JP2010243537A - プロジェクター - Google Patents
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Abstract
【課題】白表示時における輝度を低下させることなく黒表示時における射出側偏光素子の発熱量を低減することにより、背景技術1に係るプロジェクター及び背景技術2に係るプロジェクターよりも長寿命、低騒音、高輝度のプロジェクターを提供する。
【解決手段】照明装置100と、液晶変調装置410R,410G,410Bと、各液晶変調装置から射出される光のうち所定方向の偏光成分を有する光のみを通過させる射出側偏光素子430R,430G,430Bと、各射出側偏光素子を通過する光を投写面に向けて投写する投写光学系600と、各液晶変調装置と各射出側偏光素子との間に配設される射出側予備偏光素子440R,440G,440Bとを備えるプロジェクターであって、射出側予備偏光素子440R,440G,440Bは、クロス透過率が7%〜13%の範囲内にある反射型偏光素子であることを特徴とするプロジェクター1000。
【選択図】図1
【解決手段】照明装置100と、液晶変調装置410R,410G,410Bと、各液晶変調装置から射出される光のうち所定方向の偏光成分を有する光のみを通過させる射出側偏光素子430R,430G,430Bと、各射出側偏光素子を通過する光を投写面に向けて投写する投写光学系600と、各液晶変調装置と各射出側偏光素子との間に配設される射出側予備偏光素子440R,440G,440Bとを備えるプロジェクターであって、射出側予備偏光素子440R,440G,440Bは、クロス透過率が7%〜13%の範囲内にある反射型偏光素子であることを特徴とするプロジェクター1000。
【選択図】図1
Description
本発明は、プロジェクターに関する。
従来、照明装置と、照明装置からの光を画像情報に応じて変調する液晶変調装置と、液晶変調装置から射出される光のうち一方方向の偏光成分を有する光のみを通過させる検光子としての射出側偏光素子と、射出側偏光素子を通過する光を投写面に向けて投写する投写光学系とを備えるプロジェクターであって、液晶変調装置と射出側偏光素子との間に配設される射出側予備偏光素子をさらに備えるプロジェクターが知られている(例えば、特許文献1参照。以下、このようなプロジェクターを背景技術1に係るプロジェクターという。)。
背景技術1に係るプロジェクターによれば、射出側偏光素子で遮断すべき光(すなわち他方方向の偏光成分を有する光)を、予め射出側予備偏光素子によって大幅に(例えば100%→50%)減衰させた後に、射出側偏光素子に入射させることが可能となるため、黒表示時に射出側偏光素子に入射する光の強度を大幅に(例えば100%→50%)低減することができる。このため、黒表示時における射出側偏光素子の発熱量を大幅に低減することが可能となり、その結果、射出側偏光素子の寿命を長くしたり、冷却ファンの負荷を低くしたり、照明装置の出力を高くしたりすることが可能となり、ひいては、長寿命、低騒音、高輝度のプロジェクターを提供することが可能となる。
ところで、近年、他方方向の偏光成分を有する光を反射することによって一方方向の偏光成分を有する光のみを通過させる反射型偏光素子が開発された。反射型偏光素子は、従来の吸収型偏光素子とは違って、クロス透過率(他方方向の偏光成分を有する光の透過率)を極めて低くしても発熱量が小さいという特徴を有する。このため、クロス透過率の極めて低い反射型偏光素子(クロス透過率が例えば1%の反射型偏光素子)を射出側予備偏光素子として用いることが考えられる。このように、クロス透過率の極めて低い反射型偏光素子を射出側予備偏光素子として用いたプロジェクターを背景技術2に係るプロジェクターという。
背景技術2に係るプロジェクターによれば、射出側偏光素子に入射する光の強度を極めて小さくすることが可能となるため、黒表示時における射出側偏光素子の発熱量を背景技術1に係るプロジェクターの場合よりもさらに大幅に(50%→1%)低減することが可能となり、背景技術1に係るプロジェクターよりも長寿命、低騒音、高輝度のプロジェクターを提供することが可能となると考えられる。
しかしながら、クロス透過率の極めて低い反射型偏光素子(クロス透過率が例えば1%の反射型偏光素子)はパラレル透過率(一方方向の偏光成分を有する光の透過率)も低くなる傾向にある(パラレル透過率が例えば80%)ため、背景技術2に係るプロジェクターにおいては、白表示時における輝度が低下するという問題がある。このような問題があると、プロジェクターの高輝度化を図るうえで好ましくない。
そこで、本発明は、上記した事情に鑑みてなされたもので、白表示時における輝度を低下させることなく黒表示時における射出側偏光素子の発熱量を低減することにより、背景技術1に係るプロジェクター及び背景技術2に係るプロジェクターよりも長寿命、低騒音、高輝度のプロジェクターを提供することを目的とする。
本発明のプロジェクターは、一方方向の偏光成分を有する光を射出する照明装置と、前記照明装置からの光を画像情報に応じて変調する液晶変調装置と、前記液晶変調装置から射出される光のうち一方方向の偏光成分を有する光及び他方方向の偏光方向を有する光のうちいずれかの光のみを通過させる射出側偏光素子と、前記射出側偏光素子を通過する光を投写面に向けて投写する投写光学系と、前記液晶変調装置と前記射出側偏光素子との間に配設される射出側予備偏光素子とを備えるプロジェクターであって、前記射出側予備偏光素子は、クロス透過率が7%〜13%の範囲内にある反射型偏光素子であることを特徴とする。
このため、本発明のプロジェクターによれば、液晶変調装置と射出側偏光素子との間に配設される射出側予備偏光素子をさらに備えるため、射出側偏光素子で遮断すべき光を、射出側予備偏光素子によって予め減衰させた後に、射出側偏光素子に入射させることが可能となり、その結果、射出側偏光素子に入射する光の強度を大幅に低減することができる。このため、黒表示時における射出側偏光素子の発熱量を背景技術1に係るプロジェクターの場合と同様に低減することが可能となり、その結果、背景技術1に係るプロジェクターの場合と同様に、射出側偏光素子の寿命を長くしたり、冷却ファンの負荷を低くしたり、照明装置の出力を高くしたりすることが可能となる。
また、本発明のプロジェクターによれば、射出側予備偏光素子として、クロス透過率が7%〜13%の範囲内にある、背景技術1に係るプロジェクターの場合よりもクロス透過率の低い反射型偏光素子を備えるため、射出側偏光素子に入射する光の強度を背景技術1に係るプロジェクターの場合よりも小さくすることが可能となる。このため、黒表示時における射出側偏光素子の発熱量を背景技術1に係るプロジェクターの場合よりもさらに低減する(「50%」→「7%〜13%」)ことが可能となり、背景技術1に係るプロジェクターよりも長寿命、低騒音、高輝度のプロジェクターを提供することが可能となる。
また、本発明のプロジェクターによれば、射出側予備偏光素子として、クロス透過率が7%〜13%の範囲内にある反射型偏光素子を備えるため、後述する実施例からも明らかなように、黒表示時における射出側偏光素子の発熱量を背景技術1に係るプロジェクターの場合よりも大幅に低減した場合であっても、白表示時における輝度を低下させることがなくなる。
その結果、本発明のプロジェクターは、背景技術1に係るプロジェクター及び背景技術2に係るプロジェクターよりも長寿命、低騒音、高輝度のプロジェクターとなる。
