図１は、実施形態に係るプロジェクター１の光学系３０の概構成を示すブロック図である。図１を参照してプロジェクター１の光学系３０を説明する。
プロジェクター１は、光源装置３１から射出された光束を画像情報に応じて変調して画像光を生成し、生成した画像光をスクリーン１００などに投射する装置である。
FIG. 1 is a block diagram showing an approximate configuration of an optical system 30 of a projector 1 according to an embodiment. The optical system 30 of the projector 1 will be described with reference to FIG.
The projector 1 is a device that modulates a light beam emitted from a light source device 31 according to image information to generate image light, and projects the generated image light onto a screen 100 or the like.
図１に示すように、プロジェクター１の光学系３０は、光源装置３１、照明光学装置３２、色分離光学装置３３、光変調装置５、色合成装置３５、及び投射光学装置３６などを備えて構成されている。また、本実施形態では、更に、色合成装置３５と投射光学装置３６との間に、光路変更装置８を備えて構成されている。
As shown in FIG. 1, the optical system 30 of the projector 1 includes a light source device 31, an illumination optical device 32, a color separation optical device 33, a light modulation device 5, a color synthesis device 35, a projection optical device 36, and the like. Has been done. Further, in the present embodiment, an optical path changing device 8 is further provided between the color synthesizing device 35 and the projection optical device 36.
光源装置３１は、例えば、青色のレーザー光を射出する光源としてのレーザー光源３１１、集光レンズ、蛍光層を有する発光素子、コリメートレンズなどを用いて構成される。レーザー光源３１１は、例えば、半導体レーザーダイオードである。集光レンズ、蛍光層を有する発光素子、コリメートレンズは図示を省略する。照明光学装置３２は、いずれも不図示のレンズアレイ、偏光変換素子、重畳レンズなどを用いて構成される。
The light source device 31 is configured by using, for example, a laser light source 311 as a light source for emitting blue laser light, a condenser lens, a light emitting element having a fluorescent layer, a collimating lens, and the like. The laser light source 311 is, for example, a semiconductor laser diode. The condenser lens, the light emitting element having a fluorescent layer, and the collimating lens are not shown. The illumination optical device 32 is configured by using a lens array (not shown), a polarization conversion element, a superimposing lens, and the like.
光変調装置５は、赤色光、緑色光、青色光の色光毎に備える３つの透過型の液晶パネル５１などを用いて構成される。以下では、赤色光をＲ光、緑色光をＧ光、青色光をＢ光と称する。詳細には、光変調素子としての３つの液晶パネル５１は、Ｒ光用の光変調素子の一例であるＲ光用液晶パネル５１Ｒ、Ｇ光用の光変調素子の一例であるＧ光用液晶パネル５１Ｇ、及びＢ光用の光変調素子の一例であるＢ光用液晶パネル５１Ｂで構成される。
The optical modulation device 5 is configured by using three transmissive liquid crystal panels 51 and the like provided for each of red light, green light, and blue light. Hereinafter, red light is referred to as R light, green light is referred to as G light, and blue light is referred to as B light. Specifically, the three liquid crystal panels 51 as optical modulation elements are an R light liquid crystal panel 51R which is an example of an optical modulation element for R light, and a G light liquid crystal panel which is an example of an optical modulation element for G light. It is composed of 51G and a liquid crystal panel 51B for B light, which is an example of an optical modulation element for B light.
色合成装置３５は、色合成素子としてのプリズム、詳細には、クロスダイクロイックプリズム３５１を用いて構成される。クロスダイクロイックプリズム３５１は、４つの直角プリズムが貼り合わされ、その内面にＲ光を反射する誘電多層膜とＢ光を反射する誘電多層膜とが十字状に形成されている。Ｇ光は両方の誘電多層膜を透過する。投射光学装置３６は、図示省略するズームレンズなどを含んで構成される。
The color synthesizer 35 is configured by using a prism as a color synthesizer element, specifically, a cross dichroic prism 351. In the cross dichroic prism 351, four right-angle prisms are bonded together, and a dielectric multilayer film that reflects R light and a dielectric multilayer film that reflects B light are formed in a cross shape on the inner surface thereof. G light passes through both dielectric multilayer films. The projection optical device 36 includes a zoom lens and the like (not shown).
光路変更装置８は、色合成装置３５から射出された光を透過させる後述する第２の光学素子としてのガラス板８０と、ガラス板８０を変位させるアクチュエーター８３とを備えている。
The optical path changing device 8 includes a glass plate 80 as a second optical element described later that transmits light emitted from the color synthesizing device 35, and an actuator 83 that displaces the glass plate 80.
光源装置３１は、レーザー光源３１１の発光素子から射出される青色のレーザー光を励起光として集光レンズで集光し、波長変換素子に入射させ、青色のレーザー光と合せて黄色のレーザー光を射出させ、コリメートレンズで平行化して照明光学装置３２に向けて射出する。波長変換素子は、例えば蛍光層である。なお、光源装置３１は、光源としてレーザー光源３１１を用いた構成に限られず、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）や放電型の光源ランプを用いることもできる。照明光学装置３２は、光源装置３１から射出された光に対し、照明光軸に直交する面内での照度を均一化し、光変調装置５、具体的には液晶パネル５１、の表面に略重畳させる。色分離光学装置３３は、照明光学装置３２から射出された照明光束を、Ｒ光、Ｇ光、及びＢ光の３つの色光に分離し、対応する３つの液晶パネル５１に導光する。
The light source device 31 collects the blue laser light emitted from the light emitting element of the laser light source 311 as excitation light by a condenser lens, causes the light incident on the wavelength conversion element, and combines the blue laser light with the yellow laser light. It is ejected, parallelized by a collimating lens, and ejected toward the illumination optical device 32. The wavelength conversion element is, for example, a fluorescent layer. The light source device 31 is not limited to the configuration in which the laser light source 311 is used as the light source, and an LED (Light Emitting Diode) or a discharge type light source lamp can also be used. The illumination optical device 32 equalizes the illuminance in the plane orthogonal to the illumination optical axis with respect to the light emitted from the light source device 31, and substantially superimposes it on the surface of the optical modulation device 5, specifically, the liquid crystal panel 51. Let me. The color separation optical device 33 separates the illumination light flux emitted from the illumination optical device 32 into three color lights of R light, G light, and B light, and guides the light to the corresponding three liquid crystal panels 51.
光変調装置５は、３つの液晶パネル５１に入射した各色光に対し、画像情報に応じて、各液晶パネル５１でそれぞれ変調して光学像を形成する。色合成装置３５は、光変調装置５から色光毎に射出された光学像を、クロスダイクロイックプリズム３５１で合成し、合成した光学像を画像光として光路変更装置８に射出する。光路変更装置８は、時分割で光路を変更しながら、画像光を投射光学装置３６に射出する。投射光学装置３６は、光路変更装置８から入射する画像光に対し、ズーム調整機能などを有し、画像光をスクリーン１００に拡大投射する。
The optical modulation device 5 modulates each color light incident on the three liquid crystal panels 51 on each liquid crystal panel 51 according to the image information to form an optical image. The color synthesizer 35 synthesizes an optical image emitted from the light modulation device 5 for each color light by the cross dichroic prism 351 and emits the synthesized optical image as image light to the optical path changing device 8. The optical path changing device 8 emits image light to the projection optical device 36 while changing the optical path in a time division manner. The projection optical device 36 has a zoom adjustment function and the like for the image light incident from the optical path changing device 8, and magnifies and projects the image light onto the screen 100.
図２は、本実施形態に係るプロジェクター１の光学的な構成を示す説明図である。また、図２は、プロジェクター１の光学系３０の各種光学素子を上から見た状態で、主要な光学素子の配置を簡略化して示している。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing an optical configuration of the projector 1 according to the present embodiment. Further, FIG. 2 shows a simplified arrangement of the main optical elements in a state where various optical elements of the optical system 30 of the projector 1 are viewed from above.
本明細書において、説明の便宜上、互いに直交する３軸として、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を有する右手系の座標系を設定する。スクリーン１００に投射するための合成された画像光ＬＬの射出方向を＋Ｘ方向とする。Ｘ軸を含む水平方向で、Ｘ軸と直交する方向を＋Ｙ方向とする。＋Ｚ方向が上である。なお、それぞれの軸の反対方向が－Ｘ方向、－Ｙ方向、－Ｚ方向となる。
In the present specification, for convenience of explanation, a right-handed coordinate system having an X-axis, a Y-axis, and a Z-axis is set as three axes orthogonal to each other. The emission direction of the combined image light LL for projecting onto the screen 100 is set to the + X direction. In the horizontal direction including the X axis, the direction orthogonal to the X axis is defined as the + Y direction. The + Z direction is up. The opposite directions of the respective axes are the −X direction, the −Y direction, and the −Z direction.
図２に示すように、色分離光学装置３３は、ダイクロイックミラー３３１Ａ，３３１Ｂと、反射ミラー３３３Ａ，３３３Ｂ，３３３Ｃとを含んで構成されている。本実施形態では、色分離光学装置３３で分離された光について、Ｇ光が第１光、Ｒ光が第２光、Ｂ光が第３光に相当する。
As shown in FIG. 2, the color separation optical device 33 includes a dichroic mirror 331A, 331B and a reflection mirror 333A, 333B, 333C. In the present embodiment, regarding the light separated by the color separation optical device 33, the G light corresponds to the first light, the R light corresponds to the second light, and the B light corresponds to the third light.
