JP3797100B2 - projector - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、画像を投写するプロジェクタ(投写型表示装置)に関する。
【0002】
【従来の技術】
大型画面を有する表示装置として、スクリーン上に画像を拡大投写するプロジェクタが多く利用されている。プロジェクタには、投写光を反射型のスクリーン上に投写するフロント型プロジェクタと、投写光を透過型のスクリーン上に投写するリア型プロジェクタとが知られている。リア型プロジェクタとしては、例えば、特開平10−307332号公報に記載の例があげられる。
【0003】
リア型プロジェクタは、画像を投写する投写器から射出された投写光を一つまたは複数の反射ミラーで反射してスクリーン上に投写する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
プロジェクタで表示される画像はより明るく画質が良いことが好ましい。このため、リア型プロジェクタに備えられる反射ミラーは、反射する投写光に対する反射率を高くして、光損失を低減することが望まれている。
【0005】
また、特開平10−307332号公報に開示されているように、投写器をスクリーンに対して略平行な方向に配置すれば、装置の奥行きが短い薄型のリア型プロジェクタを構成できることが知られている。しかし、その場合には、少なくとも2枚のミラーがねじれの位置に配置されるため、投写光の偏光状態を一方の反射ミラーの反射特性に合わせると、他方の反射ミラーでは反射特性との整合性が低下し、光損失を生じる場合がある。
【0006】
さらに、投写器の色光合成光学系としてクロスダイクロイックプリズムを用い、クロスダイクロイックプリズムにて反射する色光の偏光方向をs偏光、透過する色光の偏光方向をp偏光とすることで、クロスダイクロイックプリズムにおける色光合成効率を高める構成が知られている(例えば、特公平6−8985号公報)。しかし、その場合には、投写光を構成する3色光の偏光方向が揃っていないため、反射ミラーの反射特性との兼ね合いで、投写光の色バランスの悪化を招く場合がある。
【0007】
この発明は、従来技術における上述の課題を解決するためになされたものであり、プロジェクタに備えられる反射ミラーの光学特性を考慮して、反射ミラーに入射する投写光の偏光方向を設定することにより、投写光の光利用効率を向上させ、明るい投写画像を実現できる技術を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
上述の課題の少なくとも一部を解決するため、本発明の第1のプロジェクタは、
スクリーンと、
複数の色光で再現される画像を表す投写光を射出する投写部と、
前記投写部から射出された投写光を前記スクリーンの方向に向ける光路変更部と、を備え、
前記光路変更部は、前記投写部から射出された投写光を順次反射する複数の反射ミラーを有しており、
前記複数の反射ミラーのうちの特定の反射ミラーにおける入射面は、前記投写光の光路に沿って、前記特定の反射ミラーの直前に配置された反射ミラーの入射面に対して垂直な配置関係にあり、
前記光路変更部は、前記投写光に含まれる前記複数の色光のうち少なくとも1つの色光が、それぞれの反射ミラーに入射する際に、それぞれの反射ミラーの入射面に対して垂直な偏光方向を有するs偏光光となるように構成されており、かつ、少なくとも、前記直前に配置された反射ミラーから射出され、前記特定の反射ミラーに入射する投写光の偏光方向を90度回転させる第1の偏光面回転素子を備えることを特徴とする。
【0009】
一般に、反射ミラーの入射面に垂直な偏光方向を有するs偏光光は反射率が高く、入射面に平行な偏光方向を有するp偏光光は反射率が低い。ここで、「反射ミラーの入射面」とは、反射ミラーの反射面の法線と入射光線の光軸とによって決定される平面を意味している。
【0010】
本発明のプロジェクタは、投写光に含まれる複数の色光のうち少なくとも1つの色光が、複数の反射ミラーに順次入射する際に、それぞれの反射ミラーの入射面に対して垂直な偏光方向を有するs偏光光となるように構成されているので、少なくとも1つの色光の損失を低減することができる。これにより、スクリーン上に投写する投写光の利用効率を向上させ、明るい投写画像を実現することが可能となる。
【0011】
ここで、前記光路変更部は、少なくとも、前記直前に配置された反射ミラーから射出され、前記特定の反射ミラーに入射する投写光の偏光方向を90度回転させる第1の偏光面回転素子を備えることが好ましい。
【0012】
直前に配置された反射ミラーに対してs偏光である光は、直前の反射ミラーの入射面に対して垂直な入射面を有する特定の反射ミラーに対してはp偏光の光となる。しかしながら、上記構成によれば、複数の反射ミラーのうち、直前の反射ミラーの入射面に対して垂直な入射面を有する特定の反射ミラーにおいて、そこに入射する投写光に含まれる少なくとも1つの色光をp偏光光からs偏光光に変換することができる。
【0013】
さらに、前記投写部と前記光路変更部との間に、前記光路変更部に入射する投写光の偏光方向を90度回転させる第2の偏光面回転素子を設けるようにしても良い。
【0014】
このような構成は、投写部から射出された直後の投写光の偏光方向が、光路変更部の最初の反射ミラーの入射面に対してp偏光光であるような場合に便利である。あるいは、一部の色光のみが光路変更部の反射ミラーの入射面に対して垂直な偏光方向を有するs偏光光となるように構成する場合、投写部から射出された直後の当該一部の色光の偏光方向が光路変更部の最初の反射ミラーの入射面に対してp偏光光であるような場合にも便利である。
【0015】
さらに、このとき、第2の偏光面回転素子は、前記投写光を構成する特定の色光の偏光方向だけを90度回転させるように構成されていても良い。
【0016】
p偏光である色光とs偏光である色光を合成する様式の色光合成光学系を投写部に備えたプロジェクタに対して、このような第2の偏光面回転素子を用いれば、投写部から射出され光路変更部に入射する投写光の偏光方向を全ての色光間で略一種類に揃えることができる。そのため、光路変更部の反射ミラーに入射する全ての色光の偏光方向を入射面に対して垂直な偏光方向を有するs偏光光に設定でき、投写光の利用効率を上げて、明るい投写画像を実現することができる。
【0017】
一方、一部の色光のみが光路変更部の反射ミラーの入射面に対して垂直な偏光方向を有するs偏光光となるように構成する場合、前記それぞれの反射ミラーに対してs偏光光となる色光は、青色光であることが好ましい。
【0018】
こうすれば、投写光に含まれる複数の色光のうち、青色光の損失を低減することができる。これにより、投写光に含まれる複数の色光のうち青色光の強度が比較的小さい場合、例えば、投写部に含まれる光源にメタルハライドランプが用いられている場合に、他の色光とのバランスを調整することができる。
【0019】
また、一部の色光のみが光路変更部の反射ミラーの入射面に対して垂直な偏光方向を有するs偏光光となるように構成する場合において、投写光に含まれる複数の色光のうち赤色光の強度が比較的小さい場合、例えば、投写部に含まれる光源に高圧水銀ランプが用いられている場合には、それぞれの反射ミラーに対してs偏光光となる色光は、赤色光であることが好ましい。
【0020】
こうすれば、投写光に含まれる複数の色光のうち、赤色光の損失を低減することができ、他の色光とのバランスを調整することができる。
【0025】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を以下の各実施例に基づき説明する。なお、以下の各実施例では、特に説明のない限り同一の構成を示すものには、同じ符号を付している。また、x、y、zは、互いに直交する3軸を示している。
【0026】
A.第1実施例:
図1は、第1実施例としてのリア型プロジェクタ(背面投写型表示装置)の概略構成を示す斜視図である。このプロジェクタ10Cは、透過型のスクリーンSCRと、画像を投写する投写部PJと、2つの反射ミラーMR1,MR2とを備えている。また、投写部PJと第1の反射ミラーMR1との間に第1の偏光面回転板PR1を備え、第1の反射ミラーと第2の反射ミラーとの間に第2の偏光面回転板PR2を備えている。ここで、投写部PJをスクリーンSCRに対して略平行な方向に配置するため、2つの反射ミラーMR1,MR2は、それぞれの入射面が互いに垂直となるように配置されている。
【0027】
ここで、第1の偏光面回転板PR1が本発明の第2の偏光面回転素子に相当し、第2の偏光面回転板PR2が本発明の第1の偏光面回転素子に相当する。また、2つの反射ミラーMR1,MR2および偏光面回転板PR2の部分が、本発明の光路変更部に相当する。なお、第2の反射ミラーMR2がメイン反射ミラーに相当する。
【0028】
投写部PJから射出された投写光は、第1の偏光面回転板PR1を透過した後、第1の反射ミラーMR1で反射されて第2の偏光面回転板PR2を透過し、さらに、第2の反射ミラーMR2で反射されてスクリーンSCRに入射する。これにより、スクリーンSCR上に画像が形成される。
【0029】
投写部PJから射出される投写光は、第1の反射ミラーMR1の入射面に対して平行な偏光方向を有する光(p偏光光)に設定されている。なお、「反射ミラーの入射面」とは、反射面の法線と入射光線の光軸とで決定される平面を意味している。
【0030】
第1の偏光面回転板PR1は、入射した投写光の偏光方向を90度回転させて第1の反射ミラーMR1の入射面に対して垂直な偏光方向を有する光(s偏光光)に変換する。第1の偏光面回転板PR1は、例えば、λ/2位相差板により構成される。
【0031】
第1および第2の反射ミラーMR1,MR2には、例えば、ガラス板を金属膜あるいは誘電体多層膜でコーティングすることにより作製されたものが利用される。