なお、射出側予備偏光素子のクロス透過率を7%〜13%の範囲内とするのは、射出側予備偏光素子のクロス透過率が7%未満である場合には、射出側予備偏光素子のパラレル透過率が低くなり、白表示時における輝度が低下するからである。また、射出側予備偏光素子のクロス透過率を7%未満として黒表示時における射出側偏光素子の発熱量を低減(7%未満)したとしても、白表示時における射出側偏光素子の発熱量はそれを上回る(10%)ため、黒表示時における射出側偏光素子の発熱量のみを無理をして低減したとしても総発熱量を低減するうえでそれほど大きな効果が得られないからである。一方、射出側予備偏光素子のクロス透過率が13%を超える場合には、黒表示時における射出側偏光素子に入射する光の強度が、白表示時における射出側偏光素子に入射する光の強度よりもかなり大きくなるため(13%超)、射出側偏光素子の発熱量が大きくなり、射出側偏光素子の寿命を長くしたり、冷却ファンの負荷を低くしたり、照明装置の出力を高くしたりすることが困難となるからである。
このような観点からいえば、本発明のプロジェクターにおいては、前記射出側予備偏光素子は、クロス透過率が8%〜12%の範囲内にある反射型偏光素子であることが好ましい。
本発明のプロジェクターにおいては、前記反射型偏光素子として、ワイヤグリッド型反射型偏光素子又はXY型反射型偏光素子からなるものを好ましく用いることができる。
本発明のプロジェクターにおいては、前記照明装置と前記液晶変調装置との間に、前記照明装置からの光のうち一方方向又は他方方向の偏光成分を有する光のみを通過させて偏光度を高める入射側偏光素子をさらに備えることが好ましい。
このように構成することにより、黒表示時においては、射出側予備偏光素子及び射出側偏光素子に入射する一方方向の偏光成分を有する光の光量を極めて低いレベルにまで低減することが可能となり、広いダイナミックレンジを有し黒の再現性に優れたプロジェクターを提供することが可能となる。
本発明のプロジェクターにおいては、前記液晶変調装置として、赤、緑及び青の3つの色光のそれぞれを変調する赤色光用液晶変調装置、緑色光用液晶変調装置及び青色光用液晶変調装置を備え、前記射出側偏光素子として、それぞれが、各液晶変調装置から射出される光のうち一方方向の偏光成分を有する光及び他方方向の偏光方向を有する光のうちいずれかの光のみを通過させる3つの射出側偏光素子を備え、前記射出側予備偏光素子として、それぞれが各液晶変調装置と各射出側偏光素子との間に配設される3つの射出側予備偏光素子とを備え、前記プロジェクターは、照明装置からの光を赤、緑及び青の3つの色光に分離する色分離光学系と、前記3つの液晶変調装置で変調された各色光を合成する色合成光学系とをさらに備えることが好ましい。
このような構成とすることにより、赤色光、緑色光及び青色光のすべての場合において、白表示時(最高輝度表示時)における輝度を低下させることなく黒表示時における射出側偏光素子の発熱量を低減することが可能となることから、背景技術1に係るプロジェクター及び背景技術2に係るプロジェクターよりも長寿命、低騒音、高輝度のフルカラープロジェクターを提供することが可能となる。
本発明のプロジェクターは、光を射出する照明装置と、前記照明装置からの光を画像情報に応じて変調する液晶変調装置と、前記液晶変調装置から射出される光のうち所定の一方方向の偏光成分を有する光の透過率が前記一方方向に直交する他方方向の偏光成分を有する光の透過率より低い射出側偏光素子と、前記射出側偏光素子を通過する光を投写面に向けて投写する投写光学系と、前記液晶変調装置と前記射出側偏光素子との間に配設される射出側予備偏光素子とを備えるプロジェクターであって、前記プロジェクターが全面白の画像を表示しているときにおける前記射出側偏光素子の光の吸収量と、前記プロジェク全面黒の画像を表示しているときにおける前記射出側偏光素子の光の吸収量とが略一致するように前記射出側偏光素子の前記一方方向の偏光成分を有する光の透過率と前記他方方向の偏光成分を有する光の透過率が設定されていることを特徴とする。
このため、本発明のプロジェクターによれば、射出側偏光素子の熱負荷をより低減させながら白表示時の画像の明るさをより向上させることができる。
なお、一方方向の偏光成分を有する光の透過率が他方方向の偏光成分を有する光の透過率より低い射出側偏光素子において、一方方向の偏光成分を有する光の透過率とは、本明細書におけるクロス透過率のことをいい、他方方向の偏光成分を有する光の透過率とは、パラレル透過率のことをいう。
本発明のプロジェクターにおいては、前記射出側予備偏光素子の前記一方方向の偏光成分を有する光の透過率は、前記射出側偏光素子の前記他方方向の偏光成分を有する光の吸収率の値±3%の値に設定されていることが好ましい。
以下、本発明のプロジェクターについて、図に示す実施の形態に基づいて説明する。
[実施形態1]
図1は、実施形態1に係るプロジェクター1000の光学系を示す図である。図1(a)は平面図であり、図1(b)は側面図である。
図2は、実施形態1に係るプロジェクター1000の光学系の要部を示す図である。図2(a)は平面図であり、図2(b)は側面図である。
図1は、実施形態1に係るプロジェクター1000の光学系を示す図である。図1(a)は平面図であり、図1(b)は側面図である。
図2は、実施形態1に係るプロジェクター1000の光学系の要部を示す図である。図2(a)は平面図であり、図2(b)は側面図である。
なお、以下の説明においては、互いに直交する3つの方向をそれぞれz軸方向(図1における照明光軸100ax方向)、x軸方向(図1における紙面に平行かつz軸に直交する方向)及びy軸方向(図1における紙面に垂直かつz軸に直交する方向)とする。
実施形態1に係るプロジェクター1000は、図1に示すように、照明装置100と、色分離導光光学系200と、3つの液晶変調装置410R,410G,410Bと、クロスダイクロイックプリズム500と、投写光学系600とを備えるプロジェクターである。
照明装置100は、光源装置110と、光源装置110から射出される光を複数の部分光束に分割するための複数の第1小レンズを有する第1レンズアレイ120と、第1レンズアレイ120の複数の第1小レンズに対応する複数の第2小レンズを有する第2レンズアレイ130と、第2レンズアレイ130からの各部分光束を偏光方向の揃った略1種類の直線偏光に変換して射出する偏光変換素子140と、偏光変換素子140から射出される各部分光束を被照明領域で重畳させる重畳レンズ150とを有する。
光源装置110は、発光管112と、楕円面リフレクター114と、副鏡116と、凹レンズ118とを有する。光源装置110は、被照明領域側に略平行な光を射出する光源であり、照明光軸100axを中心軸とする光を射出する。
発光管112は、管球部と、管球部の両側に延びる一対の封止部とを有し、楕円面リフレクター114の第1焦点近傍に発光中心を有する。管球部は、球状に形成された石英ガラス製であって、この管球部内に配置された一対の電極と、管球部内に封入された水銀、希ガス及び少量のハロゲンとを有する。発光管112としては、種々の発光管を採用でき、例えば、メタルハライドランプ、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ等を採用できる。
楕円面リフレクター114は、発光管112の一方の封止部に挿通・固着される筒状の首状部と、発光管112から放射された光を第2焦点位置に向けて反射する反射凹面とを有する。
