり、十分な明るさの投影光が得られなくなる。その結果、光量の大きな光源が必要となって、装置の大型化やコストアップを招くことが懸念される。このような問題は、反射型の空間光変調素子として、LCOS(Liquid Crystal On Silicon)を用いる場合にも、同様に生じるものである。   In the case of a projection apparatus using a DMD as shown in FIG. 5, the angle formed between the illumination light incident on the DMD and the projection light (ON light) reflected from the DMD is determined by the DMD and secured sufficiently large. Is difficult. For this reason, in the TIR prism, since the incident angle of the illumination light and the incident angle of the projection light are generally close to each other, for example, the critical angle is intermediate between the incident angle of the illumination light and the incident angle of the projection light. In the case of FIG. 5, the incident angle of the illumination light is in the vicinity of the critical angle, and the light quantity loss of the illumination light is increased. Projection light with sufficient brightness cannot be obtained. As a result, a light source with a large amount of light is required, and there is a concern that the apparatus may be increased in size and cost. Such a problem also occurs when LCOS (Liquid Crystal On Silicon) is used as the reflective spatial light modulator.

したがって、上記の点に鑑みてなされた本発明の第1の目的は、臨界角以上の入射角度に対する反射率特性に影響を与えることなく、臨界角未満の入射角度に対する透過率特性を向上でき、光量損失を低減できる全反射プリズムを提供することにある。   Therefore, the first object of the present invention made in view of the above points can improve the transmittance characteristics for incident angles below the critical angle without affecting the reflectance characteristics for incident angles greater than the critical angle, An object of the present invention is to provide a total reflection prism capable of reducing light loss.

さらに、本発明の第2の目的は、上記の全反射プリズムを用いることで、光の利用効率を向上でき、装置の小型化およびコストダウンが図れる投影装置を提供することにある。   Furthermore, a second object of the present invention is to provide a projection apparatus that can improve the light use efficiency by using the total reflection prism and can reduce the size and cost of the apparatus.

上記第1の目的を達成する請求項1に係る全反射プリズムの発明は、
第1プリズムの第1光学面と、第2プリズムの第2光学面とをエアギャップを介して対向させて、前記第1プリズムおよび前記第2プリズムを配置してなり、前記第1光学面および前記第2光学面の各々は、対応する前記第1プリズムおよび前記第2プリズム内での光線の入射角度に応じて全反射面または透過面として作用させて、全反射光は、対応する前記第1プリズムまたは前記第2プリズムから出射させ、前記第1光学面の透過光は、前記エアギャップを経て前記第2光学面から前記第2プリズムに入射させて、該第2プリズムから出射させ、前記第2光学面の透過光は、前記エアギャップを経て前記第1光学面から前記第1プリズムに入射させて、該第1プリズムから出射させる全反射プリズムにおいて、
前記第1光学面または前記第2光学面の少なくとも一方に、反射防止膜を設けたことを特徴とするものである。
The invention of the total reflection prism according to claim 1, which achieves the first object,
The first optical surface of the first prism and the second optical surface of the second prism are opposed to each other via an air gap, and the first prism and the second prism are arranged, and the first optical surface and Each of the second optical surfaces acts as a total reflection surface or a transmission surface according to the incident angle of the light beam in the corresponding first prism and second prism, and the total reflection light corresponds to the corresponding first prism. The first prism or the second prism emits light, and the transmitted light of the first optical surface enters the second prism from the second optical surface through the air gap, and is emitted from the second prism. The transmitted light of the second optical surface is incident on the first prism from the first optical surface through the air gap, and is emitted from the first prism.
An antireflection film is provided on at least one of the first optical surface and the second optical surface.

請求項2に係る発明は、請求項1に記載の全反射プリズムにおいて、
前記第1光学面および前記第2光学面の双方に、前記反射防止膜を設けたことを特徴とするものである。
The invention according to claim 2 is the total reflection prism according to claim 1,
The antireflection film is provided on both the first optical surface and the second optical surface.

さらに、上記第2の目的を達成する請求項3に係る投影装置の発明は、
照明光を出射する光源と、
第1プリズムの第1光学面と、第2プリズムの第2光学面とをエアギャップを介して対向させて、前記第1プリズムおよび前記第2プリズムを配置してなり、前記第1光学面または前記第2光学面の少なくとも一方に、反射防止膜を設けた全反射プリズムと、
前記光源からの照明光を表示画像に応じて空間変調して、入射光方向とは異なる方向に投影光として反射させる反射型の空間光変調素子とを有し、
前記光源からの照明光を、前記第1プリズムに入射させて、前記第1光学面に臨界角未満の入射角度で入射させ、該第1光学面を透過する照明光を、前記第1光学面または前記第2光学面の少なくとも一方に設けた前記反射防止膜および前記エアギャップを経て前記第2光学面から前記第2プリズムに入射させて、該第2プリズムから出射される照明光を前記空間光変調素子に導き、
前記空間光変調素子からの投影光を、前記第2プリズムに入射させて、前記第2光学面に臨界角以上の入射角度で入射させ、該第2光学面で全反射されて前記第2プリズムから出射される投影光を投影する、ように構成したことを特徴とするものである。
Furthermore, the invention of the projection apparatus according to claim 3 for achieving the second object is as follows:
A light source that emits illumination light;
The first optical surface of the first prism and the second optical surface of the second prism are opposed to each other through an air gap, and the first prism and the second prism are arranged. A total reflection prism provided with an antireflection film on at least one of the second optical surfaces;
A reflective spatial light modulation element that spatially modulates illumination light from the light source according to a display image and reflects it as projection light in a direction different from the incident light direction;
Illumination light from the light source is incident on the first prism, is incident on the first optical surface at an incident angle less than a critical angle, and illumination light transmitted through the first optical surface is the first optical surface. Alternatively, illumination light emitted from the second prism is incident on the second prism through the antireflection film provided on at least one of the second optical surfaces and the air gap, and is incident on the second prism. Led to the light modulator,
Projection light from the spatial light modulation element is incident on the second prism, is incident on the second optical surface at an incident angle greater than a critical angle, is totally reflected by the second optical surface, and is reflected on the second prism. The projection light emitted from the projector is projected.