【0032】
ここで、一般に、反射ミラーの反射率は偏光依存性を有している。具体的には、入射面に対して垂直な偏光方向を有するs偏光光は反射率が比較的高く、入射面に対して平行な偏光方向を有するp偏光光は反射率が比較的低い。
【0033】
したがって、第1の偏光面回転板PR1を第1の反射ミラーMR1の入射側に配置することにより、第1の反射ミラーMR1に入射する投写光は、第1の反射ミラーMR1の入射面に対してs偏光光となるように設定される。このため、非偏光の投写光やp偏光の投写光の場合に比べて投写光の反射率を高くすることができるので、第1の反射ミラーMR1における損失を低減して、明るい投写画像をスクリーン上に投写することができる。
【0034】
また、第1および第2の反射ミラーMR1,MR2は、それぞれの入射面が互いに垂直となるように配置されているので、第1の反射ミラーMR1に対してs偏光であった投写光は、第2の反射ミラーMR2に対してはp偏光の投写光となる。そこで、第1の反射ミラーMR1と第2の反射ミラーMR2との間に第1の偏光面回転板PR1と同じ機能を有する第2の偏光面回転板PR2を配置して、入射する投写光の偏光方向を90度回転させている。これにより、第2の反射ミラーMR2に入射する投写光も、その入射面に対して垂直な偏光方向を有するs偏光光に設定されるので、投写光の反射率を高くすることができる。これにより、第2の反射ミラーMR2における損失を低減して、明るい投写画像をスクリーン上に投写することができる。
【0035】
以上説明したように、第1および第2の反射ミラーMR1,MR2に入射する投写光は、それぞれの入射面に対して垂直な偏光方向を有するs偏光光に設定されるので、投写光の反射率を高くすることができる。これにより、反射ミラーにおける損失を低減して、明るい投写画像をスクリーン上に投写することができる。
【0036】
なお、投写部PJから射出される投写光が、第1の反射ミラーMR1に対してs偏光光に設定されている場合には、偏光面回転板PR1は省略可能である。
【0037】
図2は、投写部PJから射出される投写光について示す説明図である。投写部PJは、図2の斜視図に示すように、色光合成光学系であるクロスダイクロイックプリズム500、および3つのライトバルブ400R,400G,400Bを備えている。また、3つのライトバルブ400R,400G,400Bを照明するための照明光学系および照明光を3つの色光に分離する色光分離光学系、並びに、クロスダイクロイックプリズム500から射出される光を投写する投写レンズを備えている。ただし、照明光学系と色光分離光学系と投写レンズとは、説明を容易にするため省略されている。
【0038】
3つのライトバルブ400R,400G,400Bは、それぞれに入射した赤色光(R光)、緑色光(G光)、青色光(B光)の3つの色光を対応する色信号(画像情報)に応じて変調し、変調光を透過光として射出する。このような透過型のライトバルブとしては、透過型の液晶パネルが用いられる。
【0039】
3つのライトバルブ400R,400G,400Bから射出された3つの色光は、それぞれに対応するクロスダイクロイックプリズム500の入射側面500R,500G,500Bに入射する。
【0040】
クロスダイクロイックプリズム500は、略X字状に設けられた2つのダイクロイック面510R,510Bを有している。第1のダイクロイック面510Rは、R光を反射し、B光およびG光を透過する。第2のダイクロイック面510Bは、B光を反射し、R光およびG光を透過する。図2(A)に示すように、入射側面500Rから入射したR光は、第1のダイクロイック面510Rで反射して、射出側面500Oから射出される。図2(B)に示すように、入射側面500Gから入射したG光は、第1および第2のダイクロイック面510R,501Bを透過して、射出側面500Oから射出される。図2(C)に示すように、入射側面500Bから入射したB光は、第2のダイクロイック面510Bで反射して、射出側面500Oから射出される。従って、各色用のライトバルブ400R,400G,400Bにおいて変調された3つの色光は、クロスダイクロイックプリズム500で合成される。合成された光は、図示しない投写光学系によって投写光として、第1の反射ミラーMR1の方向に射出され、スクリーンSCR上にはカラー画像が表示される。
【0041】
ライトバルブ400R,400G,400Bに用いられる液晶パネルは、特定の偏光方向を有する直線偏光の変調光を射出する。従って、各ライトバルブ400R,400G,400Bから射出される色光を、第1の反射ミラーMR1に対するp偏光光に設定すれれば、偏光面回転板PR1で偏光方向が90度回転され、結局、第1の反射ミラーMR1に対してはs偏光となって入射するので、図1に示す構成のプロジェクタ10Cを実現できる。具体的には、ライトバルブ400R、400G、400Bとして、第1および第2のダイクロイック面510R,510Bの入射面に対してs偏光の光を射出するタイプの液晶パネルが用いられる。なお、各ライトバルブ400R,400G,400Bから射出される色光を、第1の反射ミラーMR1に対するs偏光光に設定すれば、上述したように、第1の偏光面回転板PR1を省略することができる。具体的には、ライトバルブ400R、400G、400Bとして、第1および第2のダイクロイック面510R,510Bの入射面に対してp偏光の光を射出するタイプの液晶パネルが用いられる。
【0042】
ところで、図2(A)に示すように、R光は、第1のダイクロイック面510Rにおける反射率を高めるために、第1のダイクロイック面510Rの入射面に対してs偏光光となるように設定される場合がある。また、図2(C)に示すように、B光も、第2のダイクロイック面510Bにおける反射率を高めるために、第2のダイクロイック面510Bの入射面に対してs偏光光となるように設定される場合がある。一方、図2(B)に示すように、G光は、第1および第2のダイクロイック面510R,510Bにおける透過率を高めるために、第1および第2のダイクロイック面510R,510Bの入射面に対してp偏光光となるように設定される場合がある。
【0043】
以上のように設定された場合、投写部PJから射出される投写光は、含まれる色光によって偏光方向が異なることになる。
【0044】
第1および第2のダイクロイック面510R、510Bの入射面と、第1の反射ミラーMR1の入射面とは、互いに垂直であるので、第1および第2のダイクロイック面510R、510Bに対してs偏光である光は反射ミラーMR1に対してp偏光光となり、p偏光である光は反射ミラーMR1に対してs偏光光となる。従って、投写部PJから射出されるR光およびB光は第1の反射ミラーMR1に対してp偏光光となるが、G光はs偏光光となる。
【0045】
第1の偏光面回転板PR1は、上述したように、入射する光の偏光方向を90度回転させる機能を有し、λ/2位相差板により構成することができる。λ/2位相差板は特定の波長或いは波長域の光に対してλ/2の位相変化を与える素子であり、位相変化を与える波長域によって、対象となる色光は変化する。例えば、特定の色光の偏光方向を90度回転させる狭帯域のλ/2位相差板や、白色光の偏光方向を90度回転させる広帯域のλ/2位相差板などがある。したがって、G光のみに対応した狭帯域のλ/2位相差板を偏光面回転板PR1として使用すれば、クロスダイクロイックプリズム500から射出された色光を全て同じ偏光方向を有するs偏光光に揃えられるため、反射ミラーMR1における反射率を高めることができる。
【0046】
一方、白色光の偏光方向を90度回転させる広帯域のλ/2位相差板を偏光面回転板PR1として使用すれば、投写光に含まれる色光のうち、R光およびB光は反射ミラーMR1に対してs偏光光に変換され、G光はp偏光光に変換される。従って、図2に示すように、投写光に含まれるR,G,Bの3つの色光によって偏光方向が異なる場合、R,G,Bの全ての色光の第1の反射ミラーMR1における反射率を高めることはできない。しかしながら、投写光が偏光方向の異なる複数の色光を含む場合には、以下のような効果を得ることができる。すなわち、投写部PJの図示しない照明光学系に含まれる光源には、メタルハライドランプや高圧水銀ランプが用いられる。これらのランプでは、例えば、メタルハライドランプはB光の強度が相対的に弱く、高圧水銀ランプはR光の強度が相対的に弱いという特徴を有している。従って、本実施例において光源としてメタルハライドランプや高圧水銀ランプが用いられている場合、G光に比べて、B光やR光の第1の反射ミラーMR1における損失を低減することにより、色バランスに優れた画像を表示することができる。
【0047】
なお、図2を用いた上述の説明は、投写部PJから射出される投写光について、第1の偏光面回転板PR1と第1の反射ミラーMR1に着目して説明しているが、第2の偏光面回転板PR2と第2の反射ミラーMR2に関しても同様である。
【0048】
以上の説明からわかるように、図1に示した投写光の偏光方向は、投写光に含まれる複数の色光に共通する偏光方向、または、損失を低減したい少なくとも1つの色光の偏光方向を示している。また、以下の各実施例において示す投写光の偏光方向も、投写光に含まれる複数の色光に共通する偏光方向、または、損失を低減したい少なくとも1つの色光の偏光方向を示している。
【0049】