副鏡116は、発光管112の管球部の略半分を覆い、楕円面リフレクター114の反射凹面と対向して配置される反射手段である。副鏡116は、発光管112の他方の封止部に挿通・固着される。副鏡116は、発光管112から放射された光のうち楕円面リフレクター114に向かわない光を発光管112に戻し楕円面リフレクター114に入射させる。
凹レンズ118は、楕円面リフレクター114の被照明領域側に配置される。そして、楕円面リフレクター114からの集束光を第1レンズアレイ120に向けて略平行光として射出するように構成される。
第1レンズアレイ120は、光源装置110からの光を複数の部分光束に分割する光束分割光学素子としての機能を有し、複数の第1小レンズが照明光軸100axと直交する面内に複数行・複数列のマトリクス状に配列された構成を有する。図示による説明は省略するが、第1小レンズの外形形状は、液晶変調装置410R,410G,410Bの画像形成領域の外形形状に関して相似形である。
第2レンズアレイ130は、重畳レンズ150とともに、第1レンズアレイ120の各第1小レンズの像を液晶変調装置410R,410G,410Bの画像形成領域近傍に結像させる機能を有する。第2レンズアレイ130は、第1レンズアレイ120と略同様な構成を有し、複数の第2小レンズが照明光軸100axに直交する面内に複数行・複数列のマトリクス状に配列された構成を有する。
偏光変換素子140は、第1レンズアレイ120により分割された各部分光束の偏光方向を、偏光方向の揃った略1種類の直線偏光光として射出する偏光変換素子である。
偏光変換素子140は、光源装置110からの照明光束に含まれる偏光成分のうち一方の直線偏光成分を透過させ他方の直線偏光成分を照明光軸100axに垂直な方向に反射する偏光分離層と、偏光分離層で反射された他方の直線偏光成分を照明光軸100axに平行な方向に反射する反射層と、偏光分離層を透過した一方の直線偏光成分を他方の直線偏光成分に変換する位相差板とを有する。
偏光変換素子140は、光源装置110からの照明光束に含まれる偏光成分のうち一方の直線偏光成分を透過させ他方の直線偏光成分を照明光軸100axに垂直な方向に反射する偏光分離層と、偏光分離層で反射された他方の直線偏光成分を照明光軸100axに平行な方向に反射する反射層と、偏光分離層を透過した一方の直線偏光成分を他方の直線偏光成分に変換する位相差板とを有する。
重畳レンズ150は、第1レンズアレイ120、第2レンズアレイ130及び偏光変換素子140を経た複数の部分光束を集光して液晶変調装置410R,410G,410Bにおける画像形成領域近傍に重畳させるための光学素子である。重畳レンズ150の光軸と照明装置100の照明光軸100axとが略一致するように、重畳レンズ150が配置されている。なお、図1に示す重畳レンズ150は1枚のレンズで構成されているが、複数のレンズを組み合わせた複合レンズで構成されていてもよい。
色分離導光光学系200は、ダイクロイックミラー210,220と、反射ミラー230,240,250と、入射側レンズ260と、リレーレンズ270とを有する。色分離導光光学系200は、照明装置100から射出された光を赤色光、緑色光及び青色光の3つの色光に分離して、それぞれの色光を照明対象となる液晶変調装置410R,410G,410Bに導く機能を有する。
ダイクロイックミラー210,220は、基板上に所定の波長領域の光束を反射し、他の波長領域の光束を透過させる波長選択膜が形成された光学素子である。光路前段に配置されるダイクロイックミラー210は、赤色光成分を反射し、その他の色光成分を透過させるミラーである。光路後段に配置されるダイクロイックミラー220は、青色光成分を透過させ、緑色光成分を反射するミラーである。
ダイクロイックミラー210で反射された赤色光成分は、反射ミラー230により曲折され、集光レンズ300Rを介して赤色光用の液晶変調装置410Rの画像形成領域に入射する。
集光レンズ300Rは、重畳レンズ150からの各部分光束を各主光線に対して略平行な光に変換するために設けられている。他の集光レンズ300G,300Bも、集光レンズ300Rと同様に構成されている。
ダイクロイックミラー210を通過した緑色光成分及び青色光成分のうち緑色光成分は、ダイクロイックミラー220で反射され、集光レンズ300Gを通過して緑色光用の液晶変調装置410Gの画像形成領域に入射する。一方、青色光成分は、ダイクロイックミラー220を透過し、入射側レンズ260、入射側の反射ミラー240、リレーレンズ270、射出側の反射ミラー250及び集光レンズ300Bを通過して青色光用の液晶変調装置410Bの画像形成領域に入射する。入射側レンズ260、リレーレンズ270及び反射ミラー240,250は、ダイクロイックミラー220を透過した青色光成分を液晶変調装置410Bまで導く機能を有する。
なお、青色光の光路にこのような入射側レンズ260、リレーレンズ270及び反射ミラー240,250が設けられているのは、青色光の光路の長さが他の色光の光路の長さよりも長いため、光の発散等による光の利用効率の低下を防止するためである。実施形態1に係るプロジェクター1000においては、青色光の光路の長さが長いのでこのような構成とされているが、赤色光の光路の長さを長くして、入射側レンズ260、リレーレンズ270及び反射ミラー240,250を赤色光の光路に用いる構成も考えられる。
液晶変調装置410R,410G,410Bは、図2に示すように、各色光を画像情報に応じて変調するものであり、照明装置100の照明対象となる。
各液晶変調装置410R,410G,410Bは、一対の透明なガラス基板に電気光学物質である液晶を封入したものであり、例えば、ポリシリコンTFTをスイッチング素子として、与えられた画像信号に従って、入射側偏光素子420R,420G,420Bから射出された1種類の直線偏光の偏光方向を変調するいわゆるノーマリーブラック型の液晶変調装置である。
各液晶変調装置410R,410G,410Bは、一対の透明なガラス基板に電気光学物質である液晶を封入したものであり、例えば、ポリシリコンTFTをスイッチング素子として、与えられた画像信号に従って、入射側偏光素子420R,420G,420Bから射出された1種類の直線偏光の偏光方向を変調するいわゆるノーマリーブラック型の液晶変調装置である。
入射側偏光素子420R,420G,420Bは、集光レンズ300R,300G,300Bと液晶変調装置410R,410G,410Bとの間に配置され、集光レンズ300R,300G,300Bから射出された光のうち、所定の方向に軸を有する直線偏光のみを透過させ、その他の光を吸収して液晶変調装置410R,410G,410Bに入射する光の偏光度を高める機能を有する。
射出側偏光素子430R,430G,430Bは、射出側予備偏光素子440R,440G,440Bとクロスダイクロイックプリズム500との間に配置され、射出側予備偏光素子440R,440G,440Bから射出された光のうち、所定の方向に軸を有する直線偏光のみを透過させ、その他の光を吸収する機能を有する。
これらの入射側偏光素子420R,420G,420B及び射出側偏光素子430R,430G,430Bは、互いの偏光軸の方向が直交するように設定・配置されている。
射出側予備偏光素子440R,440G,440Bは、液晶変調装置410R,410G,410Bと射出側偏光素子430R,430G,430Bとの間に配置され、液晶変調装置410R,410G,410Bから射出された光のうち、所定の方向に軸を有する直線偏光をのみを透過させ、その他の光を反射する機能を有する。この射出側予備偏光素子440R,440G,440Bは、2個のガラスプリズムでワイヤグリットを挟み込んだ構造を有するワイヤグリット型反射型偏光素子である。