請求項4に係る発明は、請求項3に記載の投影装置において、
前記第1光学面に対する照明光の入射角度を、当該第1光学面における照明光の反射率がほぼ最小となる角度に設定したことを特徴とするものである。
The invention according to claim 4 is the projection apparatus according to claim 3,
The incident angle of the illumination light with respect to the first optical surface is set to an angle at which the reflectance of the illumination light on the first optical surface is substantially minimum.

さらに、上記第2の目的を達成する請求項5に係る投影装置の発明は、
照明光を出射する光源と、
第1プリズムの第1光学面と、第2プリズムの第2光学面とをエアギャップを介して対向させて、前記第1プリズムおよび前記第2プリズムを配置してなり、前記第1光学面または前記第2光学面の少なくとも一方に、反射防止膜を設けた全反射プリズムと、
前記光源からの照明光を表示画像に応じて空間変調して、入射光方向とは異なる方向に投影光として反射させる反射型の空間光変調素子とを有し、
前記光源からの照明光を、前記第2プリズムに入射させて、前記第2光学面に臨界角以上の入射角度で入射させ、該第2光学面で全反射される照明光を、前記第2プリズムから出射させて前記空間光変調素子に導き、
前記空間光変調素子からの投影光を、前記第2プリズムに入射させて、前記第2光学面に臨界角未満の入射角度で入射させ、該第2光学面を透過する投影光を、前記第1光学面または前記第2光学面の少なくとも一方に設けた前記反射防止膜および前記エアギャップを経て前記第1光学面から前記第1プリズムに入射させて、該第1プリズムから出射される投影光を投影する、ように構成したことを特徴とするものである。
Furthermore, the invention of the projection device according to claim 5 for achieving the second object is as follows:
A light source that emits illumination light;
The first optical surface of the first prism and the second optical surface of the second prism are opposed to each other through an air gap, and the first prism and the second prism are arranged. A total reflection prism provided with an antireflection film on at least one of the second optical surfaces;
A reflective spatial light modulation element that spatially modulates illumination light from the light source according to a display image and reflects it as projection light in a direction different from the incident light direction;
Illumination light from the light source is incident on the second prism and incident on the second optical surface at an incident angle greater than or equal to a critical angle, and illumination light totally reflected by the second optical surface is converted into the second optical surface. Emitted from the prism and led to the spatial light modulator,
Projection light from the spatial light modulation element is incident on the second prism, is incident on the second optical surface at an incident angle less than a critical angle, and is projected through the second optical surface. Projected light that is incident on the first prism from the first optical surface via the antireflection film and the air gap provided on at least one of the first optical surface and the second optical surface and is emitted from the first prism This is characterized in that it is configured to project.

請求項6に係る発明は、請求項5に記載の投影装置において、
前記第2光学面に対する投影光の入射角度を、当該第2光学面における投影光の反射率がほぼ最小となる角度に設定したことを特徴とするものである。
The invention according to claim 6 is the projection apparatus according to claim 5,
The incident angle of the projection light with respect to the second optical surface is set to an angle at which the reflectance of the projection light on the second optical surface is substantially minimum.

請求項7に係る発明は、請求項3〜6のいずれか一項に記載の投影装置において、
前記全反射プリズムの前記第1光学面および前記第2光学面の双方に、前記反射防止膜を設けたことを特徴とするものである。
The invention according to claim 7 is the projection apparatus according to any one of claims 3 to 6,
The antireflection film is provided on both the first optical surface and the second optical surface of the total reflection prism.

本発明に係る全反射プリズムによれば、第1プリズムの第1光学面、または該第1光学面とエアギャップを介して対向する第2プリズムの第2光学面の少なくとも一方に、反射防止膜を設けたので、第1プリズムおよび第2プリズムを通して光を透過させる場合に、反射防止膜によって透過光の透過率特性を向上でき、光量損失を低減することが可能となる。   According to the total reflection prism of the present invention, an antireflection film is formed on at least one of the first optical surface of the first prism or the second optical surface of the second prism facing the first optical surface via an air gap. Therefore, when light is transmitted through the first prism and the second prism, the transmittance characteristic of the transmitted light can be improved by the antireflection film, and the light amount loss can be reduced.

さらに、本発明に係る投影装置によれば、全反射プリズムにおける透過光の透過率特性を向上して光量損失を低減することができるので、光源からの照明光の利用効率を向上でき、その結果、光源を大型化する必要がなくなるので、装置の小型化およびコストダウンが可能となる。   Furthermore, according to the projection device of the present invention, it is possible to improve the transmittance characteristic of the transmitted light in the total reflection prism and reduce the light amount loss, so that the utilization efficiency of the illumination light from the light source can be improved, and as a result Since there is no need to increase the size of the light source, the apparatus can be reduced in size and cost.

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実施の形態に係る全反射プリズムの構成を模式的に示す図である。この全反射プリズム10は、TIRプリズムを構成するもので、それぞれ三角柱状の第1プリズム11および第2プリズム12を有する。第1プリズム11および第2プリズム12は、第1プリズム11の第1光学面である光学面11aと、第2プリズム12の第2光学面である光学面12aとを、エアギャップ13を介して平行に対向させて配置する。
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration of a total reflection prism according to the first embodiment of the present invention. The total reflection prism 10 constitutes a TIR prism and includes a first prism 11 and a second prism 12 each having a triangular prism shape. The first prism 11 and the second prism 12 include an optical surface 11 a that is a first optical surface of the first prism 11 and an optical surface 12 a that is a second optical surface of the second prism 12 via an air gap 13. Arrange them to face each other in parallel.