そして、光変調装置５は、第１光としてのＧ光を変調するＧ光用液晶パネル５１Ｇを収容して構成される第１の光変調装置５Ｇ、第２光としてのＲ光を変調するＲ光用液晶パネル５１Ｒを収容して構成される第２の光変調装置５Ｒ、第３光としてのＢ光を変調するＢ光用液晶パネル５１Ｂを収容して構成される第３の光変調装置５Ｂ、とで構成される。Ｇ光用液晶パネル５１Ｇは、本実施形態では第１の液晶パネル５１Ｇに対応する。Ｒ光用液晶パネル５１Ｒは、本実施形態では第２の液晶パネル５１Ｒに対応する。また、Ｂ光用液晶パネル５１Ｂは、本実施形態では第３の液晶パネル５１Ｂに対応する。
The optical modulator 5 includes a first optical modulator 5G that accommodates a G-light liquid crystal panel 51G that modulates G-light as the first light, and R that modulates R-light as the second light. A second optical modulator 5R that accommodates the optical liquid crystal panel 51R, and a third optical modulator 5B that accommodates the B optical liquid crystal panel 51B that modulates B light as the third light. , And. The G-light liquid crystal panel 51G corresponds to the first liquid crystal panel 51G in this embodiment. The R-light liquid crystal panel 51R corresponds to the second liquid crystal panel 51R in the present embodiment. Further, the liquid crystal panel 51B for B light corresponds to the third liquid crystal panel 51B in the present embodiment.
図２に示すように、第１の光変調装置５Ｇは、クロスダイクロイックプリズム３５１の－Ｘ方向に配置される。第２の光変調装置５Ｒは、クロスダイクロイックプリズム３５１の－Ｙ方向に配置される。第３の光変調装置５Ｂは、クロスダイクロイックプリズム３５１の＋Ｙ方向に配置される。クロスダイクロイックプリズム３５１は、第１光、第２光、第３光を合成して、フルカラーの画像光を＋Ｘ方向に射出する。
As shown in FIG. 2, the first optical modulation device 5G is arranged in the −X direction of the cross dichroic prism 351. The second optical modulation device 5R is arranged in the −Y direction of the cross dichroic prism 351. The third optical modulation device 5B is arranged in the + Y direction of the cross dichroic prism 351. The cross dichroic prism 351 synthesizes the first light, the second light, and the third light, and emits full-color image light in the + X direction.
それぞれの光変調装置５の入射側には入射側偏光板５１ａを備え、射出側には、射出側偏光板５１ｂを備えている。入射側偏光板５１ａ及び射出側偏光板５１ｂは、各液晶パネル５１に対応させて、光の偏向軸に沿う方向を最適な角度に調整することで、コントラストや輝度を向上させる。
An incident side polarizing plate 51a is provided on the incident side of each optical modulation device 5, and an emission side polarizing plate 51b is provided on the emission side. The incident-side polarizing plate 51a and the ejection-side polarizing plate 51b are associated with each liquid crystal panel 51, and the direction along the deflection axis of light is adjusted to an optimum angle to improve contrast and brightness.
レーザー光源３１１から出射された光は、照明光学装置３２を経て、色分離光学装置３３のダイクロイックミラー３３１ＡによってＲ光とその他の光とに分離される。ダイクロイックミラー３３１Ａを透過したＲ光は、反射ミラー３３３Ａで反射された後、第２の光変調装置５Ｒに入射する。ダイクロイックミラー３３１Ａで反射されたその他の光は、ダイクロイックミラー３３１Ｂによって更にＧ光とＢ光とに分離される。ダイクロイックミラー３３１Ｂで反射されたＧ光は、第１の光変調装置５Ｇに入射する。ダイクロイックミラー３３１Ｂを透過したＢ光は、反射ミラー３３３Ｂ，３３３Ｃで反射された後、第３の光変調装置５Ｂに入射する。
The light emitted from the laser light source 311 passes through the illumination optical device 32 and is separated into R light and other light by the dichroic mirror 331A of the color separation optical device 33. The R light transmitted through the dichroic mirror 331A is reflected by the reflection mirror 333A and then incident on the second light modulation device 5R. The other light reflected by the dichroic mirror 331A is further separated into G light and B light by the dichroic mirror 331B. The G light reflected by the dichroic mirror 331B is incident on the first light modulator 5G. The B light transmitted through the dichroic mirror 331B is reflected by the reflection mirrors 333B and 333C and then incident on the third light modulation device 5B.
光路変更装置８としてのガラス板８０は、クロスダイクロイックプリズム３５１で構成される色合成装置３５と投射光学装置３６との間に配置される。本実施形態のプロジェクター１は、ガラス板８０によって、画像光ＬＬの光路を変更させること、いわゆる画素シフトを行うことにより、光変調装置５を構成する液晶パネル５１の解像度よりも高い解像度の画像光をスクリーン１００に投射する。例えば、光変調装置５がフルハイビジョンであれば、４Ｋの画像を表示することができる。
The glass plate 80 as the optical path changing device 8 is arranged between the color synthesizing device 35 composed of the cross dichroic prism 351 and the projection optical device 36. In the projector 1 of the present embodiment, the optical path of the image light LL is changed by the glass plate 80, that is, the so-called pixel shift is performed, so that the image light has a resolution higher than the resolution of the liquid crystal panel 51 constituting the optical modulation device 5. Is projected onto the screen 100. For example, if the optical modulation device 5 is full high-definition, a 4K image can be displayed.
図３は、画像光の光路変更による画像表示位置のシフトを示す説明図である。画像光の光路変更による高解像度化の原理について図３を用いて簡単に説明する。
光路変更装置８は、色合成装置３５で合成された画像光ＬＬが入射する装置である。光路変更装置８は、板状の光学素子であるガラス板８０と、後述するアクチュエーター８３（図８）とを備えている。そして、アクチュエーター８３がガラス板８０の姿勢を変位させることで、屈折を利用して画像光ＬＬの光路をシフトさせる。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a shift in the image display position due to a change in the optical path of the image light. The principle of increasing the resolution by changing the optical path of the image light will be briefly described with reference to FIG.
The optical path changing device 8 is a device to which the image light LL synthesized by the color synthesizing device 35 is incident. The optical path changing device 8 includes a glass plate 80 which is a plate-shaped optical element and an actuator 83 (FIG. 8) described later. Then, the actuator 83 displaces the posture of the glass plate 80, thereby shifting the optical path of the image light LL by utilizing refraction.
光路変更装置８は、ガラス板８０を光軸Ｌと交差する第１揺動軸Ｊ１（図８）周り、及び光軸Ｌと交差し且つ第１揺動軸Ｊ１と交差する第２揺動軸Ｊ２（図８）周りに揺動させる。ガラス板８０が第１揺動軸Ｊ１周りに揺動すると、ガラス板８０に入射する光の光路は第１軸Ｆ１に沿ってシフトする。ガラス板８０が第２揺動軸Ｊ２周りに揺動すると、ガラス板８０に入射する光の光路は第１軸Ｆ１と交差する第２軸Ｆ２に沿ってシフトする。これにより、スクリーン１００上に表示される画素Ｐｘは、第１軸Ｆ１及び第１軸Ｆ１と交差する第２軸Ｆ２へずらして表示される。
The optical path changing device 8 has a second swing axis around the first swing axis J1 (FIG. 8) where the glass plate 80 intersects the optical axis L, and a second swing axis which intersects the optical axis L and intersects the first swing axis J1. Swing around J2 (Fig. 8). When the glass plate 80 swings around the first swing axis J1, the optical path of the light incident on the glass plate 80 shifts along the first axis F1. When the glass plate 80 swings around the second swing axis J2, the optical path of the light incident on the glass plate 80 shifts along the second axis F2 intersecting the first axis F1. As a result, the pixel Px displayed on the screen 100 is shifted to the second axis F2 that intersects the first axis F1 and the first axis F1.
プロジェクター１は、第１軸Ｆ１の光路のシフトと、第２軸Ｆ２の光路のシフトをと組み合わせることにより、見かけ上の画素を増加させ、スクリーン１００に投射される画像を高解像度化する。例えば、図３に示すように、第１軸Ｆ１及び第２軸Ｆ２にそれぞれ半画素分、すなわち、画素Ｐｘの半分、ずれた位置に画素Ｐｘを移動させる。これにより、スクリーン１００上の画像表示位置を、画像表示位置Ｐ１から第１軸Ｆ１に半画素分ずらした画像表示位置Ｐ２、画像表示位置Ｐ１から第１軸Ｆ１及び第２軸Ｆ２にそれぞれ半画素分ずらした画像表示位置Ｐ３、及び画像表示位置から第２軸Ｆ２に半画素分ずらした画像表示位置Ｐ４にずらすことができる。
The projector 1 increases the apparent pixels by combining the shift of the optical path of the first axis F1 and the shift of the optical path of the second axis F2, and increases the resolution of the image projected on the screen 100. For example, as shown in FIG. 3, the pixel Px is moved to a position shifted by half a pixel, that is, half of the pixel Px, to the first axis F1 and the second axis F2, respectively. As a result, the image display position on the screen 100 is shifted by half a pixel from the image display position P1 to the first axis F1, and half pixels from the image display position P1 to the first axis F1 and the second axis F2, respectively. The image display position P3 shifted from the image display position and the image display position P4 shifted from the image display position by half a pixel to the second axis F2 can be shifted.