なお、反射型偏光素子は、ワイヤグリット型に限らず、二軸方向性のあるフィルムを積層してXY型の偏光特性を持たせたXY型偏光フィルムなど適宜選択することが可能である。
所定の一方方向に偏光軸を有する理想的な偏光素子は、所定の一方方向に軸を有する偏光成分を100%透過させ、当該一方方向に直交する他方方向の偏光成分を全く透過させない機能を有する。しかしながら、所定の一方方向に偏光軸を有する現実の偏光素子は、所定の一方方向に軸を有する偏光成分のうち一部の光を遮断してしまうとともに、当該一方方向に直交する他方方向の偏光成分の光の一部を透過させてしまう。このような偏光素子の所定の一方方向の偏光成分の透過率をパラレル透過率といい、当該一方方向に直交する他方方向の偏光成分の光の透過率をクロス透過率という。当然、通常の偏光素子は、クロス透過率がパラレル透過率より低い。
偏光素子は、その構成や材料によってパラレル透過率及びクロス透過率の数値が異なるが、どちらか一方を大きくすると他方もまた大きくなり、またどちらか一方を小さくすると他方も小さくなるという相関がある。
有機材料で生成される偏光素子は、無機材料で生成される偏光素子に比べ、パラレル透過率を比較的高いものとしながらクロス透過率を比較的低いものとすることが可能で、より理想の偏光素子に近い性能を得ることができる。しかし、有機材料から生成される偏光素子は、無機材料から生成される偏光素子に比べ熱に弱く、高輝度の光にさらされる環境において寿命を長くすることが困難である。一方、無機材料から生成される偏光素子は熱に強く、特に無機材料から生成される反射型偏光素子は光を留めないため温度が上がりにくいため、高輝度の光にさらされる環境において長期間品質を損なわずに使用可能である。しかし、無機材料から生成される偏光素子は、有機材料から生成される偏光素子に比べ、パラレル透過率に対するクロス透過率の割合が高くクロス透過率を低くしようとするとパラレル透過率が著しく低下してしまう特性を有する。つまり、同じパラレル透過率の有機材料から生成される偏光素子と無機材料から生成される偏光素子とであれば、有機材料から生成される偏光素子の方が低いクロス透過率となる。
プロジェクターのコントラストを確保するため、射出側偏光素子は理想の偏光素子により近い偏光素子である有機材料から生成される偏光素子を用い、その有機材料から生成される偏光素子の熱の負担を軽減し寿命を長く保つため射出側予備偏光素子で射出側偏光素子に入射する光の量を軽減させる。
ここで、図3〜5を参照しながら、比較例1〜3を説明する。
図3は、比較例1に係るプロジェクター1000bにおける光の通過状態を示す図である。図3(a)は黒表示時の光の通過状態を示す図であり、図3(b)は白表示時の光の通過状態を示す図である。
図4は、比較例2に係るプロジェクター1000cにおける光の通過状態を示す図である。図4(a)は黒表示時の光の通過状態を示す図であり、図4(b)は白表示時の光の通過状態を示す図である。
図5は、比較例3に係るプロジェクター1000dにおける光の通過状態を示す図である。図5(a)は黒表示時の光の通過状態を示す図であり、図5(b)は白表示時の光の通過状態を示す図である。
図3は、比較例1に係るプロジェクター1000bにおける光の通過状態を示す図である。図3(a)は黒表示時の光の通過状態を示す図であり、図3(b)は白表示時の光の通過状態を示す図である。
図4は、比較例2に係るプロジェクター1000cにおける光の通過状態を示す図である。図4(a)は黒表示時の光の通過状態を示す図であり、図4(b)は白表示時の光の通過状態を示す図である。
図5は、比較例3に係るプロジェクター1000dにおける光の通過状態を示す図である。図5(a)は黒表示時の光の通過状態を示す図であり、図5(b)は白表示時の光の通過状態を示す図である。
比較例1に係るプロジェクター1000bは、射出側予備偏光素子を備えない、従来のプロジェクターに属するプロジェクターであって、図3に示すように、液晶変調装置710及び射出側偏光素子730を備えるノーマリブラックタイプのプロジェクターである。
射出側偏光素子730は、図3に示すように、S偏光を吸収しP偏光を透過させる吸収型偏光素子である。射出側偏光素子730は、その構造や材料の特性により、液晶変調装置710からのS偏光を100%吸収せず0.15%を透過させる。つまり射出側偏光素子730のクロス透過率TB1は0.15%である。また、射出側偏光素子730は、その構造や材料の特性により、液晶変調装置710からのP偏光を100%透過させず90%を透過させる。つまり射出側偏光素子730のパラレル透過率TB2は90%である。
比較例1に係るプロジェクター1000bにおいては、黒表示時には、図3(a)に示すように、液晶変調装置710を通過した光の強度を100%とすると、0.15%の光が射出側偏光素子730を通過する。従って、黒表示時に射出側偏光素子730では液晶変調装置710を通過した光のうちほぼ100%の光が吸収され熱に変わる。一方、白表示時には、図3(b)に示すように、液晶変調装置710を通過した光の強度を100%とすると、90%の光が射出側偏光素子730を通過する。従って、白表示時に射出側偏光素子730では液晶変調装置710を通過した光のうちほぼ10%の光が吸収され熱に変わる。
従って、比較例1のプロジェクター1000bでは、射出側予備偏光素子がないことにより黒表示時に液晶変調装置710を通過した光のほぼ100%が射出側偏光素子730で吸収され熱に変わるため、射出側偏光素子730は熱により劣化しやすい。射出側偏光素子730の寿命をより長くするためには冷却を強めるなどの対処が必要となり、消費電力の増加及び騒音の増加という別の問題が発生する。
比較例2に係るプロジェクター1000cは、背景技術1に係るプロジェクターに属するプロジェクターであって、図4に示すように、液晶変調装置710、射出側予備偏光素子720c及び射出側偏光素子730を備えるノーマリブラックタイプのプロジェクターである。
射出側予備偏光素子720cは、図4に示すように、S偏光を吸収しP偏光を透過させる吸収型偏光素子である。しかしながら、射出側予備偏光素子720cは、その構造や材料の特性により、液晶変調装置710からのS偏光を100%吸収せず50%を透過させる。つまり射出側予備偏光素子720cのクロス透過率TA1は50%である。また、射出側予備偏光素子720cは、その構造や材料の特性により、液晶変調装置710からのP偏光を100%透過させず98%を透過させる。つまり射出側予備偏光素子720cのパラレル透過率TA2は98%である。
なお、射出側偏光素子730は、比較例1に係るプロジェクター1000bの場合と同じである。
なお、射出側偏光素子730は、比較例1に係るプロジェクター1000bの場合と同じである。
比較例2に係るプロジェクター1000cにおいては、黒表示時には、図4(a)に示すように、液晶変調装置710を通過した光の強度を100%とすると、50%の光が射出側予備偏光素子720cを通過し、そのうち0.15%(すなわち液晶変調装置710を通過した光の0.075%)の光が射出側偏光素子730を通過する。従って、黒表示時に射出側偏光素子730では液晶変調装置710を通過した光のうちほぼ50%の光が吸収され熱に変わる。一方、白表示時には、図4(b)に示すように、液晶変調装置710を通過した光の強度を100%とすると、98%の光が射出側予備偏光素子720cを通過し、そのうち90%(すなわち液晶変調装置710を通過した光の88.2%)の光が射出側偏光素子730を通過する。従って、白表示時に射出側偏光素子730では液晶変調装置710を通過した光のうちほぼ9.8%の光が吸収され熱に変わる。
