JP3372883B2 - プロジェクタ装置 - Google Patents
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Description
に関し、特に、DMD(鏡面反射型光変調器)を用いた
プロジェクタ装置に関する。
置について、図面を参照して説明する。図5は、従来の
プロジェクタ装置の構成を模式的に説明するための図で
ある。図5に示すように、光源101より出された光
は、楕円面鏡102によって反射され、ロッドインテグ
レ−タ103に集光される。その後、リレ−レンズ10
4、反射ミラ−105、反射プリズム106、カラ−プ
リズム107通してDMD109に照射される。DMD
109によって反射された光は、前述のカラ−プリズム
107,反射プリズム106を通して投射レンズ110
によって拡大されたのち、スクリ−ン111に投影され
る。
テムの場合、リレーレンズ104を単純化し、且つ、投
射レンズ110の瞳位置の光を絞り込むことが困難であ
り、このため、高輝度高コントラストの映像を得ること
ができないという問題があった。また、投射レンズ11
0の瞳位置の光を絞り込もうとすると、リレーレンズ1
04が複雑になるため容積が大きくなり、装置の小型化
の妨げとなっていた。
のであって、その主たる目的は、リレーレンズを複雑化
することなく、投射レンズの瞳位置の光を絞り込むこと
ができるDMDを用いたプロジェクタ装置を提供するこ
とにある。
め、本発明は、光源から放射され、照度調整部を通過し
た光を、リレーレンズ系によりカラープリズムに導き、
該カラープリズムで3原色光に色分離した後、鏡面反射
型光変調器に照射し、該鏡面反射型光変調器において変
調された各原色光を前記カラープリズムで合成した後、
投射レンズ系によってスクリーンに拡大投影するプロジ
ェクタ装置において、前記カラープリズムと前記鏡面反
射型光変調器との間に、前記照度調整部の入射端の像を
前記投射レンズ系の瞳位置で結像し、前記照度調整部の
出射端の像を前記鏡面反射型光変調器に結像するコンデ
ンサレンズを配設したものである。
ッドインテグレータ、又は、多数のレンズエレメントで
構成されるフライアイレンズを有する構成とすることが
できる。
微小表面反射素子、例えばDMDを使用したプロジェク
タ装置において、画面上の輝度を増大し、光源から微小
表面反射素子までのレンズ枚数を削減することができ、
従って、装置サイズの小型化を実現することができる。
は、その好ましい一実施の形態において、光源から放射
され、ロッドインテグレータを通過した光を、リレーレ
ンズ系によりカラープリズム(図1の7)に導き、カラ
ープリズムで3原色光に色分離した後、鏡面反射型光変
調器(図1の9)に照射するに際し、鏡面反射型光変調
器の直前にコンデンサレンズ(図1の8)を配置するこ
とによって、レンズ系を複雑化することなく、投射レン
ズの瞳位置の光を絞り込み、スクリーンに投影される像
の輝度を向上させるものである。
詳細に説明すべく、本発明の実施例について図面を参照
して以下に説明する。
に係るプロジェクタ装置について、図1、図3及び図4
を参照して説明する。図1は、第1の実施例に係るプロ
ジェクタ装置の構成を模式的に示す概略構成図であり、
図3及び図4は、コンデンサーレンズの構成を示す断面
図である。
説明すると、本実施例のプロジェクタ装置は、反射鏡2
を備えた光源1と、複数の光源像を作るロッドインテグ
レータ3と、DMD9に光を導くリレ−レンズ4、反射
ミラ−5及び反射プリズム6と、色分離を行うカラ−プ
リズム7と、DMD9に光を集光する本実施例の特徴で
あるコンデンサレンズ8と、不要な光を除去するDMD
9と、スクリ−ン11に光を投影する投射レンズ10
と、から構成される。
水銀ランプを用いているが、他にメタルハロイドラン
プ、キセノンランプ、ハロゲンランプ等の高輝度白色光
源を使用することができる。また、リレ−レンズ4は、
光を効率よくDMD9に集光させるように配置されてお
り、反射ミラ−5は、反射プリズム6に対して垂直に光
を入射させるように光軸に対して所定の角度を持って配
置されている。
度をもってDMD9へと導く機能を持っており、この反
射プリズム6は、くさび型プリズムを2つ組み合わせた