図３に示すように、画像表示位置Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４にそれぞれ一定時間ずつ画像を表示させるように光路変更動作を行い、光路変更動作に同期させて液晶パネル５１における表示内容を変化させる。これによって、見かけ上、画素Ｐｘよりも小さいサイズの画素Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを表示させることができる。例えば、画素Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの表示を全体として６０Ｈｚの周波数で行う場合には、画像表示位置Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４に対応して、液晶パネル５１に４倍の速度で表示を実行させる必要がある。つまり、液晶パネル５１における表示の周波数、いわゆるリフレッシュレートは２４０Ｈｚとなる。
As shown in FIG. 3, an optical path changing operation is performed so that an image is displayed at each of the image display positions P1, P2, P3, and P4 for a certain period of time, and the display content on the liquid crystal panel 51 is changed in synchronization with the optical path changing operation. .. As a result, pixels A, B, C, and D having a size apparently smaller than the pixel Px can be displayed. For example, when the pixels A, B, C, and D are displayed at a frequency of 60 Hz as a whole, the display is displayed on the liquid crystal panel 51 at a speed four times faster corresponding to the image display positions P1, P2, P3, and P4. Need to be done. That is, the display frequency on the liquid crystal panel 51, that is, the so-called refresh rate is 240 Hz.
図４は、色合成装置３５に光変調装置５が設置された状態を示す概略斜視図である。なお、本実施形態では、色合成装置３５、具体的には、クロスダイクロイックプリズム３５１の３つの側面に光変調装置５がそれぞれ設置される状態となるが、図４では、説明の便宜上、光変調装置５として第１の光変調装置５Ｇと第２の光変調装置５Ｒとを図示し、第２の光変調装置５Ｒが設置される面の背面側の面に設置される第３の光変調装置５Ｂの図示を省略している。また、本実施形態では、光変調装置５の射出側で、クロスダイクロイックプリズム３５１の３つの側面に設置される射出側偏光板５１ｂの図示を省略している。
FIG. 4 is a schematic perspective view showing a state in which the optical modulation device 5 is installed in the color synthesis device 35. In the present embodiment, the optical modulation device 5 is installed on each of the three sides of the color synthesizer 35, specifically, the cross dichroic prism 351. However, in FIG. 4, for convenience of explanation, optical modulation is performed. As the device 5, a first light modulation device 5G and a second light modulation device 5R are shown, and a third light modulation device installed on the back surface of the surface on which the second light modulation device 5R is installed is shown. The illustration of 5B is omitted. Further, in the present embodiment, the illumination side polarizing plate 51b installed on the three side surfaces of the cross dichroic prism 351 on the emission side of the optical modulation device 5 is omitted.
図５は、本実施形態の第１の光変調装置５Ｇを示す概平面図である。図５は、詳細には、第１の光変調装置５Ｇを－Ｘ方向から見た場合の平面図である。図６は、本実施形態の第１の光変調装置５Ｇを示す概断面図である。図６は、詳細には、図５に示すＡ－Ａ´断面である。図７は、本実施形態の第２の光変調装置５Ｒを示す概平面図である。
FIG. 5 is a schematic plan view showing the first optical modulation device 5G of the present embodiment. In detail, FIG. 5 is a plan view of the first optical modulation device 5G as viewed from the −X direction. FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing the first optical modulation device 5G of the present embodiment. FIG. 6 is, in detail, a cross section taken along the line AA'shown in FIG. FIG. 7 is a schematic plan view showing the second optical modulation device 5R of the present embodiment.
図４に示すように、３つの光変調装置５である、第１の光変調装置５Ｇ、第２の光変調装置５Ｒ、第３の光変調装置５Ｂは、それぞれ、色合成装置３５のクロスダイクロイックプリズム３５１の３つの側面に設置される状態となる。ここで、３つの光変調装置５は、基本的な構成は同じであり、また、外形状も同一である。異なるのは開口部６０の大きさである。
As shown in FIG. 4, the three optical modulators 5, the first optical modulator 5G, the second optical modulator 5R, and the third optical modulator 5B, are each cross-dichroic of the color synthesizer 35. It will be installed on the three sides of the prism 351. Here, the three optical modulators 5 have the same basic configuration and the same outer shape. What is different is the size of the opening 60.
以降では、第１の光変調装置５Ｇと第２の光変調装置５Ｒとの構成を説明する。
第１の光変調装置５Ｇは、Ｇ光用液晶パネル５１Ｇである第１の液晶パネル５１Ｇと、ケース２０である第１のケース２０Ｇと、配線基板７０である第１の配線基板７１とで構成されている。第２の光変調装置５Ｒは、Ｒ光用液晶パネル５１Ｒである第２の液晶パネル５１Ｒと、ケース２０である第２のケース２０Ｒと、配線基板７０である第２の配線基板７２とで構成されている。本実施形態では、Ｇ光用液晶パネル５１ＧとＲ光用液晶パネル５１Ｒとは、同一の外形状となる。本実施形態では、第１の配線基板７１と第２の配線基板７２とは、同一の外形状となる。
Hereinafter, the configuration of the first optical modulation device 5G and the second optical modulation device 5R will be described.
The first optical modulation device 5G includes a first liquid crystal panel 51G which is a G optical liquid crystal panel 51G, a first case 20G which is a case 20, and a first wiring board 71 which is a wiring board 70. Has been done. The second optical modulation device 5R includes a second liquid crystal panel 51R which is a liquid crystal panel 51R for R light, a second case 20R which is a case 20, and a second wiring board 72 which is a wiring board 70. Has been done. In the present embodiment, the G-light liquid crystal panel 51G and the R-light liquid crystal panel 51R have the same outer shape. In the present embodiment, the first wiring board 71 and the second wiring board 72 have the same outer shape.
第１のケース２０Ｇは、Ｇ光用液晶パネル５１Ｇを収容する本体部２１である第１の本体部２１Ｇと、第１の本体部２１Ｇに接続されるヒートシンク２２である第１のヒートシンク２２Ｇとを含んで構成されている。また、第１のケース２０Ｇは、第１の本体部２１Ｇと第１のヒートシンク２２Ｇとの間の中央部に、開口部６０である第１の開口部６１を有している。第１の開口部６１は貫通孔として形成されている。また、第１のケース２０Ｇは、第１の本体部２１ＧにＧ光用液晶パネル５１Ｇを収容した際、Ｇ光用液晶パネル５１Ｇを第１の本体部２１Ｇ側に押圧して支持するための第１の支持部材２３Ｇを備えている。
The first case 20G includes a first main body portion 21G which is a main body portion 21 accommodating a G optical liquid crystal panel 51G, and a first heat sink 22G which is a heat sink 22 connected to the first main body portion 21G. It is configured to include. Further, the first case 20G has a first opening 61, which is an opening 60, in a central portion between the first main body portion 21G and the first heat sink 22G. The first opening 61 is formed as a through hole. Further, the first case 20G is a first case for supporting the G-light liquid crystal panel 51G by pressing it toward the first main body 21G side when the G-light liquid crystal panel 51G is housed in the first main body 21G. The support member 23G of 1 is provided.
第２のケース２０Ｒは、Ｒ光用液晶パネル５１Ｒを収容する本体部２１である第２の本体部２１Ｒと、第２の本体部２１Ｒに接続されるヒートシンク２２である第２のヒートシンク２２Ｒとを含んで構成されている。また、第２のケース２０Ｒは、第２の本体部２１Ｒと第２のヒートシンク２２Ｒとの間の中央部に、開口部６０である第２の開口部６２を有している。第２の開口部６２は貫通孔として形成されている。また、第２のケース２０Ｒは、第２の本体部２１ＲにＲ光用液晶パネル５１Ｒを収容した際、Ｒ光用液晶パネル５１Ｒを第２の本体部２１Ｒ側に押圧して支持するための第２の支持部材２３Ｒ（図４）を備えている。
本実施形態では、第１の本体部２１Ｇ、第１のヒートシンク２２Ｇは、第２の本体部２１Ｒ、第２のヒートシンク２２Ｒとそれぞれ同一の外形状となる。
The second case 20R has a second main body portion 21R which is a main body portion 21 accommodating the liquid crystal panel 51R for R light, and a second heat sink 22R which is a heat sink 22 connected to the second main body portion 21R. It is configured to include. Further, the second case 20R has a second opening 62 which is an opening 60 at a central portion between the second main body portion 21R and the second heat sink 22R. The second opening 62 is formed as a through hole. Further, the second case 20R is a second case for supporting the R light liquid crystal panel 51R by pressing it toward the second main body 21R side when the R light liquid crystal panel 51R is housed in the second main body 21R. The support member 23R (FIG. 4) of 2 is provided.