本実施の形態では、エアギャップ13を介して平行に対向する第1プリズム11の光学面11aと、第2プリズム12の光学面12aとに、可視光領域の透過光の反射を防止するように、それぞれ反射防止膜14を形成する。   In the present embodiment, reflection of transmitted light in the visible light region is prevented by the optical surface 11a of the first prism 11 and the optical surface 12a of the second prism 12 that are opposed in parallel via the air gap 13. The antireflection film 14 is formed respectively.

反射防止膜14は、例えば、誘電体薄膜を蒸着により複数層積層して構成する。例えば、第1プリズム11および第2プリズム12が、屈折率1.65のガラスからなる場合には、反射防止膜14は、表1に示す屈折率および厚さを有する9層の誘電体薄膜を積層して構成する。なお、表1において、層順は、プリズムからエアギャップ13に向けて1〜9とし、各層は、公知の誘電体材料を用いて、吸収係数0に形成する。   The antireflection film 14 is formed by stacking a plurality of dielectric thin films by vapor deposition, for example. For example, when the first prism 11 and the second prism 12 are made of glass having a refractive index of 1.65, the antireflection film 14 is a nine-layer dielectric thin film having the refractive index and thickness shown in Table 1. It is constructed by stacking. In Table 1, the layer order is 1 to 9 from the prism toward the air gap 13, and each layer is formed to have an absorption coefficient of 0 using a known dielectric material.

Figure 2010096843
Figure 2010096843

このようにして、第1プリズム11の光学面11bまたは光学面11cから第1プリズム11内に入射する光線の内、光学面11aに臨界角未満の入射角度で入射する光線は、該光学面11aに形成した反射防止膜14により反射を防止して、該光学面11aおよび反射防止膜14を透過させ、その透過光を、エアギャップ13を経て、第2プリズム12の光学面12aから、該光学面12aに形成した反射防止膜14により反射を防止して第2プリズム12内に入射させて、第2プリズム12の三角形状に応じて、第2プリズム12の光学面12bまたは光学面12cから出射させる。   In this way, among the light rays that enter the first prism 11 from the optical surface 11b or the optical surface 11c of the first prism 11, light rays that are incident on the optical surface 11a at an incident angle less than the critical angle are incident on the optical surface 11a. Reflection is prevented by the antireflection film 14 formed on the optical surface 11a and transmitted through the optical surface 11a and the antireflection film 14, and the transmitted light is transmitted from the optical surface 12a of the second prism 12 through the air gap 13 to the optical surface. Reflection is prevented by the antireflection film 14 formed on the surface 12a, and the light enters the second prism 12, and is emitted from the optical surface 12b or the optical surface 12c of the second prism 12 according to the triangular shape of the second prism 12. Let

また、第1プリズム11の光学面11bまたは光学面11cから第1プリズム11内に入射する光線の内、光学面11aに臨界角以上の入射角度で入射する光線は、該光学面11aで全反射させて、その反射光を、第1プリズム11の三角形状に応じて、同一の光学面11bまたは光学面11cから、あるいは、光学面11aを除く当該第1プリズム11の他方の光学面11cまたは光学面11bから、出射させる。   Of the light rays that enter the first prism 11 from the optical surface 11b or the optical surface 11c of the first prism 11, light rays that are incident on the optical surface 11a at an incident angle greater than the critical angle are totally reflected by the optical surface 11a. Then, depending on the triangular shape of the first prism 11, the reflected light is sent from the same optical surface 11b or the optical surface 11c, or the other optical surface 11c or the optical surface of the first prism 11 excluding the optical surface 11a. The light is emitted from the surface 11b.

同様に、第2プリズム12の光学面12bまたは光学面12cから第2プリズム12内に入射する光線の内、光学面12aに臨界角未満の入射角度で入射する光線は、該光学面12aに形成した反射防止膜14により反射を防止して、該光学面12aおよび反射防止膜14を透過させ、その透過光を、エアギャップ13を経て、第1プリズム11の光学面11aから、該光学面11aに形成した反射防止膜14により反射を防止して第1プリズム11内に入射させて、第1プリズム11の三角形状に応じて、第1プリズム11の光学面11bまたは光学面11cから出射させる。   Similarly, of the light rays that enter the second prism 12 from the optical surface 12b or the optical surface 12c of the second prism 12, light rays that enter the optical surface 12a at an incident angle less than the critical angle are formed on the optical surface 12a. The antireflection film 14 prevents reflection, transmits the optical surface 12a and the antireflection film 14, and transmits the transmitted light from the optical surface 11a of the first prism 11 through the air gap 13 to the optical surface 11a. The reflection is prevented by the antireflection film 14 formed on the first prism 11 and is incident on the first prism 11, and is emitted from the optical surface 11 b or the optical surface 11 c of the first prism 11 according to the triangular shape of the first prism 11.

また、第2プリズム12の光学面12bまたは光学面12cから第2プリズム12内に入射する光線の内、光学面12aに臨界角以上の入射角度で入射する光線は、該光学面12aで全反射させて、その反射光を、第2プリズム12の三角形状に応じて、同一の光学面12bまたは光学面12cから、あるいは、光学面12aを除く当該第2プリズム12の他方の光学面12cまたは光学面12bから、出射させる。   Of the light rays that enter the second prism 12 from the optical surface 12b or the optical surface 12c of the second prism 12, light rays that enter the optical surface 12a at an incident angle greater than the critical angle are totally reflected by the optical surface 12a. Then, depending on the triangular shape of the second prism 12, the reflected light is transmitted from the same optical surface 12b or the optical surface 12c, or the other optical surface 12c or the optical surface of the second prism 12 excluding the optical surface 12a. The light is emitted from the surface 12b.