従って、比較例2のプロジェクター1000cでは、射出側偏光素子730の前に射出側予備偏光素子720cを設けることにより、射出側偏光素子730でもっとも多く光を吸収する状態である黒表示時に、射出側偏光素子730で吸収する光を液晶変調装置710からの光のうちの略50%にすることができる。従って、比較例1の構成と比較して、射出側偏光素子730で熱に変化する光の吸収量を半分にし、その寿命を長くすることができる。しかしながら、比較例2の構成での射出側偏光素子730の寿命ではまだ十分ではなく、比較例1と同様に消費電力の増加及び騒音の増加を伴う冷却効果の増強が必要となる。
比較例3に係るプロジェクター1000dは、背景技術2に係るプロジェクターに属するプロジェクターであって、図5に示すように、液晶変調装置710、射出側予備偏光素子720d及び射出側偏光素子730を備えるノーマリブラックタイプのプロジェクターである。
射出側予備偏光素子720dは、図5に示すように、S偏光を反射しP偏光を透過させるワイヤグリッド型の反射型偏光素子である。しかしながら、射出側予備偏光素子720dは、その構造や材料の特性により、液晶変調装置710からのS偏光を100%反射せず1%を透過させる。つまり射出側予備偏光素子720dのクロス透過率TA1は1%である。また、射出側予備偏光素子720dは、その構造や材料の特性により、液晶変調装置710からのP偏光を100%透過させず85%を透過させる。つまり射出側予備偏光素子720dのパラレル透過率TA2は85%である。
なお、射出側偏光素子730は、比較例1に係るプロジェクター1000bの場合と同じである。
なお、射出側偏光素子730は、比較例1に係るプロジェクター1000bの場合と同じである。
比較例3に係るプロジェクター1000dにおいては、黒表示時には、図5(a)に示すように、液晶変調装置710を通過した光の強度を100%とすると、1%の光が射出側予備偏光素子720dを通過し、そのうち0.15%(すなわち液晶変調装置710を通過した光の0.0015%)の光が射出側偏光素子730を通過する。従って、黒表示時に射出側偏光素子730では液晶変調装置710を通過した光のうちほぼ1%の光が吸収され熱に変わる。一方、白表示時には、図5(b)に示すように、液晶変調装置710を通過した光の強度を100%とすると、85%の光が射出側予備偏光素子720dを通過し、そのうち90%(すなわち液晶変調装置710を通過した光の76.5%)の光が射出側偏光素子730を通過する。従って、白表示時に射出側偏光素子730では液晶変調装置710を通過した光のうちほぼ8.5%の光が吸収され熱に変わる。
従って、比較例3のプロジェクター1000dでは、黒表示時に液晶変調装置710を射出した光のうち99%が、射出側予備偏光素子720dにより光路外へと除去される。射出側予備偏光素子720dは、無機材料から生成された反射型偏光素子であるため、それ自身の熱が上昇しにくくまた熱による劣化がほとんどない。さらに、射出側予備偏光素子720dを設けることにより、射出側偏光素子730で吸収される光は、液晶変調装置710を通過した光のうちの1%ほどに極めて少量とすることができる。しかし、白表示時の射出側偏光素子730で吸収される光が液晶変調装置710を通過した光のうちの8.5%である。白表示時の射出側偏光素子730で吸収される光の吸収量が黒表示時の光の吸収量を上回っている場合、射出側偏光素子730の寿命は最大に光を吸収する白表示時の熱に支配されるため、黒表示時の射出側偏光素子730の光の吸収量を低下させても射出側偏光素子730の寿命を長くすることができない。さらに、比較例3では黒表示時の射出側偏光素子730の光の吸収量を低減させるため、射出側予備偏光素子720dのクロス透過率を低下させたことによりそのパラレル透過率も低下し、白表示時の射出側偏光素子730から射出される光の量が低下する。つまり、比較例3の構成では、黒表示時の射出側偏光素子730での光の吸収を白表示時の場合に比べて大幅に低減させても、射出側偏光素子730の寿命を長くすることができず、白表示時の明るさを低減させてしまう。
[実施例1]
実施例1は、本発明のプロジェクターが背景技術1に係るプロジェクター及び背景技術2に係るプロジェクターよりも長寿命、低騒音、高輝度なプロジェクターであることを示すための実施例である。
実施例1は、本発明のプロジェクターが背景技術1に係るプロジェクター及び背景技術2に係るプロジェクターよりも長寿命、低騒音、高輝度なプロジェクターであることを示すための実施例である。
図6は、実施例1に係るプロジェクター1000aにおける光の通過状態を示す図である。図6(a)は黒表示時の光の通過状態を示す図であり、図6(b)は白表示時の光の通過状態を示す図である。
実施例1に係るプロジェクター1000aは、本発明のプロジェクターに属するプロジェクターであって、図6に示すように、液晶変調装置710、射出側予備偏光素子720a及び射出側偏光素子730を備えるノーマリブラックタイプのプロジェクターである。
射出側予備偏光素子720aは、図6に示すように、S偏光を反射しP偏光を透過させるワイヤグリッド型の反射型偏光素子である。しかしながら、射出側予備偏光素子720aは、その構造や材料の特性により、液晶変調装置710からのS偏光を100%反射せず10%を透過させる。つまり射出側予備偏光素子720aのクロス透過率TA1は10%である。また、射出側予備偏光素子720aは、その構造や材料の特性により、液晶変調装置710からのP偏光を100%透過させず95%を透過させる。つまり射出側予備偏光素子720aのパラレル透過率TA2が95%である。
射出側予備偏光素子720aは、図6に示すように、S偏光を反射しP偏光を透過させるワイヤグリッド型の反射型偏光素子である。しかしながら、射出側予備偏光素子720aは、その構造や材料の特性により、液晶変調装置710からのS偏光を100%反射せず10%を透過させる。つまり射出側予備偏光素子720aのクロス透過率TA1は10%である。また、射出側予備偏光素子720aは、その構造や材料の特性により、液晶変調装置710からのP偏光を100%透過させず95%を透過させる。つまり射出側予備偏光素子720aのパラレル透過率TA2が95%である。
射出側偏光素子730は、図6に示すように、S偏光を吸収しP偏光を透過させる吸収型偏光素子である。しかしながら、射出側偏光素子730は、その構造や材料の特性により、射出側予備偏光素子720aからのS偏光を100%吸収せず0.15%を透過させる。つまり射出側偏光素子730のクロス透過率TB1は0.15%である。また、射出側偏光素子730は、その構造や材料の特性により、射出側予備偏光素子720aからのP偏光を100%透過させず90%を透過させる。つまり射出側偏光素子730のパラレル透過率TB2は90%である。
実施例1に係るプロジェクター1000aにおいては、黒表示時には、図6(a)に示すように、液晶変調装置710を通過した光の強度を100%とすると、10%の光が射出側予備偏光素子720aを通過し、そのうち0.15%(すなわち液晶変調装置710を通過した光の0.015%)の光が射出側偏光素子730を通過する。従って、黒表示時に射出側偏光素子730では液晶変調装置710を通過した光のうちほぼ10%の光が吸収され熱に変わる。一方、白表示時には、図6(b)に示すように、液晶変調装置710を通過した光の強度を100%とすると、95%の光が射出側予備偏光素子720aを通過し、そのうち90%(すなわち液晶変調装置710を通過した光の85.5%)の光が射出側偏光素子730を通過する。従って、白表示時に射出側偏光素子730では液晶変調装置710を通過した光のうちほぼ9.5%の光が吸収され熱に変わる。