In the present embodiment, the first main body portion 21G and the first heat sink 22G have the same outer shape as the second main body portion 21R and the second heat sink 22R, respectively.
第１の本体部２１Ｇは平面視で概矩形状に形成され、中央部には、Ｇ光用液晶パネル５１Ｇが露出するパネル用開口部２１１が形成され、パネル用開口部２１１に繋がる内部には、Ｇ光用液晶パネル５１Ｇを収容する収容部２１２が形成されている。矩形状を有する第１の本体部２１Ｇの各コーナー部には、第１の光変調装置５Ｇをクロスダイクロイックプリズム３５１に固定する際に用いる固定用孔２１３が形成されている。なお、第２の本体部２１Ｒも、第１の本体部２１Ｇと同様に、パネル用開口部２１１、収容部２１２（図６）、固定用孔２１３が形成される。
The first main body portion 21G is formed in a substantially rectangular shape in a plan view, and a panel opening 211 in which the G-light liquid crystal panel 51G is exposed is formed in the central portion, and inside connected to the panel opening 211. , A storage unit 212 for accommodating the G-light liquid crystal panel 51G is formed. Fixing holes 213 used for fixing the first optical modulation device 5G to the cross dichroic prism 351 are formed in each corner portion of the first main body portion 21G having a rectangular shape. Similarly to the first main body 21G, the second main body 21R also has a panel opening 211, an accommodating portion 212 (FIG. 6), and a fixing hole 213.
第１のヒートシンク２２Ｇは、板状に形成され、第１の光変調装置５Ｇにおいては－Ｘ側となる入射側には、入射側に突出して上下方向、すなわちＺ軸に沿って延びるフィン２２１が複数形成されている。第１のヒートシンク２２Ｇは、図４、図５に示すように、第１のケース２０Ｇにおいて、入射側からの平面視で、第１の配線基板７１と重なる領域に配置されている。なお、ヒートシンク２２の構造は、フィン２２１以外の構造であってもよく、ケース２０とヒートシンク２２とは一体であっても、別の部材であってもよい。
The first heat sink 22G is formed in a plate shape, and in the first optical modulator 5G, on the incident side which is the −X side, fins 221 projecting to the incident side and extending in the vertical direction, that is, along the Z axis are provided. Multiple are formed. As shown in FIGS. 4 and 5, the first heat sink 22G is arranged in a region overlapping the first wiring board 71 in a plan view from the incident side in the first case 20G. The structure of the heat sink 22 may be a structure other than the fins 221 and the case 20 and the heat sink 22 may be integrated or may be different members.
第２のヒートシンク２２Ｒも、第１のヒートシンク２２Ｇと同様に、入射側に突出して上下方向に延びるフィン２２１が複数形成されている。また、第２のヒートシンク２２Ｒも、第１のヒートシンク２２Ｇと同様に、図４、図７に示すように、第２のケース２０Ｒにおいて、入射側からの平面視で、第２の配線基板７２と重なる領域に配置されている。
本実施形態の第１のケース２０Ｇ、第２のケース２０Ｒは、熱伝導率が高いアルミニウムやマグネシウムなどの金属部材で形成されている。
Similar to the first heat sink 22G, the second heat sink 22R also has a plurality of fins 221 that project to the incident side and extend in the vertical direction. Further, the second heat sink 22R also has the same as the first heat sink 22G, as shown in FIGS. 4 and 7, in the second case 20R with the second wiring board 72 in a plan view from the incident side. It is arranged in the overlapping area.
The first case 20G and the second case 20R of the present embodiment are made of a metal member such as aluminum or magnesium having high thermal conductivity.
図４に示す第１の支持部材２３Ｇは、Ｇ光用液晶パネル５１Ｇから射出される光が通過する図示省略する開口部を備えて、Ｇ光用液晶パネル５１Ｇの射出側から、Ｇ光用液晶パネル５１Ｇを押圧し、第１の本体部２１Ｇの両側の側面に形成される図示省略する係合部に係合させることで、Ｇ光用液晶パネル５１Ｇを支持する。第２の支持部材２３Ｒも、第１の支持部材２３Ｇと同様に形成され、同様にＲ光用液晶パネル５１Ｒを支持する。
The first support member 23G shown in FIG. 4 is provided with an opening (not shown) through which light emitted from the G-light liquid crystal panel 51G passes, and the G-light liquid crystal panel 51G is viewed from the emission side of the G-light liquid crystal panel 51G. The G optical liquid crystal panel 51G is supported by pressing the panel 51G and engaging it with engaging portions (not shown) formed on both side surfaces of the first main body portion 21G. The second support member 23R is also formed in the same manner as the first support member 23G, and similarly supports the R optical liquid crystal panel 51R.
Ｇ光用液晶パネル５１Ｇは、図６に示すように、入射側から射出側に向かって、入射側防塵ガラス５１１、対向基板５１２、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）基板５１３、射出側防塵ガラス５１４を備える。対向基板５１２とＴＦＴ基板５１３との間には、図示しない液晶層が封入され、複数の画素が設けられる領域を構成している。Ｒ光用液晶パネル５１Ｒも同様である。
As shown in FIG. 6, the G-light liquid crystal panel 51G includes an incident side dustproof glass 511, an opposed substrate 512, a TFT (Thin Film Transistor) substrate 513, and an emission side dustproof glass 514 from the incident side to the emission side. .. A liquid crystal layer (not shown) is enclosed between the facing substrate 512 and the TFT substrate 513 to form a region in which a plurality of pixels are provided. The same applies to the liquid crystal panel 51R for R light.
Ｇ光用液晶パネル５１Ｇには、第１の配線基板７１が電気的に接続されている。第１の配線基板７１は、ポリイミド等のフレキシブルな基板に信号配線等がパターニングされて形成される。また、第１の配線基板７１は、Ｇ光用液晶パネル５１Ｇを駆動する駆動回路の少なくとも一部を含む駆動用ＩＣ（Integrated Circuit）チップ７１１を備えている。駆動用ＩＣチップ７１１は、電気的及び機械的に第１の配線基板７１に固着されている。Ｇ光用液晶パネル５１Ｇが第１の本体部２１Ｇの収容部２１２に収容された後、例えばシリコン系のモールド剤からなる接着剤７１５によって第１の配線基板７１の、好ましくは駆動用ＩＣチップ７１１が配置される部分と、第１のヒートシンク２２Ｇとが相互に接着される。
A first wiring board 71 is electrically connected to the G optical liquid crystal panel 51G. The first wiring board 71 is formed by patterning signal wiring or the like on a flexible substrate such as polyimide. Further, the first wiring board 71 includes a drive IC (Integrated Circuit) chip 711 including at least a part of a drive circuit for driving the G optical liquid crystal panel 51G. The drive IC chip 711 is electrically and mechanically fixed to the first wiring board 71. After the G-optical liquid crystal panel 51G is housed in the housing section 212 of the first main body section 21G, the first wiring board 71 is preferably driven by an adhesive 715 made of, for example, a silicon-based molding agent. The portion where the heat sink is arranged and the first heat sink 22G are adhered to each other.
Ｒ光用液晶パネル５１Ｒには、図７に示すように、第２の配線基板７２が電気的に接続されている。第２の配線基板７２にも、ポリイミド等のフレキシブルな基板に信号配線等がパターニングされて形成される。また、第２の配線基板７２は、Ｒ光用液晶パネル５１Ｒを駆動する駆動回路の少なくとも一部を含む駆動用ＩＣチップ７２１を備えている。駆動用ＩＣチップ７２１は、電気的及び機械的に第２の配線基板７２に固着されている。Ｒ光用液晶パネル５１Ｒが第２の本体部２１Ｒの収容部２１２に収容された後、例えばシリコン系のモールド剤からなる接着剤７１５によって第２の配線基板７２の駆動用ＩＣチップ７２１と、第２のヒートシンク２２Ｒとが相互に接着される。接着剤７１５は、熱伝導性の高いものが好ましい。
As shown in FIG. 7, a second wiring board 72 is electrically connected to the R optical liquid crystal panel 51R. The second wiring board 72 is also formed by patterning signal wiring or the like on a flexible substrate such as polyimide. Further, the second wiring board 72 includes a drive IC chip 721 including at least a part of a drive circuit for driving the R optical liquid crystal panel 51R. The drive IC chip 721 is electrically and mechanically fixed to the second wiring board 72. After the R optical liquid crystal panel 51R is housed in the housing portion 212 of the second main body portion 21R, the driving IC chip 721 of the second wiring board 72 and the second wiring board 72 are provided with an adhesive 715 made of, for example, a silicon-based molding agent. The heat sink 22R of 2 is adhered to each other. The adhesive 715 preferably has high thermal conductivity.