図2は、本実施の形態による全反射プリズム10における可視光領域での反射率特性を示すものである。なお、この場合の全反射プリズム10は、第1プリズム11および第2プリズム12が、屈折率1.65のガラスからなり、第1プリズム11の光学面11aおよび第2プリズム12の光学面12aにそれぞれ形成した反射防止膜14は、上記の表1に示した9層の誘電体多層膜からなっている。   FIG. 2 shows the reflectance characteristics in the visible light region in the total reflection prism 10 according to the present embodiment. In the total reflection prism 10 in this case, the first prism 11 and the second prism 12 are made of glass having a refractive index of 1.65, and the optical surface 11a of the first prism 11 and the optical surface 12a of the second prism 12 are arranged on the optical surface 12a. Each of the antireflection films 14 formed is composed of the nine dielectric multilayer films shown in Table 1 above.

本実施の形態によれば、図6に示した従来のTIRプリズムの反射率特性との比較から明らかなように、臨界角以上の入射角度では、従来と同様に、P偏光(実線)およびS偏光(破線)ともに、ほぼ100%の反射率が得られている。また、臨界角未満の入射角度では、第1プリズム11の光学面11aおよび第2プリズム12の光学面12aにそれぞれ形成した反射防止膜14により、P偏光およびS偏光ともに、従来よりも反射率が低減し、透過光の透過率特性が向上している。したがって、光を透過させる場合の光量損失を低減することができる。   According to the present embodiment, as is clear from the comparison with the reflectance characteristics of the conventional TIR prism shown in FIG. 6, at an incident angle greater than the critical angle, as in the conventional case, P-polarized light (solid line) and S A reflectance of almost 100% is obtained for both polarized light (dashed line). In addition, at an incident angle less than the critical angle, the antireflection film 14 formed on the optical surface 11a of the first prism 11 and the optical surface 12a of the second prism 12, respectively, has both P-polarized light and S-polarized light having a reflectance higher than that of the prior art. And the transmittance characteristics of transmitted light are improved. Therefore, it is possible to reduce a light amount loss when transmitting light.

なお、厳密には、P偏光については、従来は、ほぼ32度付近に反射率が0となるブリュースター角が存在し、本実施の形態の場合には、ほぼ22度付近にブリュースター角が存在している。このため、本実施の形態の場合には、30度付近の入射角度におけるP偏光の反射率は、従来よりも若干高くなっているが、30度以下の入射角度では反射率が低くなっているので、臨界角未満の入射角度におけるS偏光と合わせた全体の反射率は、従来の反射防止膜を有しないTIRプリズムよりも十分低くなっている。   Strictly speaking, for P-polarized light, there has conventionally been a Brewster angle where the reflectivity is 0 around 32 degrees, and in this embodiment, the Brewster angle is around 22 degrees. Existing. For this reason, in the case of the present embodiment, the reflectance of P-polarized light at an incident angle near 30 degrees is slightly higher than the conventional one, but the reflectance is lowered at an incident angle of 30 degrees or less. Therefore, the total reflectivity combined with S-polarized light at an incident angle less than the critical angle is sufficiently lower than that of a conventional TIR prism having no antireflection film.

(第2実施の形態)
図3は、本発明の第2実施の形態に係る投影装置の概略構成を示す図である。この投影装置は、図1に示した全反射プリズム10を用いるもので、光源21からの照明光は、インテグレータ素子22および照明レンズ23を経て、全反射プリズム10の第1プリズム11の光学面11bから光学面11aに臨界角未満の入射角度で入射させて、該光学面11aに形成された反射防止膜14を経て透過させる。
(Second Embodiment)
FIG. 3 is a diagram showing a schematic configuration of a projection apparatus according to the second embodiment of the present invention. This projection apparatus uses the total reflection prism 10 shown in FIG. 1, and the illumination light from the light source 21 passes through the integrator element 22 and the illumination lens 23, and the optical surface 11 b of the first prism 11 of the total reflection prism 10. Is incident on the optical surface 11a at an incident angle less than the critical angle, and is transmitted through the antireflection film 14 formed on the optical surface 11a.

第1プリズム11を透過した照明光は、エアギャップ13を経て、第2プリズム12の光学面12aから、該光学面12aに形成された反射防止膜14を経て第2プリズム12内に入射させて光学面12bから出射させ、この光学面12bから出射する照明光をDMD25に入射させる。   The illumination light transmitted through the first prism 11 enters the second prism 12 through the air gap 13 and from the optical surface 12a of the second prism 12 through the antireflection film 14 formed on the optical surface 12a. The illumination light emitted from the optical surface 12 b is incident on the DMD 25.

DMD25は、入射する照明光を表示画像に応じて所定方向に反射させることにより空間変調し、その空間変調された投影光(DMD25のオン光)を、全反射プリズム10の第2プリズム12の光学面12bから光学面12aに臨界角以上の入射角度で入射させて、該光学面12aで全反射させ、この全反射された投影光を第2プリズム12の光学面12cから出射させてスクリーン26に投影表示する。   The DMD 25 spatially modulates incident illumination light by reflecting it in a predetermined direction according to a display image, and the spatially modulated projection light (ON light of the DMD 25) is optically applied to the second prism 12 of the total reflection prism 10. The light is incident on the optical surface 12a from the surface 12b at an incident angle greater than the critical angle, totally reflected by the optical surface 12a, and the totally reflected projection light is emitted from the optical surface 12c of the second prism 12 to the screen 26. Projection display.

ここで、全反射プリズム10を構成する第1プリズム11の光学面11aに対する照明光の入射角度、および第2プリズム12の光学面12aに対する投影光の入射角度は、これら照明光の入射角度と投影光の入射角度との中間に、臨界角が位置するように、全反射プリズム10およびDMD25を配置することも可能であるが、本実施の形態では、透過させる照明光の入射角度を、反射率がほぼ最小となるように、臨界角から離れる方向にシフトして設定する。すなわち、全反射プリズム10が、図2に示した反射率特性を有する場合には、P偏光の反射率がほぼ0となって全体の反射率が最小となる、ほぼ22度付近に照明光の入射角度を設定し、それに伴って、投影光の入射角度を、臨界角以上で、臨界角側にシフトして設定する。   Here, the incident angle of the illumination light with respect to the optical surface 11a of the first prism 11 constituting the total reflection prism 10 and the incident angle of the projection light with respect to the optical surface 12a of the second prism 12 are the incident angle of the illumination light and the projection. Although the total reflection prism 10 and the DMD 25 can be arranged so that the critical angle is located in the middle of the incident angle of light, in the present embodiment, the incident angle of illumination light to be transmitted is determined by the reflectance. Is set so as to shift away from the critical angle so that is substantially minimized. That is, when the total reflection prism 10 has the reflectance characteristic shown in FIG. 2, the reflectance of the P-polarized light is almost 0 and the overall reflectance is minimized, and the illumination light is about 22 degrees. The incident angle is set, and accordingly, the incident angle of the projection light is set to be greater than the critical angle and shifted to the critical angle side.