実施例1に係るプロジェクター1000aでは、射出側偏光素子730の光の吸収量が黒表示時と白表示時とで略同等となる。射出側偏光素子730のパラレル透過率が90%である場合、白表示時において射出側予備偏光素子720aから射出される光の10%は射出側偏光素子730で吸収する。射出側予備偏光素子720aのパラレル透過率TA2が95%であり、射出側偏光素子730のパラレル透過率TB2が90%であり、液晶変調装置710から射出される光が100%である場合、射出側偏光素子730が吸収する光は、TA2×(100%−TB2)=95%×(100%−90%)=9.5%ある。つまり、黒表示時の射出側偏光素子730の光の吸収をこの9.5%以下にしても射出側偏光素子730の寿命を長くすることはできない。従って、射出側予備偏光素子720aのクロス透過率TA1の基準値TAを、射出側偏光素子730のクロス透過率TB1が0.15%の場合、TA=TA2×(100%−TB2)/(100%−TB1)=9.5%/(100%−0.15%)=9.5%で求め、この基準値TAの±3%の7%〜13%を射出側予備偏光素子720aのクロス透過率TA1とした。この結果から、射出側予備偏光素子720aのクロス透過率は、射出側偏光素子730の他方方向の偏光成分の光の吸収率の値±3%の値に設定しても略同様の結果となることもわかる。
なお、射出側偏光子は一般的な光学特性としてクロス透過率TB1=0.15%、パラレル透過率TB2=90%としたが、本発明はこれに限定されるものではない。クロス透過率TB1は十分低ければ値によらず、プロジェクターとしての製品コントラストを十分に確保できることはいうまでもなく、本発明の射出側予備偏光素子のクロス透過率TA1に影響は与えない。
さらに、射出側予備偏光素子は、一般的な光学特性としてクロス透過率TA1=10%、パラレル透過率TA2=95%としたが、本発明はこれに限定されるものではない。全ての偏光素子において、クロス透過率TA1とパラレル透過率TA2の値には相関があり、どちらかを大きくするともう一方が大きくなり、どちらかを小さくするともう一方が小さくなる。偏光素子の種類によっては、クロス透過率TA1=10%のときに、パラレル透過率TA2が95%よりも大きい偏光素子もあれば、小さい偏光素子もある。従って、上記実施例で説明したように射出側予備偏光素子のクロス透過率TA1の範囲を決定し、例えば7〜13%の範囲として射出側偏光素子の熱負荷を低減した状態で、よりパラレル透過率TA2を大きく設定することにより、射出側偏光素子の熱負荷を低減させながら白表示時の画像の明るさをより向上させることができる。
図7は、実施例1に係るプロジェクター1000a並びに比較例1〜3に係るプロジェクター1000b〜1000dを比較するために示す表である。
図7からも明らかなように、実施例1に係るプロジェクター1000aは、黒表示時における射出側偏光素子における発熱量が極めて少ないため、比較例1又は2に係るプロジェクター1000b,1000cより優れており、また、実施例1に係るプロジェクター1000aは、射出側偏光素子における発熱量が比較例3に係るプロジェクター1000dとほぼ同等であるうえ白表示時における輝度が高いため、比較例3に係るプロジェクター1000dより優れている。従って、本発明のプロジェクターは、背景技術1に係るプロジェクター及び背景技術2に係るプロジェクターよりも長寿命、低騒音、高輝度なプロジェクターである。
なお、射出側予備偏光素子のクロス透過率を7%〜13%の範囲内とするのは、射出側予備偏光素子のクロス透過率が7%未満である場合には、射出側予備偏光素子のパラレル透過率が低くなり、白表示時における輝度が低下するからである。また、射出側予備偏光素子のクロス透過率を7%未満として黒表示時における射出側偏光素子の発熱量を低減(7%未満)したとしても、白表示時における射出側偏光素子の発熱量はそれを上回る(10%)ため、黒表示時における射出側偏光素子の発熱量のみを無理をして低減したとしても総発熱量を低減するうえでそれほど大きな効果が得られないからである。一方、射出側予備偏光素子のクロス透過率が13%を超える場合には、黒表示時における射出側偏光素子に入射する光の強度が、白表示時における射出側偏光素子に入射する光の強度よりもかなり大きくなるため(13%超)、射出側偏光素子の発熱量が大きくなり、射出側偏光素子の寿命を長くしたり、冷却ファンの負荷を低くしたり、照明装置の出力を高くしたりすることが困難となるからである。
また、射出側偏光素子のパラレル透過率TB2は偏光素子の種類によって5%程度のばらつきがあるが、射出側予備偏光素子のクロス透過率TA1=7〜13%に設定することにより、十分に上述の効果を得ることができる。
光吸収手段450R,450G,450Bは、射出側予備偏光素子440R,440G,440Bの上方に配設されている。光吸収手段450R,450G,450Bは、射出側予備偏光素子440R,440G,440Bによって反射され系外に逃がされた光を吸収する。
クロスダイクロイックプリズム500は、各射出側偏光素子430R,430G,430Bから射出された各色光ごとに変調された光学像を合成してカラー画像を形成する光学素子である。このクロスダイクロイックプリズム500は、4つの直角プリズムを貼り合わせた平面視略正方形状をなし、直角プリズム同士を貼り合わせた略X字状の界面には、誘電体多層膜が形成されている。略X字状の一方の界面に形成された誘電体多層膜は、赤色光を反射するものであり、他方の界面に形成された誘電体多層膜は、青色光を反射するものである。これらの誘電体多層膜によって赤色光及び青色光は曲折され、緑色光の進行方向と揃えられることにより、3つの色光が合成される。
クロスダイクロイックプリズム500から射出されたカラー画像は、投写光学系600によって拡大投写され、スクリーンSCR上で画面画像を形成する。
実施形態1に係るプロジェクター1000において、略1種類の直線偏光光として照明装置100から射出された光は、色分離導光光学系200及び集光レンズ300R,300G,300Bを経て入射側偏光素子420R,420G,420Bに入射し、入射側偏光素子420R,420G,420Bの機能によってさらに偏光度が高められ、液晶変調装置410R,410G,410Bに向けて射出される。
入射側偏光素子420R,420G,420Bから射出され、液晶変調装置410R,410G,410Bに入射した光は、液晶変調装置410R,410G,410Bによって偏光方向を変調され、射出側予備偏光素子440R,440G,440Bに向けて射出される。
液晶変調装置410R,410G,410Bから射出され、射出側予備偏光素子440R,440G,440Bに入射した光は、黒表示時には約90%が射出側予備偏光素子440R,440G,440Bで反射され系外へと逃がされ、残りの約10%が射出側偏光素子430R,430G,430Bへ向けて射出される。また、白表示時には約95%が射出側予備偏光素子440R,440G,440Bを通過し、射出側偏光素子430R,430G,430Bへ向けて射出され、残りの光が反射され系外へと逃がされる。