以上説明したように、第１の光変調装置５Ｇと第２の光変調装置５Ｒとでは、異なるのは開口部６０の大きさである。図４、図５、図７に示すように、本実施形態において、第２の光変調装置５Ｒの第２のケース２０Ｒに形成される第２の開口部６２は、第１の光変調装置５Ｇの第１のケース２０Ｇに形成される第１の開口部６１よりも開口面積が大きく形成されている。
As described above, the difference between the first optical modulator 5G and the second optical modulator 5R is the size of the opening 60. As shown in FIGS. 4, 5, and 7, in the present embodiment, the second opening 62 formed in the second case 20R of the second optical modulator 5R is the first optical modulator 5G. The opening area is larger than that of the first opening 61 formed in the first case 20G of the above.
本実施形態では、レーザー光源３１１から射出された光を分光することにより、第１光と、第１光よりも光量が小さい第２光と、を射出する。また、第１光はＧ光に対応し、第２光はＲ光に対応している。そして、第１光であるＧ光の光量よりも、第２光であるＲ光の光量の方が小さい。なお、本実施形態では、ダイクロイックミラー３３１Ａ，３３１Ｂが、レーザー光源３１１からから射出された光を分光して第１光と、第１光よりも光量が小さい第２光と、を射出する第１の光学素子に相当する。また、本実施形態では、第１光であるＧ光の光量を多くすることで、投射する画像光の明るさを向上させている。
In the present embodiment, the light emitted from the laser light source 311 is separated to emit the first light and the second light having a smaller amount of light than the first light. Further, the first light corresponds to G light and the second light corresponds to R light. The amount of R light, which is the second light, is smaller than the amount of G light, which is the first light. In the present embodiment, the dichroic mirrors 331A and 331B disperse the light emitted from the laser light source 311 and emit the first light and the second light having a smaller amount of light than the first light. Corresponds to the optical element of. Further, in the present embodiment, the brightness of the projected image light is improved by increasing the amount of G light, which is the first light.
そして、第１光は、第１の液晶パネル５１ＧとしてのＧ光用液晶パネル５１Ｇに入射し、第２光は、第２の液晶パネル５１ＲとしてのＲ光用液晶パネル５１Ｒに入射する。第３光は、第３の液晶パネル５１ＢとしてのＢ光用液晶パネル５１Ｂに入射する。従って、Ｒ光用液晶パネル５１Ｒに入射する光量が、Ｇ光用液晶パネル５１Ｇに入射する光量よりも小さい。
Then, the first light is incident on the G light liquid crystal panel 51G as the first liquid crystal panel 51G, and the second light is incident on the R light liquid crystal panel 51R as the second liquid crystal panel 51R. The third light is incident on the B light liquid crystal panel 51B as the third liquid crystal panel 51B. Therefore, the amount of light incident on the R light liquid crystal panel 51R is smaller than the amount of light incident on the G light liquid crystal panel 51G.
光変調装置５における液晶パネル５１の熱の流れに関して説明する。ここでは、第１の光変調装置５Ｇを基に説明する。
第１の光変調装置５Ｇに第１光が入射して変調された場合、第１の液晶パネル５１Ｇは、入射した光量に応じて発熱する。発熱した熱は、第１の本体部２１Ｇに伝達される。そして、第１の本体部２１Ｇに伝達された熱は、接続する第１のヒートシンク２２Ｇに伝達され、複数のフィン２２１を介して放熱される。
The heat flow of the liquid crystal panel 51 in the optical modulation device 5 will be described. Here, the description will be based on the first optical modulation device 5G.
When the first light is incident on the first optical modulator 5G and modulated, the first liquid crystal panel 51G generates heat according to the amount of incident light. The generated heat is transferred to the first main body 21G. Then, the heat transferred to the first main body portion 21G is transferred to the first heat sink 22G to be connected, and is dissipated through the plurality of fins 221.
なお、第１の配線基板７１に固着される駆動用ＩＣチップ７１１においても、Ｇ光用液晶パネル５１Ｇを駆動することにより発熱する。駆動用ＩＣチップ７１１で発熱した熱は、接着剤７１５を介して第１のヒートシンク２２Ｇに伝達され、フィン２２１を介して放熱される。
上述した発熱による熱の伝達は、第２光が入射する第２の光変調装置５Ｒにおいても同様となる。
The drive IC chip 711 fixed to the first wiring board 71 also generates heat by driving the G optical liquid crystal panel 51G. The heat generated by the drive IC chip 711 is transferred to the first heat sink 22G via the adhesive 715 and dissipated through the fins 221.
The heat transfer due to the heat generation described above is the same in the second light modulation device 5R to which the second light is incident.
ここで、第２の光変調装置５Ｒの第２のケース２０Ｒに形成される第２の開口部６２は、第１の光変調装置５Ｇの第１のケース２０Ｇに形成される第１の開口部６１よりも開口面積が大きく形成されている。そのため、第１の本体部２１Ｇから第１のヒートシンク２２Ｇに熱が伝達する際の熱抵抗は、第２の本体部２１Ｒから第２のヒートシンク２２Ｒに熱が伝達する際の熱抵抗よりも小さくなる。従って、第１の本体部２１Ｇから第１のヒートシンク２２Ｇへの伝熱量は、第２の本体部２１Ｒから第２のヒートシンク２２Ｒへの伝熱量よりも多くなる。
Here, the second opening 62 formed in the second case 20R of the second optical modulator 5R is the first opening formed in the first case 20G of the first optical modulator 5G. The opening area is formed larger than that of 61. Therefore, the thermal resistance when heat is transferred from the first main body 21G to the first heat sink 22G is smaller than the thermal resistance when heat is transferred from the second main body 21R to the second heat sink 22R. .. Therefore, the amount of heat transfer from the first main body portion 21G to the first heat sink 22G is larger than the amount of heat transfer from the second main body portion 21R to the second heat sink 22R.
言い換えると、第１の光変調装置５Ｇの放熱量が、第２の光変調装置５Ｒの放熱量よりも多くなり、Ｇ光用液晶パネル５１Ｇの方が、Ｒ光用液晶パネル５１Ｒよりも冷却される。従って、Ｇ光用液晶パネル５１Ｇの方が、Ｒ光用液晶パネル５１Ｒよりも発熱量は多くなるが、Ｇ光用液晶パネル５１Ｇの方が、Ｒ光用液晶パネル５１Ｒよりも冷却されることになる。これにより、Ｇ光用液晶パネル５１ＧとＲ光用液晶パネル５１Ｒとの発熱による温度差を小さくすることができる。言い換えると、Ｇ光用液晶パネル５１ＧとＲ光用液晶パネル５１Ｒとの発熱量が異なっていても、開口部６０の大きさを変えることで、温度差を小さくすることができる。
In other words, the amount of heat radiated from the first optical modulator 5G is larger than the amount of heat radiated from the second optical modulator 5R, and the G optical liquid crystal panel 51G is cooled more than the R optical liquid crystal panel 51R. To. Therefore, the G-light liquid crystal panel 51G generates more heat than the R-light liquid crystal panel 51R, but the G-light liquid crystal panel 51G is cooled more than the R-light liquid crystal panel 51R. Become. As a result, the temperature difference between the G-light liquid crystal panel 51G and the R-light liquid crystal panel 51R due to heat generation can be reduced. In other words, even if the amount of heat generated by the G-light liquid crystal panel 51G and the R-light liquid crystal panel 51R is different, the temperature difference can be reduced by changing the size of the opening 60.
なお、本実施形態では、レーザー光源３１１から射出された光を分光することで、Ｂ光に対応する第３光も射出される。分光された第３光の光量は、３つの色光の光量の中で最も小さい。そのため、Ｂ光用液晶パネル５１Ｂに入射する第３光は、第１光、第２光に比べて光量が少ない。従って、第３の光変調装置５Ｂでは、第１の開口部６１及び第２の開口部６２よりも開口面積が大きい開口部６０を備えることで、ヒートシンク２２への熱の伝達を少なくすることで、Ｂ光用液晶パネル５１Ｂの発熱による温度においても、Ｇ光用液晶パネル５１ＧとＲ光用液晶パネル５１Ｒとの発熱による温度差を小さくする。
In the present embodiment, the light emitted from the laser light source 311 is separated to emit the third light corresponding to the B light. The amount of spectroscopic third light is the smallest of the three colored lights. Therefore, the amount of the third light incident on the B light liquid crystal panel 51B is smaller than that of the first light and the second light. Therefore, the third optical modulator 5B is provided with the opening 60 having a larger opening area than the first opening 61 and the second opening 62, thereby reducing heat transfer to the heat sink 22. Even at the temperature due to heat generation of the B light liquid crystal panel 51B, the temperature difference between the G light liquid crystal panel 51G and the R light liquid crystal panel 51R due to heat generation is reduced.
図８は、本実施形態の光路変更装置８の斜視図である。図８を参照して、光路変更装置８の構成について説明する。
光路変更装置８は、矩形のガラス板８０を備えた可動部８１と、可動部８１を揺動可能に支持する固定部８２と、可動部８１を第１揺動軸Ｊ１回り及び第２揺動軸Ｊ２回りに揺動させるアクチュエーター８３を備える。光路変更装置８は、第１揺動軸Ｊ１がＹ軸と一致し、第２揺動軸Ｊ２がＺ軸と一致する。光路変更装置８は、クロスダイクロイックプリズム３５１から射出された画像光ＬＬを透過させる第２の光学素子としてガラス板８０を用いる。しかし、第２の光学素子は、ガラス板８０以外に、光透過性を有し、画像光ＬＬを屈折させる材料で構成されたものであればよい。
FIG. 8 is a perspective view of the optical path changing device 8 of the present embodiment. The configuration of the optical path changing device 8 will be described with reference to FIG.