なお、図2に示した投写部PJの例では、R光およびB光が第1の反射ミラーMR1に対してs偏光光となる場合を例に説明しているが、これに限定されるものではない。R光が弱い場合には、少なくともR光が第1の反射ミラーMR1に対してs偏光光となる構成も適用可能である。また、G光が弱い場合には、少なくともG光が第1の反射ミラーMR1に対してs偏光光となる構成も適用可能である。また、B光が弱い場合には、少なくともB光が第1の反射ミラーMR1に対してs偏光光となる構成も適用可能である。例えば、光源としてメタルハライドランプが用いられている場合には、少なくともB光が第1の反射ミラーMR1に対してs偏光光となるようにすればよい。また、高圧水銀ランプが用いられている場合には、少なくともR光が第1の反射ミラーMR1に対してs偏光光となるようにすればよい。なお、これらの変形は、クロスダイクロイックプリズム500の構成や、3つのライトバルブ400R,400G,400Bの配置や使用する液晶パネルの種類等を工夫することにより実現可能である。
【0050】
B.第2実施例:
図3は、第2実施例としてのリア型プロジェクタの概略構成を示す斜視図である。このプロジェクタ10Dは、3つの反射ミラーMR1,MR2,MR3により投写部PJから射出される投写光を順次反射して、スクリーンSCRに投写する構成を有している。
【0051】
第1の偏光面回転板PR1が本発明の第2の偏光面回転素子に相当し、第2の偏光面回転板PR2が本発明の第1の偏光面回転素子に相当する。また、3つの反射ミラーMR1,MR2,MR3および偏光面回転板PR2の部分が、本発明の光路変更部に相当する。なお、反射ミラーMR3がメイン反射ミラーに相当する。
【0052】
投写部PJから射出された投写光は、第1の偏光面回転板PR1を透過した後、第1の反射ミラーで反射され、第2の偏光面回転板PR2を透過した後、さらに、第2および第3の反射ミラーMR2,MR3で順次反射されてスクリーンSCRに入射する。これにより、スクリーンSCR上に画像が形成される。
【0053】
投写部PJから射出される投写光はp偏光に設定されているので、投写光は第1の偏光面回転板PR1により、第1の反射ミラーMR1に対してs偏光の光となるように変換される。
【0054】
第2の反射ミラーMR2は、第1の反射ミラーMR1の入射面と第2の反射ミラーMR2の入射面とが互いに垂直となるように配置されている。このように配置された場合、第1実施例で説明したように、第1の反射ミラーMR1に対してs偏光であった投写光は、第2の反射ミラーMR2に対してはp偏光の投写光となる。そこで、第1の反射ミラーMR1と第2の反射ミラーMR2との間に偏光面回転板PR2を配置して、入射する投写光の偏光方向を90度回転させている。これにより、第2の反射ミラーMR2に入射する投写光も、その入射面に対して垂直な偏光方向を有するs偏光光となる。
【0055】
第3の反射ミラーMR3は、第2の反射ミラーMR2の入射面と第3の反射ミラーMR3の入射面とが同一平面となるように配置されている。このように配置された場合、第3の反射ミラーMR3に入射する投写光の偏光方向は、第2の反射ミラーMR2で反射された投写光の偏光方向と同じとなる。これにより、第3の反射ミラーMR3に入射する投写光も、その入射面に対して垂直な偏光方向を有するs偏光光に設定される。従って、第2の反射ミラーMR2と第3の反射ミラーMR3との間に偏光面回転板を配置する必要はない。
【0056】
以上のように、本実施例のプロジェクタ10Dは、第1ないし第3の反射ミラーMR1,MR2,MR3に入射する投写光を、それぞれの入射面に対して垂直な偏光方向を有するs偏光光に設定しているので、投写光の反射率を高くすることができる。これにより、反射ミラーにおける損失を低減して、明るい投写画像をスクリーン上に投写することができる。
【0057】
なお、本実施例では、第1および第2の反射ミラーMR1,MR2を互いの入射面が垂直となるように配置し、第2および第3の反射ミラーMR2,MR3を互いの入射面が同一平面となるように配置した場合を例に説明したが、第1および第2の反射ミラーMR1,MR2を互いの入射面が同一平面となるように配置し、第2および第3の反射ミラーMR2,MR3を互いの入射面が垂直となるように配置するようにしても同様である。ただし、後者の場合には、第1および第2の反射ミラーMR1,MR2の間ではなく、第2および第3の反射ミラーMR2,MR3の間に、偏光面回転板を配置することが好ましい。
【0058】
また、本実施例では、第2および第3の反射ミラーMR2,MR3を互いの入射面が同一平面となるように配置した場合を例に説明しているが、第2および第3の反射ミラーMR2,MR3も互いの入射面が垂直な平面となるように配置するようにしてもよい。ただし、このような場合には、第2および第3の反射ミラーMR2,MR3の間にも偏光面回転板を配置することが好ましい。
【0059】
さらに、本実施例では、3つの反射ミラーを備える場合を例に説明しているが、4つ以上の複数の反射ミラーを備える場合も同様である。すなわち、複数の反射ミラーのそれぞれに入射する投写光が、それぞれの入射面に対してs偏光光となるように設定されることが好ましい。この場合、投写部から射出される投写光が最初の反射ミラーに対してp偏光光であるならば、最初の反射ミラーの前に偏光面回転板を配置すればよい。また、順次反射される2つの反射ミラーにおいて、互いの入射面が垂直である場合には、それらの反射ミラーの間に偏光面回転板を配置すればよい。
【0060】
C.第3実施例:
図4は、第3実施例としてのリア型プロジェクタの構成を示す斜視図である。このプロジェクタ10Eは、透過型のスクリーンSCRと、画像を投写する投写部PJと、反射ミラーMR1aとを備えている。また、投写部PJと反射ミラーMR1との間に偏光面回転板PR1を備えている。反射ミラーMR1aが本発明のメイン反射ミラーに相当し、偏光面回転板PR1が偏光面回転素子に相当する。また、反射ミラーMR1aの部分が本発明の光路変更部に相当する。
【0061】
投写部PJから射出された投写光は、偏光面回転板PR1を透過した後、反射ミラーMR1aで反射されてスクリーンSCRに入射する。これにより、スクリーンSCR上に画像が形成される。
【0062】
このプロジェクタ10Eは、反射ミラーMR1aがフィルム状ミラーで構成されている点に特徴を有している。
【0063】
フィルム状ミラーは、樹脂材料を延伸することによってされた形成された樹脂フィルム上に銀やアルミニウムなどの金属膜をコーティングすることにより作製されたミラーであり、ガラス板を利用した反射ミラー等に比べて軽量化が可能である。ただし、金属膜の酸化を防止するために、金属膜は樹脂フィルムによってサンドイッチ状に挟持された構造を採用している場合が一般的であり、そのため、大部分のフィルム状ミラーは反射面の表面に透明媒体が形成されている裏面ミラーとなっている。そのような構造の裏面ミラーに偏光が入射した場合には、透明媒体中を光は通過するため、透明媒体が光学的に均質でない場合には、通過する光の偏光状態に変化を生じ、投写画像に着色や色むらを発生させる原因となる。延伸プロセスを経て製造された樹脂フィルムは、延伸によって光学的異方性を発現するため、この種のフィルムを用いたフィルム状ミラーで偏光を扱う場合には、フィルムの光学的異方性と偏光状態との関係を適切に設定しておく必要がある。
【0064】
以上の点を考慮して、反射ミラーMR1aは、樹脂フィルムの延伸方向(図中矢印破線で示す)が入射面に対して垂直な方向となるように配置されており、入射面に対して直交するs偏光光或いは平行なp偏光光が投写光として入射する。その結果、反射された投写光による画像に色むらや着色等が発生することを抑制することができる。これにより、色むらのない高品位な投写画像をスクリーン上に投写することができる。
【0065】
なお、色むら等の抑制にのみ着目すれば、反射ミラーMR1aに入射する投写光をs偏光光とする必要はない。しかし、反射ミラーMR1aにおける反射率を考慮すれば、反射ミラーMR1aに入射する投写光をs偏光光とするほうが好ましい。
【0066】
なお、本実施例は、メイン反射ミラーのみを備えるプロジェクタの反射ミラーをフィルム状ミラーで構成した場合を例に説明しているが、第1および第2の実施例のように複数の反射ミラーを備えるプロジェクタにおいても、同様に、メイン反射ミラーをフィルム状ミラーで構成した反射ミラーとすることも可能である。
【0067】
D.第4実施例:
図5は、第4実施例としてのリア型プロジェクタの構成を示す斜視図である。このプロジェクタ10Fは、第1実施例のプロジェクタ10C(図1)における第1および第2の反射ミラーMR1,MR2をフィルム状ミラーで構成した例を示している。本実施例のプロジェク10Fは、2つの反射ミラーMR1a,MR2aがフィルム状ミラーで構成されているので、第3実施例のようにメイン反射ミラーのみをフィルム状ミラーで構成した場合に比べて、さらに、装置の軽量化を図ることができる。
【0068】
また、2つの反射ミラーMR1a,MR2aは、それぞれの樹脂板の延伸方向が入射面に対して垂直な方向となるように配置されている。従って、それぞれにおいて反射された投写光による画像に色むらや着色等が発生することを抑制することができる。
【0069】
なお、本実施例では、第1および第2の反射ミラーMR1a,MR2aの間に、偏光面回転板PR2aが配置されている。これは、以下の理由による。図6は、第1の反射ミラーMR1aの断面構造を拡大して示す概略側面図である。第1の反射ミラーMR1aに入射する直線偏光の投写光は、樹脂フィルムPFを透過して金属膜MFで反射され、再び樹脂フィルムPFを透過して射出される。このとき、射出される投写光の一部は、樹脂フィルムPFの光学的異方性に対応して偏光状態を変化させ、通常、僅かに楕円偏光光となって射出される。
【0070】
色むら等の抑制にのみ着目すれば、第2の反射ミラーMR2aに入射する投写光は楕円偏光光であってもよい。しかし、第2の反射ミラーMR2aにおける反射率を考慮すれば、反射ミラーMR2aに入射する投写光をs偏光光とするほうが好ましい。そこで、本実施例では、第1および第2の反射ミラーMR1a,MR2aの間に偏光面回転板PR2aを配置し、第1の反射ミラーMR1aによって部分的に楕円偏光化した投写光を再びs偏光光に戻して、第2の反射ミラーMR2aに入射している。なお、楕円偏光光を直線偏光光(s偏光光)に変換する偏光面回転板PR2aとしては、例えば、λ/4位相差板が利用される。