射出側予備偏光素子440R,440G,440Bから射出され、射出側偏光素子430R,430G,430Bへ入射した光は、黒表示時にはそのほとんどが射出側偏光素子430R,430G,430Bに吸収される。また、白表示時には射出側偏光素子430R,430G,430Bを通過し、クロスダイクロイックプリズム500に向けて射出される。
入射側偏光素子420R,420G,420Bから射出され、液晶変調装置410R,410G,410Bに入射した光は、液晶変調装置410R,410G,410Bによって偏光方向を変調され、射出側予備偏光素子440R,440G,440Bに向けて射出される。
液晶変調装置410R,410G,410Bから射出され、射出側予備偏光素子440R,440G,440Bに入射した光は、黒表示時には約90%が射出側予備偏光素子440R,440G,440Bで反射され系外へと逃がされ、残りの約10%が射出側偏光素子430R,430G,430Bへ向けて射出される。また、白表示時には約95%が射出側予備偏光素子440R,440G,440Bを通過し、射出側偏光素子430R,430G,430Bへ向けて射出され、残りの光が反射され系外へと逃がされる。
射出側予備偏光素子440R,440G,440Bから射出され、射出側偏光素子430R,430G,430Bへ入射した光は、黒表示時にはそのほとんどが射出側偏光素子430R,430G,430Bに吸収される。また、白表示時には射出側偏光素子430R,430G,430Bを通過し、クロスダイクロイックプリズム500に向けて射出される。
以上のように、実施形態1に係るプロジェクター1000によれば、液晶変調装置410R,410G,410Bと射出側偏光素子430R,430G,430Bとの間に配設される射出側予備偏光素子440R,440G,440Bを備えるため、射出側偏光素子430R,430G,430Bで遮断すべき光を、射出側予備偏光素子440R,440G,440Bによって予め減衰させた後に、射出側偏光素子430R,430G,430Bに入射させることが可能となり、その結果、射出側偏光素子430R,430G,430Bに入射する光の強度を大幅に低減することができる。このため、黒表示時における射出側偏光素子の発熱量を背景技術1に係るプロジェクターの場合と同様に低減することが可能となり、その結果、背景技術1に係るプロジェクターの場合と同様に、射出側偏光素子の寿命を長くしたり、冷却ファンの負荷を低くしたり、照明装置の出力を高くしたりすることが可能となる。
また、実施形態1に係るプロジェクター1000によれば、射出側予備偏光素子440R,440G,440Bとして、クロス透過率が7%〜13%の範囲内にある、背景技術1に係るプロジェクターの場合よりもクロス透過率の低い反射型偏光素子を備えるため、射出側偏光素子430R,430G,430Bに入射する光の強度を背景技術1に係るプロジェクターの場合よりも小さくすることが可能となる。このため、黒表示時における射出側偏光素子の発熱量を背景技術1に係るプロジェクターの場合よりもさらに低減する(「50%」→「7%〜13%」)ことが可能となり、背景技術1に係るプロジェクターよりも長寿命、低騒音、高輝度のプロジェクターを提供することが可能となる。
また、実施形態1に係るプロジェクター1000によれば、射出側予備偏光素子440R,440G,440Bとして、クロス透過率が7%〜13%の範囲内にある反射型偏光素子を備えるため、実施例からも明らかなように、黒表示時における射出側偏光素子430R,430G,430Bの発熱量を背景技術1に係るプロジェクターの場合よりも大幅に低減した場合であっても、白表示時における輝度を低下させることがなくなる。
その結果、実施形態1に係るプロジェクター1000は、背景技術1に係るプロジェクター及び背景技術2に係るプロジェクターよりも長寿命、低騒音、高輝度のプロジェクターとなる。
また、実施形態1に係るプロジェクター1000によれば、照明装置100と液晶変調装置410R,410G,410Bとの間に、照明装置100からの光のうち一方方向の偏光成分を有する光のみを通過させて偏光度を高める入射側偏光素子420R,420G,420Bを備えるため、黒表示時においては、射出側予備偏光素子及び射出側偏光素子に入射する一方方向の偏光成分を有する光の光量を極めて低いレベルにまで低減することが可能となり、広いダイナミックレンジを有し黒の再現性に優れたプロジェクターを提供することが可能となる。
また、実施形態1に係るプロジェクター1000によれば、照明装置100と、色分離導光光学系200と、3つの液晶変調装置410R,410G,410Bと、クロスダイクロイックプリズム500とを備えるため、赤色光、緑色光及び青色光のすべての場合において、白表示時(最高輝度表示時)における輝度を低下させることなく黒表示時における射出側偏光素子の発熱量を低減することが可能となることから、背景技術1に係るプロジェクター及び背景技術2に係るプロジェクターよりも長寿命、低騒音、高輝度のフルカラープロジェクターを提供することが可能となる。
[実施形態2]
図8は、実施形態2に係るプロジェクター1002の光学系の要部を示す側面図である。なお、図8においては、図2と同一の部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
図8は、実施形態2に係るプロジェクター1002の光学系の要部を示す側面図である。なお、図8においては、図2と同一の部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
実施形態2に係るプロジェクター1002(図示せず。)は、基本的には実施形態1に係るプロジェクター1000と同様の構成を有するが、射出側予備偏光素子の構成が実施形態1に係るプロジェクター1000とは異なる。すなわち、実施形態2に係るプロジェクター1002においては、図8に示すように、実施形態1に係るプロジェクター1000が備える射出側予備偏光素子440R,440G,440Bに代えて、板状の射出側予備偏光素子700R,700G,700Bを備えている。射出側予備偏光素子700R,700G,700Bと照明光軸とがなす角度は、例えば45度に設定されている。
射出側予備偏光素子700Rは、液晶変調装置410Rと射出側偏光素子430Rとの間に配置され、液晶変調装置410Rから射出された光のうち、所定の方向に軸を有する直線偏光をのみを透過させ、その他の光を反射する機能を有する。この射出側予備偏光素子700Rは、透明基板上にワイヤグリットが形成された構造を有するワイヤグリット型反射型偏光素子であり、クロス透過率が7%〜13%の範囲内に設定されている。なお、図示による説明を省略するが、他の射出側予備偏光素子700G,700Bも射出側予備偏光素子700Rと、同様の構成を有している。
このように、実施形態2に係るプロジェクター1002は、射出側予備偏光素子700R,700G,700Bとして、クロス透過率が7%〜13%の範囲内にあるワイヤグリット型反射型偏光素子を備えるため、背景技術1に係るプロジェクター及び背景技術2に係るプロジェクターよりも長寿命、低騒音、高輝度のプロジェクターとなる。
なお、実施形態2に係るプロジェクター1002は、射出側予備偏光素子の構成以外の点においては、実施形態1に係るプロジェクター1000と同様の構成を有するため、実施形態1に係るプロジェクター1000が有する効果のうち該当する効果をそのまま有する。
以上、本発明のプロジェクターを上記の各実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