なお、カラー画像を投影する場合には、光源21を、例えば、高圧水銀ランプやキセノンランプ等の白色光を出射する公知のランプを用いて構成し、この光源21からの白色光を回転色フィルタによりRGBに順次分離し、その照明光の色分離に同期して、対応する色の画像信号をDMD25に供給して、面順次でカラー画像を投影表示すればよい。あるいは、光源21を、例えば、R,G,Bの3色LEDや3色レーザを用いて構成し、各色を順次発光して、その発光に同期して、対応する色の画像信号をDMD25に供給して、面順次でカラー画像を投影表示することもできる。あるいは、DMD25に白色光の照明光を照射するとともに、DMD25の前方(入出射面)に画素単位にRGBの色フィルタを設けて、同時にカラー画像を投影表示することもできる。   In the case of projecting a color image, the light source 21 is configured using a known lamp that emits white light, such as a high-pressure mercury lamp or a xenon lamp, and the white light from the light source 21 is rotated by a rotating color filter. In this case, the image data is sequentially separated into RGB, and in synchronization with the color separation of the illumination light, the corresponding color image signal is supplied to the DMD 25, and the color image is projected and displayed in the surface sequential order. Alternatively, the light source 21 is configured using, for example, an R, G, B three-color LED or a three-color laser, and each color is sequentially emitted, and an image signal of a corresponding color is sent to the DMD 25 in synchronization with the emission. It is also possible to project and display a color image in a surface sequential manner. Alternatively, it is also possible to irradiate the DMD 25 with white illumination light and provide RGB color filters in pixel units in front of the DMD 25 (input / exit surface) to simultaneously project and display a color image.

本実施の形態によれば、図1に示した反射防止膜14を有する全反射プリズム10を用い、光源21からの照明光は、全反射プリズム10を透過させてDMD25に導き、DMD25からの投影光は、全反射プリズム10で全反射させてスクリーン26に投影表示するようにしたので、DMD25に入射する照明光の光量損失を低減することができる。したがって、光の利用効率を向上できるので、光源21を大型化する必要がなく、装置の小型化およびコストダウンを図ることができる。しかも、本実施の形態では、全反射プリズム10の光学面11aに対する照明光の入射角度を、反射率がほぼ最小となる角度にシフトして設定したので、照明光の光量損失を、より効果的に抑えることが可能となる。   According to the present embodiment, the total reflection prism 10 having the antireflection film 14 shown in FIG. 1 is used, and the illumination light from the light source 21 is guided through the total reflection prism 10 to the DMD 25 and projected from the DMD 25. Since the light is totally reflected by the total reflection prism 10 and projected and displayed on the screen 26, the light amount loss of the illumination light incident on the DMD 25 can be reduced. Therefore, since the light utilization efficiency can be improved, it is not necessary to increase the size of the light source 21, and the apparatus can be reduced in size and cost. Moreover, in the present embodiment, the incident angle of the illumination light with respect to the optical surface 11a of the total reflection prism 10 is set so as to be shifted to an angle at which the reflectivity is substantially minimized, so that the light quantity loss of the illumination light can be more effectively reduced. It becomes possible to suppress to.

(第3実施の形態)
図4は、本発明の第3実施の形態に係る投影装置の概略構成を示す図である。この投影装置は、図3に示した投影装置において、光源21、インテグレータ素子22および照明レンズ23を有する照明系と、スクリーン26を有する投影系との配置を逆にしたものである。
(Third embodiment)
FIG. 4 is a diagram showing a schematic configuration of a projection apparatus according to the third embodiment of the present invention. This projection apparatus is obtained by reversing the arrangement of an illumination system having a light source 21, an integrator element 22 and an illumination lens 23 and a projection system having a screen 26 in the projection apparatus shown in FIG.

すなわち、図4に示す投影装置では、光源21からの照明光を、インテグレータ素子22および照明レンズ23を経て全反射プリズム10の第2プリズム12の光学面12cから光学面12aに臨界角以上の入射角度で入射させて、該光学面12aで全反射させ、この全反射された照明光を、光学面12bから出射させてDMD25に入射させる。   That is, in the projection apparatus shown in FIG. 4, the illumination light from the light source 21 is incident on the optical surface 12a from the optical surface 12c of the second prism 12 of the total reflection prism 10 through the integrator element 22 and the illumination lens 23 at a critical angle or more. The light is incident at an angle and totally reflected by the optical surface 12a. The totally reflected illumination light is emitted from the optical surface 12b and is incident on the DMD 25.

また、DMD25で変調された投影光は、第2プリズム12の光学面12bから光学面12aに臨界角未満の入射角度で入射させて、該光学面12aに形成された反射防止膜14を経て透過させる。この光学面12aを透過した投影光は、エアギャップ13を経て、第1プリズム11の光学面11aから、該光学面11aに形成された反射防止膜14を経て第1プリズム11内に入射させて光学面11bから出射させ、この光学面11bから出射する投影光をスクリーン26に投影表示する。   The projection light modulated by the DMD 25 is incident on the optical surface 12a from the optical surface 12b of the second prism 12 at an incident angle less than the critical angle, and is transmitted through the antireflection film 14 formed on the optical surface 12a. Let The projection light transmitted through the optical surface 12a is incident on the first prism 11 through the air gap 13 and from the optical surface 11a of the first prism 11 through the antireflection film 14 formed on the optical surface 11a. The projection light emitted from the optical surface 11 b and projected from the optical surface 11 b is projected and displayed on the screen 26.