【0071】
なお、本実施例では、2つの反射ミラーの入射面が互いに垂直となるように配置されている場合を例に説明しているが、互いの入射面が平行となるように配置されているプロジェクタにおいても同様である。また、本実施例では、2つの反射ミラーを備えるプロジェクタを例に説明したが、3つ以上の複数の反射ミラーを備えるプロジェクタにおいても同様である。このとき、必ずしも、複数の反射ミラーの全てをフィルム状ミラーで構成する必要はない。複数の反射ミラーのうち、メイン反射ミラーを含む一部の反射ミラーをフィルム状ミラーで構成するようにしてもよい。
【0072】
E.変形例:
なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、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。
【0073】
例えば、本実施例では、投写部PJと偏光面回転板PR1と反射ミラーMR1あるいはMR1aが分離されていたが、これらは投写部PJの内部に配置するようにしても良い。例えば、偏光面回転板PR1を投写部PJを構成する投写レンズの直前に配置し、反射ミラーMR1あるいはMR1aを当該投写レンズの内部に配置するようにしても良い。また、本実施例では、図2に示すように透過型液晶パネルで構成された3つのライトバルブと、クロスダイクロイックプリズムとを備えた投写部を例に説明しているが、クロスダイクロイックプリズムではなく、クロスダイクロイックミラーを備える投写部であってもよい。また、このようなクロスダイクロイックプリズムやクロスダイクロイックプリズムを備えない投写部でもよい。また、反射型液晶パネルをライトバルブとして備えた投写部でもよい。さらに、本発明の構成は、リア投写型プロジェクタに限定されず、基本的にはフロント投写型プロジェクタに対しても適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施例としてのリア型プロジェクタの概略構成を示す斜視図である。
【図2】投写部PJから射出される投写光について示す説明図である。
【図3】第2実施例としてのリア型プロジェクタの概略構成を示す斜視図である。
【図4】第3実施例としてのリア型プロジェクタの概略構成を示す斜視図である。
【図5】第4実施例としてのリア型プロジェクタの概略構成を示す斜視図である。
【図6】第1の反射ミラーMR1aの断面構造を拡大して示す概略側面図である。
【符号の説明】
10C…プロジェクタ
10D…プロジェクタ
10E…プロジェクタ
10F…プロジェクタ
PJ…投写部
MR1,MR2,MR3…反射ミラー
PR1,PR2…偏光面回転板
SCR…スクリーン
400R,400G,400B…ライトバルブ
500…クロスダイクロイックプリズム
500R,500G,500B…入射側面
500O…射出側面
510R,510B…ダイクロイック面
MR1a,MR2a…反射ミラー
PR2a…偏光面回転板
PF…樹脂フィルム
MF…金属膜
OF…保護膜
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a projector (projection display device) that projects an image.
[0002]
[Prior art]
As a display device having a large screen, a projector that enlarges and projects an image on a screen is often used. As the projector, a front projector that projects projection light onto a reflective screen and a rear projector that projects projection light onto a transmission screen are known. Examples of the rear projector include those described in JP-A-10-307332.
[0003]
A rear projector reflects projection light emitted from a projector that projects an image on one or a plurality of reflecting mirrors and projects it onto a screen.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The image displayed by the projector is preferably brighter and better in image quality. For this reason, it is desired that the reflection mirror provided in the rear projector has a high reflectivity with respect to the reflected projection light to reduce the light loss.
[0005]
Further, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 10-307332, it is known that a thin rear projector having a short apparatus depth can be configured by arranging the projector in a direction substantially parallel to the screen. Yes. However, in that case, since at least two mirrors are arranged at the twisted position, when the polarization state of the projection light is matched with the reflection characteristic of one reflection mirror, the other reflection mirror is consistent with the reflection characteristic. May decrease, resulting in optical loss.
[0006]
Furthermore, a cross dichroic prism is used as the color light combining optical system of the projector, the polarization direction of the color light reflected by the cross dichroic prism is s-polarized light, and the polarization direction of the transmitted color light is p-polarized light. A configuration for increasing photosynthesis efficiency is known (for example, Japanese Patent Publication No. 6-8985). In this case, however, the polarization directions of the three color lights constituting the projection light are not uniform, and this may cause a deterioration in the color balance of the projection light in consideration of the reflection characteristics of the reflection mirror.
[0007]
The present invention has been made to solve the above-described problems in the prior art, and by setting the polarization direction of the projection light incident on the reflection mirror in consideration of the optical characteristics of the reflection mirror provided in the projector. An object of the present invention is to provide a technique capable of improving the light use efficiency of projection light and realizing a bright projection image.
[0008]
[Means for solving the problems and their functions and effects]
In order to solve at least a part of the problems described above, a first projector according to the present invention includes:
Screen,
A projection unit for emitting projection light representing an image reproduced by a plurality of color lights;
An optical path changing unit for directing projection light emitted from the projection unit toward the screen,
The optical path changing unit has a plurality of reflection mirrors that sequentially reflect the projection light emitted from the projection unit,
The incident surface of the specific reflecting mirror of the plurality of reflecting mirrors is in an arrangement relationship perpendicular to the incident surface of the reflecting mirror disposed immediately before the specific reflecting mirror along the optical path of the projection light. Yes,
The optical path changing unit has a polarization direction perpendicular to an incident surface of each reflection mirror when at least one color light among the plurality of color lights included in the projection light enters each reflection mirror. First polarized light that is configured to be s-polarized light and at least rotates the polarization direction of the projection light emitted from the reflection mirror disposed immediately before and incident on the specific reflection mirror by 90 degrees. A surface rotation element is provided.
[0009]
In general, s-polarized light having a polarization direction perpendicular to the incident surface of the reflecting mirror has high reflectance, and p-polarized light having a polarization direction parallel to the incident surface has low reflectance. Here, the “incident surface of the reflecting mirror” means a plane determined by the normal line of the reflecting surface of the reflecting mirror and the optical axis of the incident light beam.
[0010]
According to the projector of the present invention, when at least one color light among the plurality of color lights included in the projection light sequentially enters the plurality of reflection mirrors, the projector has a polarization direction perpendicular to the incident surface of each reflection mirror. Since it is configured to be polarized light, loss of at least one color light can be reduced. As a result, the utilization efficiency of the projection light projected on the screen can be improved, and a bright projection image can be realized.
[0011]
Here, the optical path changing unit includes at least a first polarization plane rotating element that rotates the polarization direction of the projection light emitted from the reflection mirror disposed immediately before and incident on the specific reflection mirror by 90 degrees. It is preferable.
[0012]
The light that is s-polarized with respect to the reflection mirror disposed immediately before becomes p-polarized light with respect to a specific reflection mirror having an incident surface perpendicular to the incident surface of the immediately preceding reflection mirror. However, according to the above configuration, at least one color light included in the projection light incident on the specific reflecting mirror having an incident surface perpendicular to the incident surface of the immediately preceding reflecting mirror among the plurality of reflecting mirrors. Can be converted from p-polarized light to s-polarized light.
[0013]
Furthermore, a second polarization plane rotation element that rotates the polarization direction of the projection light incident on the optical path changing unit by 90 degrees may be provided between the projection unit and the optical path changing unit.
[0014]
Such a configuration is convenient when the polarization direction of the projection light immediately after being emitted from the projection unit is p-polarized light with respect to the incident surface of the first reflection mirror of the optical path changing unit. Alternatively, in a case where only part of the color light is configured to be s-polarized light having a polarization direction perpendicular to the incident surface of the reflection mirror of the optical path changing unit, the part of the color light immediately after being emitted from the projection unit This is also convenient when the polarization direction is p-polarized light with respect to the incident surface of the first reflecting mirror of the optical path changing unit.