The optical path changing device 8 includes a movable portion 81 provided with a rectangular glass plate 80, a fixed portion 82 that swingably supports the movable portion 81, and the movable portion 81 around the first swing axis J1 and the second swing. An actuator 83 that swings around the axis J2 is provided. In the optical path changing device 8, the first swing axis J1 coincides with the Y axis, and the second swing axis J2 coincides with the Z axis. The optical path changing device 8 uses a glass plate 80 as a second optical element for transmitting the image light LL emitted from the cross dichroic prism 351. However, the second optical element may be any material other than the glass plate 80, which has light transmittance and refracts the image light LL.
可動部８１は、ガラス板８０と、ガラス板８０を保持する矩形の内枠８４を備える。内枠８４は、第１揺動軸Ｊ１上に配置される第１軸部８４１及び第２軸部８４２を介して、外枠８５に接続される。外枠８５は内枠８４を囲む矩形の枠状部材である。固定部８２は板状のフレームであり、ガラス板８０、内枠８４、外枠８５、及びアクチュエーター８３が配置される開口部８２０を備える。外枠８５は、第２揺動軸Ｊ２上に配置される第３軸部８５３及び第４軸部８５４を介して、固定部８２に接続される。これにより、可動部８１は、外枠８５を介して、第１揺動軸Ｊ１回り及び第２揺動軸Ｊ２回りに揺動可能に支持される。
The movable portion 81 includes a glass plate 80 and a rectangular inner frame 84 that holds the glass plate 80. The inner frame 84 is connected to the outer frame 85 via the first shaft portion 841 and the second shaft portion 842 arranged on the first swing shaft J1. The outer frame 85 is a rectangular frame-shaped member that surrounds the inner frame 84. The fixing portion 82 is a plate-shaped frame, and includes a glass plate 80, an inner frame 84, an outer frame 85, and an opening 820 in which the actuator 83 is arranged. The outer frame 85 is connected to the fixing portion 82 via the third shaft portion 853 and the fourth shaft portion 854 arranged on the second swing shaft J2. As a result, the movable portion 81 is swingably supported around the first swing shaft J1 and around the second swing shaft J2 via the outer frame 85.
アクチュエーター８３は、可動部８１を第１揺動軸Ｊ１回りに揺動させる第１アクチュエーター８６と、可動部８１及び外枠８５を第２揺動軸Ｊ２回りに揺動させる第２アクチュエーター８７を備える。第１アクチュエーター８６は、Ｚ軸に沿って対向する磁石８６１とコイル８６２を備えた磁気駆動機構である。第１アクチュエーター８６は、可動部８１のＺ軸に沿う中央と、固定部８２に設けられた開口部８２０の＋Ｚ方向の縁との間に配置される。磁石８６１は内枠８４に固定され、コイル８６２は固定部８２に固定される。
The actuator 83 includes a first actuator 86 that swings the movable portion 81 around the first swing shaft J1, and a second actuator 87 that swings the movable portion 81 and the outer frame 85 around the second swing shaft J2. .. The first actuator 86 is a magnetic drive mechanism including a magnet 861 and a coil 862 facing each other along the Z axis. The first actuator 86 is arranged between the center of the movable portion 81 along the Z axis and the + Z direction edge of the opening 820 provided in the fixed portion 82. The magnet 861 is fixed to the inner frame 84, and the coil 862 is fixed to the fixing portion 82.
第２アクチュエーター８７は、第１磁気駆動機構８７Ａ及び第２磁気駆動機構８７Ｂを備える。図８に示すように、第１磁気駆動機構８７Ａは、第１アクチュエーター８６の－Ｙ方向に配置され、第２磁気駆動機構８７Ｂは、第１アクチュエーター８６の＋Ｙ方向に配置される。外枠８５は、＋Ｘ方向に突出する第１突出部８５１及び第２突出部８５２を備える。第１磁気駆動機構８７Ａ及び第２磁気駆動機構８７Ｂは、第１突出部８５１及び第２突出部８５２を介して、外枠８５及び可動部８１に第２揺動軸Ｊ２回りの駆動力を加える。
The second actuator 87 includes a first magnetic drive mechanism 87A and a second magnetic drive mechanism 87B. As shown in FIG. 8, the first magnetic drive mechanism 87A is arranged in the −Y direction of the first actuator 86, and the second magnetic drive mechanism 87B is arranged in the + Y direction of the first actuator 86. The outer frame 85 includes a first protruding portion 851 and a second protruding portion 852 that project in the + X direction. The first magnetic drive mechanism 87A and the second magnetic drive mechanism 87B apply a driving force around the second swing shaft J2 to the outer frame 85 and the movable portion 81 via the first protruding portion 851 and the second protruding portion 852. ..
第１磁気駆動機構８７Ａ及び第２磁気駆動機構８７Ｂは、それぞれ、Ｙ軸に沿って対向する磁石８７１とコイル８７２を備える。第１磁気駆動機構８７Ａの磁石８７１と、第２磁気駆動機構８７Ｂの磁石８７１は、それぞれ、第１突出部８５１と第２突出部８５２に固定される。また、第１磁気駆動機構８７Ａのコイル８７２は、開口部８２０の－Ｙ方向の縁に固定され、第２磁気駆動機構８７Ｂのコイル８７２は、開口部８２０の＋Ｙ方向の縁に固定される。
The first magnetic drive mechanism 87A and the second magnetic drive mechanism 87B each include a magnet 871 and a coil 872 facing each other along the Y axis. The magnet 871 of the first magnetic drive mechanism 87A and the magnet 871 of the second magnetic drive mechanism 87B are fixed to the first protrusion 851 and the second protrusion 852, respectively. Further, the coil 872 of the first magnetic drive mechanism 87A is fixed to the −Y direction edge of the opening 820, and the coil 872 of the second magnetic drive mechanism 87B is fixed to the + Y direction edge of the opening 820.
本実施形態において、光路変更装置８を用いて高解像度の表示を行う場合には、時分割表示を行うため、短時間、例えば４ｍｓ、内に液晶パネル５１の応答が完了している必要がある。通常、液晶は、温度が高いほど応答が速くなる特性を持ち、一定の温度、例えば、約５０℃以下、になると上記目標時間内に応答が完了しない。一方、液晶は、例えば、約８０℃以上など、温度が高すぎると液晶が液体へと変化してしまうため、その温度以下で使用する必要がある。また、本実施形態のように、３枚の液晶パネル５１を用いたプロジェクター１で、光路のシフトを行う場合、３枚の液晶パネル５１の温度がばらつくと、色毎の液晶の応答速度の差によって投射画像に意図しない色付きが生じる可能性がある。
In the present embodiment, when high-resolution display is performed using the optical path changing device 8, the response of the liquid crystal panel 51 needs to be completed within a short time, for example, 4 ms, in order to perform time-division display. .. Normally, the liquid crystal has a characteristic that the response becomes faster as the temperature is higher, and the response is not completed within the target time when the temperature reaches a certain temperature, for example, about 50 ° C. or lower. On the other hand, if the temperature of the liquid crystal is too high, for example, about 80 ° C. or higher, the liquid crystal changes to a liquid, and therefore it is necessary to use the liquid crystal at a temperature lower than that temperature. Further, when the optical path is shifted by the projector 1 using the three liquid crystal panels 51 as in the present embodiment, if the temperatures of the three liquid crystal panels 51 vary, the response speed of the liquid crystal for each color is different. May cause unintended coloring of the projected image.
そのため、液晶パネル５１は、約５０～８０℃の温度範囲で、液晶パネル５１同士の温度差が小さくなるように冷却する必要がある。また、偏光板、具体的には、入射側偏光板５１ａ、射出側偏光板５１ｂは、性能や寿命の観点から、なるべく低い温度状態で使用することが求められる。
Therefore, the liquid crystal panel 51 needs to be cooled so that the temperature difference between the liquid crystal panels 51 is small in the temperature range of about 50 to 80 ° C. Further, the polarizing plate, specifically, the incident-side polarizing plate 51a and the ejection-side polarizing plate 51b is required to be used in a temperature state as low as possible from the viewpoint of performance and life.