なお、図4に示す構成において、全反射プリズム10の第2プリズム12の光学面12aに対する照明光の入射角度および投影光の入射角度は、これら照明光の入射角度と投影光の入射角度との中間に、臨界角が位置するように、全反射プリズム10およびDMD25を配置することも可能であるが、本実施の形態では、透過させる投影光の入射角度を、反射率がほぼ最小となるように、臨界角から離れる方向にシフトして設定する。すなわち、全反射プリズム10が、図2に示した反射率特性を有する場合には、P偏光の反射率がほぼ0となって全体の反射率が最小となる、ほぼ22度付近に投影光の入射角度を設定し、それに伴って、照明光の入射角度を、臨界角以上で、臨界角側にシフトして設定する。その他の構成および動作は、第2実施の形態と同様である。   In the configuration shown in FIG. 4, the incident angle of the illumination light and the incident angle of the projection light with respect to the optical surface 12 a of the second prism 12 of the total reflection prism 10 are the difference between the incident angle of the illumination light and the incident angle of the projection light. Although the total reflection prism 10 and the DMD 25 can be arranged so that the critical angle is located in the middle, in the present embodiment, the incident angle of the projection light to be transmitted is set so that the reflectance is substantially minimized. And set in a direction away from the critical angle. That is, when the total reflection prism 10 has the reflectance characteristics shown in FIG. 2, the reflectance of the P-polarized light is almost 0 and the overall reflectance is minimum, and the projected light is about 22 degrees. The incident angle is set, and accordingly, the incident angle of the illumination light is set to be greater than the critical angle and shifted to the critical angle side. Other configurations and operations are the same as those of the second embodiment.

したがって、本実施の形態によれば、DMD25からの投影光が、全反射プリズム10を透過する際の光量損失を低減でき、光の利用効率を向上することができるので、第2実施の形態の場合と同様に、光源21を大型化する必要がなく、装置の小型化およびコストダウンを図ることができる。しかも、本実施の形態では、全反射プリズム10の光学面12aに対する投影光の入射角度を、反射率がほぼ最小となる角度にシフトして設定したので、投影光の光量損失を、より効果的に抑えることが可能となる。   Therefore, according to the present embodiment, it is possible to reduce the light amount loss when the projection light from the DMD 25 passes through the total reflection prism 10 and to improve the light use efficiency. Similarly to the case, it is not necessary to increase the size of the light source 21, and the apparatus can be reduced in size and cost. In addition, in the present embodiment, the incident angle of the projection light with respect to the optical surface 12a of the total reflection prism 10 is set so as to be shifted to an angle at which the reflectivity is almost the minimum, so that the light quantity loss of the projection light is more effectively reduced. It becomes possible to suppress to.

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。例えば、上記実施の形態では、全反射プリズム10の第1プリズム11の光学面11aと、第2プリズム12の光学面12aとを、エアギャップ13を介して平行に対向させたが、全反射プリズム10を透過させる光線の、光学面11aおよび光学面12aに対する入射角度が、それぞれ臨界角未満となれば、必ずしも平行に対向させる必要はない。   In addition, this invention is not limited only to the said embodiment, Many deformation | transformation or a change is possible. For example, in the above embodiment, the optical surface 11a of the first prism 11 of the total reflection prism 10 and the optical surface 12a of the second prism 12 are opposed in parallel via the air gap 13, but the total reflection prism If the incident angles of the light beam that passes through 10 with respect to the optical surface 11a and the optical surface 12a are less than the critical angle, it is not always necessary to oppose them in parallel.

また、上記実施の形態では、全反射プリズム10の対向する第1プリズム11の光学面11aと、第2プリズム12の光学面12aとの双方に反射防止膜14を形成したが、光学面11aまたは光学面12aのいずれか一方にのみ反射防止膜14を形成して、全反射プリズムを構成することもできる。この場合でも、従来の反射防止膜を有しないTIRプリズムと比較して、透過光の反射率を低減することができる。したがって、投影装置に適用した場合には、光源の小型化が図れ、結果として装置の小型化およびコストダウンを図ることができる。   Further, in the above embodiment, the antireflection film 14 is formed on both the optical surface 11a of the first prism 11 and the optical surface 12a of the second prism 12 facing the total reflection prism 10, but the optical surface 11a or It is also possible to form a total reflection prism by forming the antireflection film 14 only on one of the optical surfaces 12a. Even in this case, the reflectance of transmitted light can be reduced as compared with a TIR prism having no conventional antireflection film. Therefore, when applied to a projection apparatus, the light source can be reduced in size, and as a result, the apparatus can be reduced in size and cost.

さらに、全反射プリズムを構成する第1プリズムおよび第2プリズムは、任意の三角形状とすることができるとともに、第1プリズムの一面と第2プリズムの一面とがエアギャップを介して対向すれば、三角柱状に限らず、照明系や投影系の配置に応じて、任意の多角形状とすることができる。   Furthermore, the first prism and the second prism constituting the total reflection prism can be formed into an arbitrary triangular shape, and if one surface of the first prism and one surface of the second prism face each other through an air gap, Not only the triangular prism shape but also any polygonal shape can be used according to the arrangement of the illumination system and the projection system.

また、上記第2実施の形態および第3実施の形態では、反射型の空間光変調素子としてDMDを用いたが、LCOSを用いて投影装置を構成することもできる。さらに、投影装置は、一枚の空間光変調素子を用いる単板式に限らず、2枚の空間光変調素子を用いる2板式あるいは3枚の空間光変調素子を用いる3板式で構成することもできる。   In the second embodiment and the third embodiment, the DMD is used as the reflective spatial light modulation element. However, the projection apparatus may be configured using LCOS. Further, the projection apparatus is not limited to a single plate type using a single spatial light modulation element, but may be configured as a two plate type using two spatial light modulation elements or a three plate type using three spatial light modulation elements. .