[0015]
Further, at this time, the second polarization plane rotation element may be configured to rotate only the polarization direction of the specific color light constituting the projection light by 90 degrees.
[0016]
If such a second polarization plane rotation element is used for a projector having a projection unit equipped with a color light combining optical system that combines color light that is p-polarized light and color light that is s-polarized light, the light is emitted from the projection unit. The polarization direction of the projection light incident on the optical path changing unit can be made to be substantially one type among all color lights. Therefore, it is possible to set the polarization direction of all the color lights incident on the reflection mirror of the optical path changing unit to s-polarized light having a polarization direction perpendicular to the incident surface, increasing the use efficiency of the projection light, and realizing a bright projection image can do.
[0017]
On the other hand, when only a part of the colored light is configured to be s-polarized light having a polarization direction perpendicular to the incident surface of the reflecting mirror of the optical path changing unit, the reflected light becomes s-polarized light. The colored light is preferably blue light.
[0018]
By so doing, it is possible to reduce the loss of blue light among the plurality of color lights included in the projection light. This adjusts the balance with other color lights when the intensity of blue light is relatively small among the multiple color lights contained in the projection light, for example, when a metal halide lamp is used as the light source included in the projection unit. can do.
[0019]
Further, in the case where only a part of the color light is configured to be s-polarized light having a polarization direction perpendicular to the incident surface of the reflection mirror of the optical path changing unit, red light among a plurality of color lights included in the projection light When the intensity of the light source is relatively small, for example, when a high-pressure mercury lamp is used as the light source included in the projection unit, the color light that becomes the s-polarized light for each reflection mirror may be red light. preferable.
[0020]
In this way, loss of red light among a plurality of color lights included in the projection light can be reduced, and the balance with other color lights can be adjusted.
[0025]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described based on the following examples. In the following embodiments, the same reference numerals are given to the same components unless otherwise described. Further, x, y, and z indicate three axes that are orthogonal to each other.
[0026]
A. First embodiment:
FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of a rear projector (a rear projection display device) as a first embodiment. The projector 10C includes a transmissive screen SCR, a projection unit PJ that projects an image, and two reflection mirrors MR1 and MR2. The first polarization plane rotation plate PR1 is provided between the projection unit PJ and the first reflection mirror MR1, and the second polarization plane rotation plate PR2 is provided between the first reflection mirror and the second reflection mirror. It has. Here, in order to arrange the projection unit PJ in a direction substantially parallel to the screen SCR, the two reflection mirrors MR1 and MR2 are arranged such that their respective incident surfaces are perpendicular to each other.
[0027]
Here, the first polarization plane rotation plate PR1 corresponds to the second polarization plane rotation element of the present invention, and the second polarization plane rotation plate PR2 corresponds to the first polarization plane rotation element of the present invention. The two reflecting mirrors MR1, MR2 and the polarization plane rotating plate PR2 correspond to the optical path changing unit of the present invention. The second reflection mirror MR2 corresponds to the main reflection mirror.
[0028]
The projection light emitted from the projection unit PJ passes through the first polarization plane rotation plate PR1, is reflected by the first reflection mirror MR1, passes through the second polarization plane rotation plate PR2, and further passes through the second polarization plane rotation plate PR2. Is reflected by the reflecting mirror MR2 and enters the screen SCR. Thereby, an image is formed on the screen SCR.
[0029]
The projection light emitted from the projection unit PJ is set to light (p-polarized light) having a polarization direction parallel to the incident surface of the first reflection mirror MR1. The “incident surface of the reflecting mirror” means a plane determined by the normal line of the reflecting surface and the optical axis of the incident light beam.
[0030]
The first polarization plane rotating plate PR1 rotates the polarization direction of the incident projection light by 90 degrees to convert it into light (s-polarized light) having a polarization direction perpendicular to the incident plane of the first reflection mirror MR1. . The first polarization plane rotating plate PR1 is constituted by, for example, a λ / 2 phase difference plate.
[0031]
As the first and second reflection mirrors MR1 and MR2, for example, those produced by coating a glass plate with a metal film or a dielectric multilayer film are used.
[0032]
Here, in general, the reflectance of the reflecting mirror has polarization dependency. Specifically, s-polarized light having a polarization direction perpendicular to the incident surface has a relatively high reflectance, and p-polarized light having a polarization direction parallel to the incident surface has a relatively low reflectance.
[0033]
Therefore, by arranging the first polarization plane rotating plate PR1 on the incident side of the first reflecting mirror MR1, the projection light incident on the first reflecting mirror MR1 is directed to the incident surface of the first reflecting mirror MR1. To be s-polarized light. For this reason, since the reflectance of the projection light can be increased as compared with the case of the non-polarized projection light and the p-polarized projection light, the loss in the first reflection mirror MR1 is reduced and a bright projection image is displayed on the screen. Can be projected on top.
[0034]
In addition, since the first and second reflection mirrors MR1 and MR2 are arranged so that the respective incident surfaces are perpendicular to each other, the projection light that has been s-polarized with respect to the first reflection mirror MR1 is For the second reflecting mirror MR2, the projection light is p-polarized light. Therefore, a second polarization plane rotation plate PR2 having the same function as the first polarization plane rotation plate PR1 is disposed between the first reflection mirror MR1 and the second reflection mirror MR2, and the incident projection light is transmitted. The polarization direction is rotated 90 degrees. Thereby, the projection light incident on the second reflection mirror MR2 is also set to s-polarized light having a polarization direction perpendicular to the incident surface, so that the reflectance of the projection light can be increased. Thereby, it is possible to reduce the loss in the second reflecting mirror MR2 and project a bright projected image on the screen.
[0035]
As described above, since the projection light incident on the first and second reflection mirrors MR1 and MR2 is set to s-polarized light having a polarization direction perpendicular to the respective incident surfaces, reflection of the projection light is performed. The rate can be increased. Thereby, it is possible to reduce the loss in the reflection mirror and project a bright projected image on the screen.
[0036]
When the projection light emitted from the projection unit PJ is set to s-polarized light with respect to the first reflection mirror MR1, the polarization plane rotating plate PR1 can be omitted.
[0037]
FIG. 2 is an explanatory diagram showing projection light emitted from the projection unit PJ. As shown in the perspective view of FIG. 2, the projection unit PJ includes a cross dichroic prism 500 that is a color light combining optical system, and three light valves 400R, 400G, and 400B. Also, an illumination optical system for illuminating the three light valves 400R, 400G, and 400B, a color light separation optical system that separates the illumination light into three color lights, and a projection lens that projects light emitted from the cross dichroic prism 500 It has. However, the illumination optical system, the color light separation optical system, and the projection lens are omitted for ease of explanation.
[0038]
The three light valves 400R, 400G, and 400B correspond to the color signals (image information) corresponding to the three color lights of red light (R light), green light (G light), and blue light (B light) respectively incident thereon. The modulated light is emitted as transmitted light. As such a transmissive light valve, a transmissive liquid crystal panel is used.
[0039]
The three colored lights emitted from the three light valves 400R, 400G, and 400B are incident on the incident side surfaces 500R, 500G, and 500B of the corresponding cross dichroic prism 500, respectively.