液晶パネル５１と偏光板、具体的には、入射側偏光板５１ａ、射出側偏光板５１ｂは、図示省略する冷却ファンによって同時に冷却される構成が用いられる。例えば、１つの冷却ファンで３つの液晶パネル５１と偏光板、具体的には、入射側偏光板５１ａ、射出側偏光板５１ｂとを冷却する場合、３つの色光の光量が異なることで、液晶パネル５１での発熱量が異なるため、各液晶パネル５１の温度を揃えることが難しくなる。また、偏光板、具体的には、入射側偏光板５１ａ、射出側偏光板５１ｂの温度が、液晶パネル５１の温度より高温となりやすいため、液晶パネル５１の温度範囲に合わせて冷却した場合、偏光板の冷却が不足してしまう。また、３つの液晶パネル５１の温度を揃えるために、１つの液晶パネル５１毎に冷却ファンを備えた構成を用いた場合でも、液晶パネル５１と偏光板、具体的には、入射側偏光板５１ａ、射出側偏光板５１ｂの温度条件を同時に満たすことは難しい。
A configuration is used in which the liquid crystal panel 51 and the polarizing plate, specifically, the incident side polarizing plate 51a and the emitting side polarizing plate 51b are simultaneously cooled by a cooling fan (not shown). For example, when cooling three liquid crystal panels 51 and a polarizing plate, specifically, an incident side polarizing plate 51a and an emitting side polarizing plate 51b with one cooling fan, the liquid crystal panels differ in the amount of light of the three colored lights. Since the amount of heat generated by the 51 is different, it becomes difficult to make the temperatures of the respective liquid crystal panels 51 uniform. Further, since the temperature of the polarizing plate, specifically, the incident side polarizing plate 51a and the ejection side polarizing plate 51b tends to be higher than the temperature of the liquid crystal panel 51, when the polarizing plate is cooled according to the temperature range of the liquid crystal panel 51, it is polarized. The cooling of the board is insufficient. Further, even when a configuration in which a cooling fan is provided for each liquid crystal panel 51 is used in order to make the temperatures of the three liquid crystal panels 51 uniform, the liquid crystal panel 51 and the polarizing plate, specifically, the incident side polarizing plate 51a It is difficult to simultaneously satisfy the temperature conditions of the ejection side polarizing plate 51b.
しかし、本実施形態の光変調装置５のケース２０、具体的には、第１のケース２０Ｇ、第２のケース２０Ｒでは、開口部６０、具体的には、第１の開口部６１、第２の開口部６２の開口面積を液晶パネル５１の発熱量に対応させて変えることで、液晶パネル５１間の温度差を小さくすることができる。また、図示省略する冷却ファンによる偏光板、具体的には、入射側偏光板５１ａ、射出側偏光板５１ｂの冷却を妨げずに、開口部６０、具体的には、第１の開口部６１、第２の開口部６２の開口面積を変えることで、液晶パネル５１の過剰な冷却を防止することができる。なお、色光に対応した各ケース２０の開口部６０の開口面積を設定するには、シミュレーションまたは実機を用いた実験等により設定することになる。
However, in the case 20, specifically, the first case 20G and the second case 20R of the optical modulator 5 of the present embodiment, the opening 60, specifically, the first opening 61, the second. By changing the opening area of the opening 62 according to the amount of heat generated by the liquid crystal panel 51, the temperature difference between the liquid crystal panels 51 can be reduced. Further, the polarizing plate by the cooling fan (not shown), specifically, the opening 60, specifically, the first opening 61, without hindering the cooling of the incident side polarizing plate 51a and the ejection side polarizing plate 51b. By changing the opening area of the second opening 62, it is possible to prevent excessive cooling of the liquid crystal panel 51. In addition, in order to set the opening area of the opening 60 of each case 20 corresponding to colored light, it is set by simulation or an experiment using an actual machine.
本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
According to this embodiment, the following effects can be obtained.
本実施形態のプロジェクター１において、第１の液晶パネル５１Ｇを収容する第１のケース２０Ｇは、第１の本体部２１Ｇと、第１のヒートシンク２２Ｇと、第１の開口部６１とを備えている。また、第２の液晶パネル５１Ｒを収容する第２のケース２０Ｒは、第２の本体部２１Ｒと、第２のヒートシンク２２Ｒと、第２の開口部６２とを備えている。そして、第２のケース２０Ｒの第２の開口部６２は、第１のケース２０Ｇの第１の開口部６１より大きい。
この構成によれば、第１のヒートシンク２２Ｇに伝達される熱量が、第２のヒートシンク２２Ｒに伝達される熱量より多くなる。このため、第１の液晶パネル５１Ｇと第２の液晶パネル５１Ｒとで冷却の程度を異ならせることができる。
従って、第１の液晶パネル５１Ｇと第２の液晶パネル５１Ｒとに発熱による温度差がある場合、同一の開口面積を有する開口部６０を備えた同一構造のケース２０にそれぞれ第１の液晶パネル５１Ｇと第２の液晶パネル５１Ｒを収容した場合と比較して、第１の液晶パネル５１Ｇと第２の液晶パネル５１Ｒとの温度差を小さくすることが可能となる。そのため、液晶の応答速度のばらつきを抑制することができ、投射される画像の品質を維持することができる。このように、本実施形態のプロジェクター１は、液晶パネル５１間の温度差を考慮した適切な冷却を行うことができる。
In the projector 1 of the present embodiment, the first case 20G accommodating the first liquid crystal panel 51G includes a first main body portion 21G, a first heat sink 22G, and a first opening 61. .. Further, the second case 20R accommodating the second liquid crystal panel 51R includes a second main body portion 21R, a second heat sink 22R, and a second opening 62. The second opening 62 of the second case 20R is larger than the first opening 61 of the first case 20G.
According to this configuration, the amount of heat transferred to the first heat sink 22G is larger than the amount of heat transferred to the second heat sink 22R. Therefore, the degree of cooling can be different between the first liquid crystal panel 51G and the second liquid crystal panel 51R.
Therefore, when there is a temperature difference between the first liquid crystal panel 51G and the second liquid crystal panel 51R due to heat generation, the first liquid crystal panel 51G is placed in a case 20 having the same structure and having an opening 60 having the same opening area. It is possible to reduce the temperature difference between the first liquid crystal panel 51G and the second liquid crystal panel 51R as compared with the case where the second liquid crystal panel 51R is accommodated. Therefore, it is possible to suppress variations in the response speed of the liquid crystal display and maintain the quality of the projected image. As described above, the projector 1 of the present embodiment can perform appropriate cooling in consideration of the temperature difference between the liquid crystal panels 51.
本実施形態のプロジェクター１は、レーザー光源３１１から射出された光を分光することにより、第１光と、第１光よりも光量が小さい第２光と、を射出する第１の光学素子としてのダイクロイックミラー３３１Ａ，３３１Ｂを備えている。そして、第１光は第１の液晶パネル５１Ｇに入射し、第２光は第２の液晶パネル５１Ｒに入射する。そのため、第２の液晶パネル５１Ｒに入射する第２光の光量は、第１の液晶パネル５１Ｇに入射する第１光よりも光量が小さい。
従って、第２の液晶パネル５１Ｒは、第１の液晶パネル５１Ｇよりも発熱量が小さくなる。そのため、第１のケース２０Ｇの第１の開口部６１よりも第２のケース２０Ｒの第２の開口部６２を大きくすることにより、第１の液晶パネル５１Ｇよりも第２の液晶パネル５１Ｒの放熱量を少なくすることで、第１の液晶パネル５１Ｇと、第２の液晶パネル５１Ｒとの温度差を小さくすることができる。
The projector 1 of the present embodiment serves as a first optical element that emits a first light and a second light having a light amount smaller than that of the first light by dispersing the light emitted from the laser light source 311. It is equipped with dichroic mirrors 331A and 331B. Then, the first light is incident on the first liquid crystal panel 51G, and the second light is incident on the second liquid crystal panel 51R. Therefore, the amount of light of the second light incident on the second liquid crystal panel 51R is smaller than the amount of light incident on the first liquid crystal panel 51G.
Therefore, the second liquid crystal panel 51R has a smaller calorific value than the first liquid crystal panel 51G. Therefore, by making the second opening 62 of the second case 20R larger than the first opening 61 of the first case 20G, the second liquid crystal panel 51R is released more than the first liquid crystal panel 51G. By reducing the amount of heat, the temperature difference between the first liquid crystal panel 51G and the second liquid crystal panel 51R can be reduced.
本実施形態のプロジェクター１は、第１の液晶パネル５１Ｇを透過した光と、第２の液晶パネル５１Ｒを透過した光とを合成するプリズムとしてのクロスダイクロイックプリズム３５１と、クロスダイクロイックプリズム３５１から射出された光を透過させる第２の光学素子としてのガラス板８０と、ガラス板８０を変位させるアクチュエーター８３と、を備えている。
この構成により、第１の液晶パネル５１Ｇ、及び第２の液晶パネル５１Ｒの解像度よりも高解像度な表示を可能とするプロジェクター１を実現することができる。この場合、１画素当たりの表示時間が、第１の液晶パネル５１Ｇ、及び第２の液晶パネル５１Ｒの解像度で画像を投射する場合に比べて短くなるため、液晶の応答速度を確保するために所定の温度範囲となるように、また、応答速度のばらつきを抑制するために液晶パネル間の温度差が小さくなるように冷却する必要がある。本実施形態では、開口部６０、具体的には、第１の開口部６１、第２の開口部６２の開口面積を液晶パネル５１の発熱量に対応させて変えることで、液晶パネル５１間の温度差を小さくすることができる。また、図示省略する冷却ファンによる偏光板、具体的には、入射側偏光板５１ａ、射出側偏光板５１ｂの冷却を妨げることなく、液晶パネル５１の過剰な冷却を防止して所定の温度範囲とすることで、投射画像の品質を維持することができる。
The projector 1 of the present embodiment is ejected from a cross dichroic prism 351 as a prism that synthesizes light transmitted through the first liquid crystal panel 51G and light transmitted through the second liquid crystal panel 51R, and a cross dichroic prism 351. It includes a glass plate 80 as a second optical element that transmits the light, and an actuator 83 that displaces the glass plate 80.