本発明の第1実施の形態に係る全反射プリズムの構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structure of the total reflection prism which concerns on 1st Embodiment of this invention. 図1に示す全反射プリズムにおける可視光領域での反射率特性を示す図である。It is a figure which shows the reflectance characteristic in the visible light area | region in the total reflection prism shown in FIG. 本発明の第2実施の形態に係る投影装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the projection apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施の形態に係る投影装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the projection apparatus which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 従来の投影装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the conventional projector. 従来のTIRプリズムにおける可視光領域での反射率特性を示す図である。It is a figure which shows the reflectance characteristic in the visible light area | region in the conventional TIR prism.

符号の説明Explanation of symbols

10 全反射プリズム
11 第1プリズム
11a 光学面(第1光学面)
11b,11c 光学面
12 第2プリズム
12a 光学面(第2光学面)
12b,12c 光学面
13 エアギャップ
14 反射防止膜
21 光源
22 インテグレータ素子
23 照明レンズ
25 DMD
26 スクリーン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Total reflection prism 11 1st prism 11a Optical surface (1st optical surface)
11b, 11c Optical surface 12 Second prism 12a Optical surface (second optical surface)
12b, 12c Optical surface 13 Air gap 14 Antireflection film 21 Light source 22 Integrator element 23 Illumination lens 25 DMD
26 screens

Claims (7)

第1プリズムの第1光学面と、第2プリズムの第2光学面とをエアギャップを介して対向させて、前記第1プリズムおよび前記第2プリズムを配置してなり、前記第1光学面および前記第2光学面の各々は、対応する前記第1プリズムおよび前記第2プリズム内での光線の入射角度に応じて全反射面または透過面として作用させて、全反射光は、対応する前記第1プリズムまたは前記第2プリズムから出射させ、前記第1光学面の透過光は、前記エアギャップを経て前記第2光学面から前記第2プリズムに入射させて、該第2プリズムから出射させ、前記第2光学面の透過光は、前記エアギャップを経て前記第1光学面から前記第1プリズムに入射させて、該第1プリズムから出射させる全反射プリズムにおいて、
前記第1光学面または前記第2光学面の少なくとも一方に、反射防止膜を設けたことを特徴とする全反射プリズム。
The first optical surface of the first prism and the second optical surface of the second prism are opposed to each other via an air gap, and the first prism and the second prism are arranged, and the first optical surface and Each of the second optical surfaces acts as a total reflection surface or a transmission surface according to the incident angle of the light beam in the corresponding first prism and second prism, and the total reflection light corresponds to the corresponding first prism. The first prism or the second prism emits light, and the transmitted light of the first optical surface enters the second prism from the second optical surface through the air gap, and is emitted from the second prism. The transmitted light of the second optical surface is incident on the first prism from the first optical surface through the air gap, and is emitted from the first prism.
A total reflection prism, wherein an antireflection film is provided on at least one of the first optical surface and the second optical surface.
前記第1光学面および前記第2光学面の双方に、前記反射防止膜を設けたことを特徴とする請求項1に記載の全反射プリズム。   The total reflection prism according to claim 1, wherein the antireflection film is provided on both the first optical surface and the second optical surface. 照明光を出射する光源と、
第1プリズムの第1光学面と、第2プリズムの第2光学面とをエアギャップを介して対向させて、前記第1プリズムおよび前記第2プリズムを配置してなり、前記第1光学面または前記第2光学面の少なくとも一方に、反射防止膜を設けた全反射プリズムと、
前記光源からの照明光を表示画像に応じて空間変調して、入射光方向とは異なる方向に投影光として反射させる反射型の空間光変調素子とを有し、
前記光源からの照明光を、前記第1プリズムに入射させて、前記第1光学面に臨界角未満の入射角度で入射させ、該第1光学面を透過する照明光を、前記第1光学面または前記第2光学面の少なくとも一方に設けた前記反射防止膜および前記エアギャップを経て前記第2光学面から前記第2プリズムに入射させて、該第2プリズムから出射される照明光を前記空間光変調素子に導き、
前記空間光変調素子からの投影光を、前記第2プリズムに入射させて、前記第2光学面に臨界角以上の入射角度で入射させ、該第2光学面で全反射されて前記第2プリズムから出射される投影光を投影する、ように構成したことを特徴とする投影装置。
A light source that emits illumination light;
The first optical surface of the first prism and the second optical surface of the second prism are opposed to each other through an air gap, and the first prism and the second prism are arranged. A total reflection prism provided with an antireflection film on at least one of the second optical surfaces;
A reflective spatial light modulation element that spatially modulates illumination light from the light source according to a display image and reflects it as projection light in a direction different from the incident light direction;
Illumination light from the light source is incident on the first prism, is incident on the first optical surface at an incident angle less than a critical angle, and illumination light transmitted through the first optical surface is the first optical surface. Alternatively, illumination light emitted from the second prism is incident on the second prism through the antireflection film provided on at least one of the second optical surfaces and the air gap, and is incident on the second prism. Led to the light modulator,
Projection light from the spatial light modulation element is incident on the second prism, is incident on the second optical surface at an incident angle greater than a critical angle, is totally reflected by the second optical surface, and is reflected on the second prism. A projection apparatus configured to project projection light emitted from a projector.
前記第1光学面に対する照明光の入射角度を、当該第1光学面における照明光の反射率がほぼ最小となる角度に設定したことを特徴とする請求項3に記載の投影装置。   The projection apparatus according to claim 3, wherein the incident angle of the illumination light with respect to the first optical surface is set to an angle at which the reflectance of the illumination light on the first optical surface is substantially minimum. 照明光を出射する光源と、
第1プリズムの第1光学面と、第2プリズムの第2光学面とをエアギャップを介して対向させて、前記第1プリズムおよび前記第2プリズムを配置してなり、前記第1光学面または前記第2光学面の少なくとも一方に、反射防止膜を設けた全反射プリズムと、
前記光源からの照明光を表示画像に応じて空間変調して、入射光方向とは異なる方向に投影光として反射させる反射型の空間光変調素子とを有し、
前記光源からの照明光を、前記第2プリズムに入射させて、前記第2光学面に臨界角以上の入射角度で入射させ、該第2光学面で全反射される照明光を、前記第2プリズムから出射させて前記空間光変調素子に導き、
前記空間光変調素子からの投影光を、前記第2プリズムに入射させて、前記第2光学面に臨界角未満の入射角度で入射させ、該第2光学面を透過する投影光を、前記第1光学面または前記第2光学面の少なくとも一方に設けた前記反射防止膜および前記エアギャップを経て前記第1光学面から前記第1プリズムに入射させて、該第1プリズムから出射される投影光を投影する、ように構成したことを特徴とする投影装置。
A light source that emits illumination light;
The first optical surface of the first prism and the second optical surface of the second prism are opposed to each other through an air gap, and the first prism and the second prism are arranged. A total reflection prism provided with an antireflection film on at least one of the second optical surfaces;
A reflective spatial light modulation element that spatially modulates illumination light from the light source according to a display image and reflects it as projection light in a direction different from the incident light direction;
Illumination light from the light source is incident on the second prism and incident on the second optical surface at an incident angle greater than or equal to a critical angle, and illumination light totally reflected by the second optical surface is converted into the second optical surface. Emitted from the prism and led to the spatial light modulator,
Projection light from the spatial light modulation element is incident on the second prism, is incident on the second optical surface at an incident angle less than a critical angle, and is projected through the second optical surface. Projected light that is incident on the first prism from the first optical surface via the antireflection film and the air gap provided on at least one of the first optical surface and the second optical surface and is emitted from the first prism A projection apparatus configured to project
前記第2光学面に対する投影光の入射角度を、当該第2光学面における投影光の反射率がほぼ最小となる角度に設定したことを特徴とする請求項5に記載の投影装置。   The projection apparatus according to claim 5, wherein the incident angle of the projection light with respect to the second optical surface is set to an angle at which the reflectance of the projection light on the second optical surface is substantially minimum. 前記全反射プリズムの前記第1光学面および前記第2光学面の双方に、前記反射防止膜を設けたことを特徴とする請求項3〜6のいずれか一項に記載の投影装置。   The projection apparatus according to claim 3, wherein the antireflection film is provided on both the first optical surface and the second optical surface of the total reflection prism.
JP2008265402A 2008-10-14 2008-10-14 Total reflection prism and projector Withdrawn JP2010096843A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008265402A JP2010096843A (en) 2008-10-14 2008-10-14 Total reflection prism and projector