[0040]
The cross dichroic prism 500 has two dichroic surfaces 510R and 510B provided in a substantially X shape. First dichroic surface 510R reflects R light and transmits B light and G light. Second dichroic surface 510B reflects B light and transmits R light and G light. As shown in FIG. 2A, the R light incident from the incident side surface 500R is reflected by the first dichroic surface 510R and emitted from the emission side surface 500O. As shown in FIG. 2B, the G light incident from the incident side surface 500G passes through the first and second dichroic surfaces 510R and 501B and is emitted from the emission side surface 500O. As shown in FIG. 2C, the B light incident from the incident side surface 500B is reflected by the second dichroic surface 510B and emitted from the emission side surface 500O. Accordingly, the three color lights modulated by the light valves 400R, 400G, and 400B for the respective colors are combined by the cross dichroic prism 500. The combined light is emitted as projection light by a projection optical system (not shown) in the direction of the first reflection mirror MR1, and a color image is displayed on the screen SCR.
[0041]
The liquid crystal panels used in the light valves 400R, 400G, and 400B emit linearly polarized modulated light having a specific polarization direction. Therefore, if the color light emitted from each of the light valves 400R, 400G, and 400B is set as p-polarized light with respect to the first reflecting mirror MR1, the polarization direction is rotated by 90 degrees by the polarization plane rotating plate PR1, and eventually Since the s-polarized light is incident on one reflection mirror MR1, the projector 10C having the configuration shown in FIG. 1 can be realized. Specifically, a liquid crystal panel of a type that emits s-polarized light to the incident surfaces of the first and second dichroic surfaces 510R and 510B is used as the light valves 400R, 400G, and 400B. If the color light emitted from each of the light valves 400R, 400G, and 400B is set to s-polarized light with respect to the first reflection mirror MR1, the first polarization plane rotating plate PR1 can be omitted as described above. it can. Specifically, as the light valves 400R, 400G, and 400B, liquid crystal panels that emit p-polarized light to the incident surfaces of the first and second dichroic surfaces 510R and 510B are used.
[0042]
Incidentally, as shown in FIG. 2A, the R light is set to be s-polarized light with respect to the incident surface of the first dichroic surface 510R in order to increase the reflectance at the first dichroic surface 510R. May be. In addition, as shown in FIG. 2C, the B light is also set to be s-polarized light with respect to the incident surface of the second dichroic surface 510B in order to increase the reflectance at the second dichroic surface 510B. May be. On the other hand, as shown in FIG. 2B, the G light is incident on the incident surfaces of the first and second dichroic surfaces 510R and 510B in order to increase the transmittance of the first and second dichroic surfaces 510R and 510B. On the other hand, it may be set to be p-polarized light.
[0043]
When set as described above, the polarization direction of the projection light emitted from the projection unit PJ differs depending on the color light included.
[0044]
Since the incident surfaces of the first and second dichroic surfaces 510R and 510B and the incident surface of the first reflecting mirror MR1 are perpendicular to each other, they are s-polarized with respect to the first and second dichroic surfaces 510R and 510B. Is p-polarized light with respect to the reflection mirror MR1, and p-polarized light is s-polarized light with respect to the reflection mirror MR1. Therefore, the R light and B light emitted from the projection unit PJ become p-polarized light with respect to the first reflecting mirror MR1, while the G light becomes s-polarized light.
[0045]
As described above, the first polarization plane rotating plate PR1 has a function of rotating the polarization direction of incident light by 90 degrees, and can be configured by a λ / 2 phase difference plate. The λ / 2 phase difference plate is an element that gives a phase change of λ / 2 to light of a specific wavelength or wavelength range, and the target color light changes depending on the wavelength range that gives the phase change. For example, there is a narrow-band λ / 2 phase difference plate that rotates the polarization direction of specific color light by 90 degrees, and a broadband λ / 2 phase difference plate that rotates the polarization direction of white light by 90 degrees. Therefore, if a narrow-band λ / 2 phase difference plate corresponding to only G light is used as the polarization plane rotating plate PR1, all the color lights emitted from the cross dichroic prism 500 can be aligned with s-polarized light having the same polarization direction. Therefore, the reflectance in the reflection mirror MR1 can be increased.
[0046]
On the other hand, if a broadband λ / 2 phase difference plate that rotates the polarization direction of white light by 90 degrees is used as the polarization plane rotation plate PR1, among the colored light contained in the projection light, R light and B light are transmitted to the reflection mirror MR1. On the other hand, it is converted into s-polarized light, and G light is converted into p-polarized light. Therefore, as shown in FIG. 2, when the polarization directions are different depending on the three color lights of R, G, and B included in the projection light, the reflectances of the R, G, and B color lights in the first reflection mirror MR1 are set. It cannot be increased. However, when the projection light includes a plurality of color lights having different polarization directions, the following effects can be obtained. That is, a metal halide lamp or a high-pressure mercury lamp is used as a light source included in an illumination optical system (not shown) of the projection unit PJ. In these lamps, for example, a metal halide lamp has a characteristic that the intensity of B light is relatively weak, and a high-pressure mercury lamp has a characteristic that the intensity of R light is relatively weak. Therefore, when a metal halide lamp or a high-pressure mercury lamp is used as the light source in this embodiment, the color balance is reduced by reducing the loss of the B light and the R light in the first reflection mirror MR1 compared to the G light. An excellent image can be displayed.
[0047]
In the above description using FIG. 2, the projection light emitted from the projection unit PJ is described focusing on the first polarization plane rotating plate PR1 and the first reflection mirror MR1, but the second The same applies to the polarization plane rotating plate PR2 and the second reflecting mirror MR2.
[0048]
As can be seen from the above description, the polarization direction of the projection light shown in FIG. 1 indicates the polarization direction common to a plurality of color lights included in the projection light, or the polarization direction of at least one color light whose loss is to be reduced. Yes. In addition, the polarization direction of the projection light shown in the following embodiments also indicates the polarization direction common to a plurality of color lights included in the projection light or the polarization direction of at least one color light whose loss is to be reduced.
[0049]
In the example of the projection unit PJ shown in FIG. 2, the case where the R light and the B light are s-polarized light with respect to the first reflection mirror MR1 is described as an example. However, the present invention is not limited to this. is not. When the R light is weak, a configuration in which at least the R light becomes s-polarized light with respect to the first reflection mirror MR1 is also applicable. In addition, when the G light is weak, a configuration in which at least the G light becomes s-polarized light with respect to the first reflection mirror MR1 is also applicable. In addition, when the B light is weak, a configuration in which at least the B light becomes s-polarized light with respect to the first reflection mirror MR1 is also applicable. For example, when a metal halide lamp is used as the light source, at least B light may be s-polarized light with respect to the first reflection mirror MR1. When a high-pressure mercury lamp is used, at least the R light may be s-polarized light with respect to the first reflecting mirror MR1. These modifications can be realized by devising the configuration of the cross dichroic prism 500, the arrangement of the three light valves 400R, 400G, and 400B, the type of liquid crystal panel to be used, and the like.
[0050]
B. Second embodiment:
FIG. 3 is a perspective view showing a schematic configuration of a rear projector as a second embodiment. The projector 10D has a configuration in which projection light emitted from the projection unit PJ is sequentially reflected by the three reflection mirrors MR1, MR2, and MR3 and projected onto the screen SCR.