(1)上記実施形態1〜2においては、発光管を有する光源装置と、第1レンズアレイと、第2レンズアレイと、偏光変換素子と、重畳レンズとを有するいわゆるレンズインテグレータタイプの照明装置を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。発光管を有する光源装置と、光源装置からの光を偏光方向の揃った略1種類の直線偏光に変換して射出する偏光変換素子と、光源装置からの光をその内部で反射させることによりその射出面での光の面ない強度を均一にするインテグレーターロッドとインテグレーターロッドの射出面の像を画像変調装置上に結像させるレンズとを有する照明装置を用いることもできる。また、LEDを有する光源装置と、光源装置からの光を偏光方向の揃った略1種類の直線偏光に変換して射出する偏光変換素子と、前述のようなインテグレーターロッドとインテグレーターロッドの射出面の像を画像変調装置上に結像させるレンズとを有する照明装置を用いることもできる。
(2)上記各実施形態のプロジェクター1000〜1002は透過型のプロジェクターであるが、本発明は反射型のプロジェクターにも適用することが可能である。ここで、「透過型」とは、透過型の液晶表示装置等のように光変調手段としての電気光学変調装置が光を透過するタイプであることを意味しており、「反射型」とは、反射型液晶表示装置のように光変調手段としての電気光学変調装置が光を反射するタイプであることを意味している。反射型のプロジェクターにこの発明を適用した場合にも、透過型のプロジェクターと同様の効果を得ることができる。
(3)上記各実施形態のプロジェクター1000〜1002においては、入射側偏光素子として、吸収型の偏光素子を用いて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。入射側偏光素子として、ワイヤグリット型又はXY型の反射型偏光素子を用いてもよい。
(4)上記各実施形態のプロジェクター1000〜1002においては、液晶変調装置として、ノーマリーブラック型の液晶変調装置を用いて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。液晶変調装置として、ノーマリーホワイト型の液晶変調装置を用いても同様の効果が得られる。
(5)本発明は、投写画像を観察する側から投写するフロント投写型プロジェクターにも、投写画像を観察する側とは反対の側から投写するリア投写型プロジェクターにも適用できることはいうまでもない。
100…照明装置、110,160,170…光源装置、112…発光管、114…楕円面リフレクター、116…副鏡、118…凹レンズ、120…第1レンズアレイ、122…第1小レンズ、130…第2レンズアレイ、132…第2小レンズ、140…偏光変換素子、150…重畳レンズ、162,176…インテグレーターロッド、164,178,270…リレーレンズ、172…LED光源、174,300R,300G,300B…集光レンズ、200…色分離導光光学系、210,220…ダイクロイックミラー、230,240,250…反射ミラー、260…入射側レンズ、410R,410G,410B,412…液晶変調装置、420R,420G,420B,422…入射側偏光素子、430R,430G,430B,432…射出側偏光素子、440R,440G,440B,442,700R,800R…射出側予備偏光素子、450R,450G,450B,702R,802R…光吸収手段、500…クロスダイクロイックプリズム、600…投写光学系、1000,1002…プロジェクター、SCR…スクリーン
Claims (7)
- 一方方向の偏光成分を有する光を射出する照明装置と、
前記照明装置からの光を画像情報に応じて変調する液晶変調装置と、
前記液晶変調装置から射出される光のうち一方方向の偏光成分を有する光及び他方方向の偏光方向を有する光のうちいずれかの光のみを通過させる射出側偏光素子と、
前記射出側偏光素子を通過する光を投写面に向けて投写する投写光学系と、
前記液晶変調装置と前記射出側偏光素子との間に配設される射出側予備偏光素子とを備えるプロジェクターであって、
前記射出側予備偏光素子は、クロス透過率が7%〜13%の範囲内にある反射型偏光素子であることを特徴とするプロジェクター。 - 請求項1に記載のプロジェクターにおいて、
前記射出側予備偏光素子は、クロス透過率が8%〜12%の範囲内にある反射型偏光素子であることを特徴とするプロジェクター。 - 請求項1又は2に記載のプロジェクターにおいて、
前記反射型偏光素子は、ワイヤグリッド型反射型偏光素子又はXY型反射型偏光素子からなることを特徴とするプロジェクター。 - 請求項1〜3のいずれかに記載のプロジェクターにおいて、
前記照明装置と前記液晶変調装置との間に、前記照明装置からの光のうち一方方向又は他方方向の偏光成分のみを通過させて偏光度を高める入射側偏光素子をさらに備えることを特徴とするプロジェクター。 - 請求項1〜4のいずれかに記載のプロジェクターにおいて、
前記液晶変調装置として、赤、緑及び青の3つの色光のそれぞれを変調する赤色光用液晶変調装置、緑色光用液晶変調装置及び青色光用液晶変調装置を備え、
前記射出側偏光素子として、それぞれが、各液晶変調装置から射出される光のうち一方方向の偏光成分を有する光及び他方方向の偏光方向を有する光のうちいずれかの光のみを通過させる3つの射出側偏光素子を備え、
前記射出側予備偏光素子として、それぞれが各液晶変調装置と各射出側偏光素子との間に配設される3つの射出側予備偏光素子とを備え、
前記プロジェクターは、照明装置からの光を赤、緑及び青の3つの色光に分離する色分離光学系と、前記3つの液晶変調装置で変調された各色光を合成する色合成光学系とをさらに備えることを特徴とするプロジェクター。 - 光を射出する照明装置と、
前記照明装置からの光を画像情報に応じて変調する液晶変調装置と、
前記液晶変調装置から射出される光のうち所定の一方方向の偏光成分を有する光の透過率が前記一方方向に直交する他方方向の偏光成分を有する光の透過率より低い射出側偏光素子と、
前記射出側偏光素子を通過する光を投写面に向けて投写する投写光学系と、
前記液晶変調装置と前記射出側偏光素子との間に配設される射出側予備偏光素子とを備えるプロジェクターであって、
前記プロジェクターが全面白の画像を表示しているときにおける前記射出側偏光素子の光の吸収量と、前記プロジェク全面黒の画像を表示しているときにおける前記射出側偏光素子の光の吸収量とが略一致するように前記射出側偏光素子の前記一方方向の偏光成分を有する光の透過率と前記他方方向の偏光成分を有する光の透過率が設定されていることを特徴とするプロジェクター。 - 前記請求項6に記載のプロジェクターにおいて、
前記射出側予備偏光素子の前記一方方向の偏光成分を有する光の透過率は、前記射出側偏光素子の前記他方方向の偏光成分を有する光の吸収率の値±3%の値に設定されていることを特徴とするプロジェクター。
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WO2011111851A1 (en) | 2010-03-12 | 2011-09-15 | Canon Kabushiki Kaisha | Ophthalmologic apparatus and control method for the same |
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