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008265402A JP2010096843A (en) 2008-10-14 2008-10-14 Total reflection prism and projector

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2010096843A true JP2010096843A (en) 2010-04-30

Family

ID=42258590

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008265402A Withdrawn JP2010096843A (en) 2008-10-14 2008-10-14 Total reflection prism and projector

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2010096843A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015108767A (en) * 2013-12-05 2015-06-11 コニカミノルタ株式会社 Prism for projection optical system, and optical system using the same
CN108646510A (en) * 2018-06-25 2018-10-12 成都九天光学技术有限公司 A kind of compact projection light source
JP2020008793A (en) * 2018-07-12 2020-01-16 キヤノン株式会社 Color separation synthesizing system and image projection device including the same
JP2020530380A (en) * 2017-08-10 2020-10-22 ディーフォーディー テクノロジーズ エルエルシー Oral scanning device

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015108767A (en) * 2013-12-05 2015-06-11 コニカミノルタ株式会社 Prism for projection optical system, and optical system using the same
US9651790B2 (en) 2013-12-05 2017-05-16 Konica Minolta, Inc. Prism for projection optical system and optical system having same
JP2020530380A (en) * 2017-08-10 2020-10-22 ディーフォーディー テクノロジーズ エルエルシー Oral scanning device
JP7248680B2 (en) 2017-08-10 2023-03-29 ディーフォーディー テクノロジーズ エルエルシー intraoral scanner
CN108646510A (en) * 2018-06-25 2018-10-12 成都九天光学技术有限公司 A kind of compact projection light source
JP2020008793A (en) * 2018-07-12 2020-01-16 キヤノン株式会社 Color separation synthesizing system and image projection device including the same
JP7140575B2 (en) 2018-07-12 2022-09-21 キヤノン株式会社 Color separation/synthesis system and image projection device provided with the same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101706246B1 (en) Display module and light guide device
US20110222024A1 (en) Illumination system for projection display
JP6233419B2 (en) Three-plate optical system and projector
TW201833653A (en) Projection System
WO2009110081A1 (en) Projection optics system and projection display unit using the same
US7374291B2 (en) Projection optical system and image display apparatus using same
KR20070061428A (en) Wavelength-selective polarization conversion element, illumination optical system, projection display optical system, and image projection apparatus
JP2010096840A (en) Projection device
US8888290B2 (en) Polarization beam splitters for image projection apparatus
US6987618B2 (en) Polarization converting device, illumination optical system and projector
JP2010096843A (en) Total reflection prism and projector
CN100533260C (en) Image display optical system and image projection apparatus
US10761414B2 (en) Projection apparatus and light source apparatus having wavelength conversion device and filter device
JP6398513B2 (en) Prism unit and projector
JP2008020892A (en) Optical element, image projection optical system, and image projection apparatus
US10054850B2 (en) Light source device and projector
JP6528835B2 (en) Optical system
JP2010243779A (en) Projector
JP2007171926A (en) Polarization conversion device and projector
JP2010091973A (en) Lighting optical system for projector
JP2008158274A (en) Projector
JP2007279749A (en) Projection type display device
JP2001222080A (en) Projection type display device
JP3948482B2 (en) projector
TWI556025B (en) Display module and light guide device

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20120110