もので、接合面では、光の全反射が起きるようにエアギ
ャップが設けられている。なお、そのエアギャップの量
としては、10μm程度が適当である。
離が行われ、それぞれの色の光がDMD9の赤、緑、青
に照射される。このカラ−プリズム7は、くさび型プリ
ズムを3つ組み合わせたもので、それぞれの接合面では
所定の色を透過または反射するコ−ティングが施されて
いる。
DMD9との間にコンデンサレンズ8を設置しており、
このコンデンサレンズ8は、カラープリズム7からの光
を集光し、DMD9に効率よく照射させる機能を持たせ
ている。そして、DMD9では、所定の画像に必要な光
だけをスクリ−ン11方向へ反射し、不要な光はカラ−
プリズム7の図面の下方向に反射し、スクリ−ン11に
は投影されないような機能を持っている。
された画像をスクリ−ン11に拡大投影するものであ
り、投射画像のピント調整を行うためのフォ−カス調整
機能が設けられている。また、画面の大きさを、投射距
離を変えずに変化させるためのズ−ム機構を加えてもよ
い。
光源1から出された光は、反射鏡2により反射される。
この反射鏡2は楕円面鏡であり、反射された光はロッド
インテグレータ3に向かって集光される。ロッドインテ
グレータ3に入射された光は内部で複数回反射すること
により、複数の光源像をつくり出射される。ロッドイン
テグレータ3を出た光は、リレ−レンズ4により集光さ
れ、反射ミラ−5によって反射されたのち、反射プリズ
ム6に対して垂直に入っていく。
ちにカラ−プリズム7に入り、赤、緑、青の色分離が行
われ、コンデンサレンズ8に入射する。このコンデンサ
レンズ8は、ロッドインテグレータ3の出射端の像をD
MD9に集光し、且つ、ロッドインテグレータ3の入射
端の像を投射レンズの瞳位置で絞り込むという2組の共
役関係を満たすように設計されている。
9を照射し、DMD9では所定の画像に必要な光だけを
光軸方向に反射する。DMD9により反射された光は、
再度前述のコンデンサレンズ8を通り、カラ−プリズム
7を通過時に合成され、所定の映像となって前述の反射
プリズム6を通過する。その後光は、投射レンズ10に
より拡大され、スクリ−ン11へと像を結ぶ。
ム7とDMD9との間にコンデンサレンズ8を備えてお
り、このコンデンサレンズ8は、ロッドインテグレータ
3の出射端の像をDMD9に集光し、且つ、入射端の像
を投射レンズ10の瞳位置で絞り込むように設計されて
いるために、光を効率よくDMD9に入射するととも
に、画面上の輝度を増大することができる。また、DM
D9の直前では入射光の光束はリレーレンズ4により十
分に小さくなっているために、コンデンサーレンズ8の
サイズを小さくすることができ、従って、プロジェクタ
装置全体のサイズを小さくすることができる。
は、図3に示すように、DMD9やカラープリズム7と
別の部品として貼り付けて配置しても良いが、図4に示
すように、DMD9の表面の封止部品と一体として形成
させても良い。
について図2乃至図4を参照して説明する。図2は、第
2の実施例に係るプロジェクタ装置の構成を模式的に示
す概略構成図であり、図3及び図4は、コンデンサーレ
ンズの構造を示す断面図である。第2の実施例と前記し
た第1の実施例との相違点は、本実施例では、ロッドイ
ンテグレータの代わりにフライアイレンズ23a、23
bを配置していることを特徴としている。
説明すると、本実施例のプロジェクタ装置は、反射鏡2
2を備えた光源21と、複数の光源像を作るフライアイ
レンズ23a、23bと、DMD29に光を導くリレ−
レンズ24、反射ミラ−25及び反射プリズム26と、
色分離を行うカラ−プリズム27と、DMD29に光を
集光する本実施例の特徴であるコンデンサレンズ28
と、不要な光を除去するDMD29と、スクリ−ン31
に光を投影する投射レンズ30と、から構成される。
同様に、高圧水銀ランプを用いているが、メタルハロイ
ドランプ、キセノンランプ、ハロゲンランプ等の高輝度
白色光源を使用することができる。また、反射ミラ−2
5は、反射プリズム26に対して垂直に光を入射させる
ように光軸に対して所定の角度を持って配置されてい
る。
2つ組み合わせたもので、接合面では、光の全反射が起
きるように10μm程度のエアギャップが設けられてい