With this configuration, it is possible to realize the projector 1 capable of displaying a higher resolution than the resolution of the first liquid crystal panel 51G and the second liquid crystal panel 51R. In this case, the display time per pixel is shorter than when the image is projected at the resolutions of the first liquid crystal panel 51G and the second liquid crystal panel 51R. It is necessary to cool the liquid crystal panels so as to be within the temperature range of the above and to suppress the variation in the response speed so that the temperature difference between the liquid crystal panels is small. In the present embodiment, the opening area of the opening 60, specifically, the first opening 61 and the second opening 62 is changed according to the calorific value of the liquid crystal panel 51, so that the space between the liquid crystal panels 51 is changed. The temperature difference can be reduced. Further, the polarizing plate by the cooling fan (not shown), specifically, the polarizing plate on the incident side and the polarizing plate on the ejection side 51b are not prevented from being cooled, and the liquid crystal panel 51 is prevented from being excessively cooled to a predetermined temperature range. By doing so, the quality of the projected image can be maintained.
本実施形態のプロジェクター１は、第１の液晶パネル５１Ｇに電気的に接続される第１の配線基板７１と、第２の液晶パネル５１Ｒに電気的に接続される第２の配線基板７２と、を含んでいる。また、第１のヒートシンク２２Ｇは、第１のケース２０Ｇにおいて、平面視で第１の配線基板７１と重なる領域に配置され、第２のヒートシンク２２Ｒは、第２のケース２０Ｒにおいて、平面視で第２の配線基板７２と重なる領域に配置されている。
この構成により、それぞれの配線基板７０、具体的には、第１の配線基板７１、第２の配線基板７２で発生する熱を、液晶パネル５１、具体的には、第１の液晶パネル５１Ｇ、第２の液晶パネル５１Ｒの熱と併せて冷却することができる。
The projector 1 of the present embodiment includes a first wiring board 71 electrically connected to the first liquid crystal panel 51G, a second wiring board 72 electrically connected to the second liquid crystal panel 51R, and the like. Includes. Further, the first heat sink 22G is arranged in a region overlapping the first wiring board 71 in a plan view in the first case 20G, and the second heat sink 22R is a second in a plan view in the second case 20R. It is arranged in the area overlapping with the wiring board 72 of 2.
With this configuration, the heat generated in each wiring board 70, specifically, the first wiring board 71 and the second wiring board 72, is transferred to the liquid crystal panel 51, specifically, the first liquid crystal panel 51G. It can be cooled together with the heat of the second liquid crystal panel 51R.
本実施形態のプロジェクター１において、第１の開口部６１及び第２の開口部６２は、貫通孔で形成される開口部６０となっている。
この構成により、容易に開口部６０の大きさを変えることができる。そのため、第１のケース２０Ｇと第２のケース２０Ｒの冷却性能を容易に変化させることができる。従って、第１の液晶パネル５１Ｇと第２の液晶パネル５１Ｒとの温度差を小さくすることが可能となる。
In the projector 1 of the present embodiment, the first opening 61 and the second opening 62 are openings 60 formed by through holes.
With this configuration, the size of the opening 60 can be easily changed. Therefore, the cooling performance of the first case 20G and the second case 20R can be easily changed. Therefore, it is possible to reduce the temperature difference between the first liquid crystal panel 51G and the second liquid crystal panel 51R.
２．変形例１
図９は、プロジェクター１において、光変調装置５を構成するケース２０の開口部６０の変形例を示す概平面図である。
上述した実施形態のケース２０の開口部６０、具体的には、第１の開口部６１、第２の開口部６２は、本体部２１とヒートシンク２２との間の中央部に、貫通孔として形成されている。しかし、本変形例の開口部６０は、図９に示すように、ケース２０において、本体部２１とヒートシンク２２との間の接続部分の両側端部に切り欠いて形成される切り欠き６３が形成されている。本変形例から明らかなように、開口部６０の数は１つに限定されず、２以上であってもよい。
2. 2. Modification 1
FIG. 9 is a schematic plan view showing a modified example of the opening 60 of the case 20 constituting the optical modulation device 5 in the projector 1.
The opening 60 of the case 20 of the above-described embodiment, specifically, the first opening 61 and the second opening 62 is formed as a through hole in the central portion between the main body portion 21 and the heat sink 22. Has been done. However, as shown in FIG. 9, the opening 60 of this modification has a notch 63 formed by notching at both end portions of the connection portion between the main body portion 21 and the heat sink 22 in the case 20. Has been done. As is clear from this modification, the number of openings 60 is not limited to one, and may be two or more.
開口部６０として、この様な切り欠き６３を有することで、液晶パネル５１毎に異なる入射光量に対応させて、容易に切り欠き６３の大きさを変えることができるため、ケース２０毎の冷却性能を容易に変化させることができる。従って、発熱量が異なる液晶パネル５１間の温度差を小さくすることができる。
By having such a notch 63 as the opening 60, the size of the notch 63 can be easily changed according to a different amount of incident light for each liquid crystal panel 51, so that the cooling performance of each case 20 can be changed. Can be easily changed. Therefore, the temperature difference between the liquid crystal panels 51 having different calorific values can be reduced.
３．変形例２
図１０は、プロジェクター１において、光変調装置５を構成するケース２０の開口部６０の変形例を示す概平面図である。図１１は、図１０の開口部６０を含む概断面図である。
上述した実施形態のケース２０、具体的には、第１のケース２０Ｇ、第２のケース２０Ｒの開口部６０、具体的には、第１の開口部６１、第２の開口部６２は、本体部２１とヒートシンク２２との間の中央部に、貫通孔として形成されている。しかし、本変形例の開口部６０は、図１０、図１１に示すように、ケース２０において、本体部２１とヒートシンク２２との間の接続部分の中央部に入射側の面から窪んで形成される溝６４が形成されている。
3. 3. Modification 2
FIG. 10 is a schematic plan view showing a modified example of the opening 60 of the case 20 constituting the optical modulation device 5 in the projector 1. FIG. 11 is a schematic cross-sectional view including the opening 60 of FIG.
The case 20, specifically, the opening 60 of the first case 20G and the second case 20R, specifically, the first opening 61 and the second opening 62 of the above-described embodiment are main bodies. It is formed as a through hole in the central portion between the portion 21 and the heat sink 22. However, as shown in FIGS. 10 and 11, the opening 60 of this modification is formed by being recessed from the surface on the incident side in the central portion of the connection portion between the main body portion 21 and the heat sink 22 in the case 20. A groove 64 is formed.
開口部６０として、この様な溝６４を有することで、液晶パネル５１毎に異なる入射光量に対応させて、容易に溝６４の大きさを変えることができるため、ケース２０毎の冷却性能を容易に変化させることができる。従って、発熱量が異なる液晶パネル５１間の温度差を小さくすることができる。
By having such a groove 64 as the opening 60, the size of the groove 64 can be easily changed according to the amount of incident light different for each liquid crystal panel 51, so that the cooling performance of each case 20 is easy. Can be changed to. Therefore, the temperature difference between the liquid crystal panels 51 having different calorific values can be reduced.
４．変形例３
上述した実施形態のケース２０は、液晶パネル５１に対して＋Ｚ方向にヒートシンク２２が配置されているが、ヒートシンク２２の位置はこれに限定されない。すなわち、ヒートシンク２２と、配線基板７０とは重なっていなくてもよい。例えば、ヒートシンク２２は、液晶パネル５１に対して－Ｚ方向またはＺ軸と交差する軸に沿って配置されていてもよい。また、ヒートシンク２２がケース２０の複数の位置に配置されていてもよい。いずれの場合も、ケース２０は、ヒートシンク２２と本体部２１との間に開口部６０を有する。
4. Modification 3
In the case 20 of the above-described embodiment, the heat sink 22 is arranged in the + Z direction with respect to the liquid crystal panel 51, but the position of the heat sink 22 is not limited to this. That is, the heat sink 22 and the wiring board 70 do not have to overlap each other. For example, the heat sink 22 may be arranged with respect to the liquid crystal panel 51 in the −Z direction or along an axis intersecting the Z axis. Further, the heat sink 22 may be arranged at a plurality of positions of the case 20. In either case, the case 20 has an opening 60 between the heat sink 22 and the main body 21.
５．変形例４
上述した実施形態においては、Ｇ光の光量がＲ光およびＢ光の光量よりも大きかったが、Ｒ光またはＢ光の光量が最も大きくてもよい。この場合にも、光量の大きさに応じて、対応するケース２０の開口の大きさを異ならせれば、実施形態と同様の効果を得ることができる。
5. Modification 4
In the above-described embodiment, the amount of light of G light is larger than the amount of light of R light and B light, but the amount of light of R light or B light may be the largest. Also in this case, if the size of the opening of the corresponding case 20 is different according to the magnitude of the amount of light, the same effect as that of the embodiment can be obtained.