る。また、カラ−プリズム27は、くさび型プリズムを
3つ組み合わせたもので、それぞれの接合面では所定の
色を透過または反射するコ−ティングが施されている。
ム27とDMD29との間にコンデンサレンズ28を設
置しており、このコンデンサレンズ28は、カラープリ
ズム27からの光をDMD29に効率よく集光するよう
に設計されている。そして、投射レンズ30は、投射画
像のピント調整を行うためのフォ−カス調整機能が付い
ており、ズ−ム機構を加えることもできる。
光源21から出された光は、反射鏡22により反射され
る。この反射鏡22で反射された光は、平行光となりフ
ライアイレンズ23a、23bに入射する。フライアイ
レンズ23a、23bに入射した光は、複数の光源とな
り出射され、リレ−レンズ24により集光され、反射ミ
ラ−25によって反射されたのち、反射プリズム26に
対して垂直に入っていく。
たのちにカラ−プリズム27に入り、赤、緑、青の色分
離が行われ、コンデンサレンズ28によってフライアイ
レンズ23a、23bの出射端の像をDMD29に集光
する。このコンデンサレンズ28は、フライアイレンズ
23a、23bの入射端の像を投射レンズの瞳位置で絞
り込むという2組の共役関係を満たすように設計されて
いる。
軸方向に反射し、再度前述のコンデンサレンズ28を通
り、カラ−プリズム27を通過時に合成され、所定の映
像となって前述の反射プリズム26を通過し、投射レン
ズ30により拡大され、スクリ−ン31へと像を結ぶ。
た第1の実施例と同様に、カラープリズム27とDMD
29との間にコンデンサレンズ28を備えており、この
コンデンサレンズ28は、フライアイレンズ23a、2
3bの出射端の像をDMD29に集光し、且つ、入射端
の像を投射レンズ30の瞳位置で絞り込むように設計さ
れているために、光を効率よくDMD29に入射すると
ともに、画面上の輝度を増大することができる。また、
DMD29の直前では入射光の光束はリレーレンズ24
により十分に小さくなっているために、コンデンサーレ
ンズ28のサイズを小さくすることができ、従って、プ
ロジェクタ装置全体のサイズを小さくすることができ
る。
は、図3に示すように、DMD9やカラープリズム7の
別部品として貼り付けて配置しても良く、図4に示すよ
うに、DMD9の表面の封止部品と一体で形成させても
良いことは前記した第1の実施例と同様である。
鏡面反射型光変調器を用いたプロジェクタ装置におい
て、スクリーン上の輝度及びコントラストを向上させる
ことができ、かつ、リレーレンズを単純化することによ
りレンズ枚数も削減し、プロジェクタ装置自身の体積も
小さくすることができるという効果を奏する。
は、コンデンサレンズをDMDの直前に配置することに
より、光を効率よくDMDに入射することができ、ま
た、DMDの直前では入射光はリレーレンズにより十分
に絞り込まれているために、コンデンサーレンズのサイ
ズを小さくすることができるからである。
の構成を模式的に説明するための図である。
の構成を模式的に説明するための図である。
ンズの構成を模式的に説明するための図である。
ンズの構成を模式的に説明するための図である。
る。
Claims (3)
- 【請求項1】 光源から放射され、照度調整部を通過し
た光を、リレーレンズ系によりカラープリズムに導き、
該カラープリズムで3原色光に色分離した後、鏡面反射
型光変調器に照射し、該鏡面反射型光変調器において変
調された各原色光を前記カラープリズムで合成した後、
投射レンズ系によってスクリーンに拡大投影するプロジ
ェクタ装置において、 前記カラープリズムと前記鏡面反射型光変調器との間
に、前記照度調整部の入射端の像を前記投射レンズ系の
瞳位置で結像し、前記照度調整部の出射端の像を前記鏡
面反射型光変調器に結像するコンデンサレンズを配設し
た、ことを特徴とするプロジェクタ装置。 - 【請求項2】 前記照度調整部が、ロッドインテグレー
タを有する、請求項1記載のプロジェクタ装置。 - 【請求項3】 前記照度調整部が、多数のレンズエレメ
ントで構成されるフライアイレンズを有する、請求項1
記載のプロジェクタ装置。
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