[0051]
The first polarization plane rotation plate PR1 corresponds to the second polarization plane rotation element of the present invention, and the second polarization plane rotation plate PR2 corresponds to the first polarization plane rotation element of the present invention. The three reflecting mirrors MR1, MR2, MR3 and the polarization plane rotating plate PR2 correspond to the optical path changing unit of the present invention. The reflection mirror MR3 corresponds to the main reflection mirror.
[0052]
The projection light emitted from the projection unit PJ is transmitted through the first polarization plane rotation plate PR1, reflected by the first reflection mirror, transmitted through the second polarization plane rotation plate PR2, and then the second polarization plane. Then, the light is sequentially reflected by the third reflecting mirrors MR2 and MR3 and enters the screen SCR. Thereby, an image is formed on the screen SCR.
[0053]
Since the projection light emitted from the projection unit PJ is set to p-polarized light, the projection light is converted by the first polarization plane rotating plate PR1 to become s-polarized light with respect to the first reflection mirror MR1. Is done.
[0054]
The second reflection mirror MR2 is arranged such that the incident surface of the first reflection mirror MR1 and the incident surface of the second reflection mirror MR2 are perpendicular to each other. In this arrangement, as described in the first embodiment, the projection light that has been s-polarized with respect to the first reflection mirror MR1 is projected with p-polarization with respect to the second reflection mirror MR2. It becomes light. Therefore, a polarization plane rotating plate PR2 is disposed between the first reflection mirror MR1 and the second reflection mirror MR2, and the polarization direction of the incident projection light is rotated by 90 degrees. Thereby, the projection light incident on the second reflecting mirror MR2 also becomes s-polarized light having a polarization direction perpendicular to the incident surface.
[0055]
The third reflection mirror MR3 is arranged so that the incident surface of the second reflection mirror MR2 and the incident surface of the third reflection mirror MR3 are on the same plane. When arranged in this way, the polarization direction of the projection light incident on the third reflection mirror MR3 is the same as the polarization direction of the projection light reflected by the second reflection mirror MR2. Thereby, the projection light incident on the third reflection mirror MR3 is also set to s-polarized light having a polarization direction perpendicular to the incident surface. Therefore, it is not necessary to arrange a polarization plane rotating plate between the second reflecting mirror MR2 and the third reflecting mirror MR3.
[0056]
As described above, the projector 10D according to the present embodiment converts the projection light incident on the first to third reflection mirrors MR1, MR2, and MR3 into s-polarized light having a polarization direction perpendicular to the respective incident surfaces. Since it is set, the reflectance of the projection light can be increased. Thereby, it is possible to reduce the loss in the reflection mirror and project a bright projected image on the screen.
[0057]
In the present embodiment, the first and second reflecting mirrors MR1 and MR2 are arranged so that their incident surfaces are perpendicular to each other, and the second and third reflecting mirrors MR2 and MR3 are the same on each other. The case where they are arranged to be flat has been described as an example, but the first and second reflecting mirrors MR1, MR2 are arranged so that their incident surfaces are on the same plane, and the second and third reflecting mirrors MR2 are arranged. , MR3 may be arranged in such a manner that their incident surfaces are perpendicular to each other. However, in the latter case, it is preferable to dispose the polarization plane rotating plate between the second and third reflection mirrors MR2 and MR3, not between the first and second reflection mirrors MR1 and MR2.
[0058]
In this embodiment, the second and third reflection mirrors MR2 and MR3 are described as an example where the incident surfaces are arranged on the same plane. However, the second and third reflection mirrors are described. MR2 and MR3 may also be arranged so that their incident surfaces are perpendicular to each other. However, in such a case, it is preferable to arrange a polarization plane rotating plate between the second and third reflecting mirrors MR2 and MR3.
[0059]
Furthermore, in this embodiment, the case where three reflection mirrors are provided is described as an example, but the same applies to the case where four or more reflection mirrors are provided. That is, it is preferable that the projection light incident on each of the plurality of reflection mirrors is set to be s-polarized light with respect to each incident surface. In this case, if the projection light emitted from the projection unit is p-polarized light with respect to the first reflection mirror, a polarization plane rotating plate may be disposed in front of the first reflection mirror. In addition, in the two reflection mirrors that are sequentially reflected, when the incident surfaces are perpendicular to each other, a polarization plane rotating plate may be disposed between the reflection mirrors.
[0060]
C. Third embodiment:
FIG. 4 is a perspective view showing the configuration of a rear projector as a third embodiment. The projector 10E includes a transmissive screen SCR, a projection unit PJ that projects an image, and a reflection mirror MR1a. Further, a polarization plane rotating plate PR1 is provided between the projection unit PJ and the reflection mirror MR1. The reflection mirror MR1a corresponds to the main reflection mirror of the present invention, and the polarization plane rotation plate PR1 corresponds to the polarization plane rotation element. The portion of the reflection mirror MR1a corresponds to the optical path changing unit of the present invention.
[0061]
The projection light emitted from the projection unit PJ passes through the polarization plane rotating plate PR1, is reflected by the reflection mirror MR1a, and enters the screen SCR. Thereby, an image is formed on the screen SCR.
[0062]
This projector 10E is characterized in that the reflection mirror MR1a is formed of a film-like mirror.
[0063]
A film-like mirror is a mirror made by coating a metal film such as silver or aluminum on a resin film formed by stretching a resin material, compared to a reflective mirror using a glass plate, etc. Can be reduced in weight. However, in order to prevent oxidation of the metal film, the metal film generally adopts a structure sandwiched between resin films, so that most film-like mirrors have a reflective surface. The rear surface mirror is formed with a transparent medium. When polarized light enters the back mirror with such a structure, the light passes through the transparent medium. If the transparent medium is not optically uniform, the polarization state of the light passing therethrough is changed and projected. This may cause coloring or uneven color in the image. The resin film produced through the stretching process develops optical anisotropy by stretching, so when handling polarized light with a film-like mirror using this type of film, the optical anisotropy and polarization of the film It is necessary to set the relationship with the state appropriately.
[0064]
In consideration of the above points, the reflection mirror MR1a is arranged so that the extending direction of the resin film (indicated by a broken arrow in the figure) is perpendicular to the incident surface, and is orthogonal to the incident surface. S-polarized light or parallel p-polarized light enters as projection light. As a result, it is possible to suppress the occurrence of uneven color or coloring in the image caused by the reflected projection light. As a result, a high-quality projected image without color unevenness can be projected on the screen.
[0065]
If attention is paid only to suppression of color unevenness or the like, the projection light incident on the reflection mirror MR1a does not need to be s-polarized light. However, in consideration of the reflectance of the reflection mirror MR1a, it is preferable that the projection light incident on the reflection mirror MR1a is s-polarized light.
[0066]
In this embodiment, the case where the reflection mirror of the projector including only the main reflection mirror is configured as a film-like mirror is described as an example. However, a plurality of reflection mirrors are used as in the first and second embodiments. Similarly, in the projector provided, the main reflection mirror can be a reflection mirror composed of a film-like mirror.
[0067]
D. Fourth embodiment:
FIG. 5 is a perspective view showing the configuration of a rear projector as a fourth embodiment. This projector 10F shows an example in which the first and second reflecting mirrors MR1 and MR2 in the projector 10C (FIG. 1) of the first embodiment are configured by film-like mirrors. Since the two reflection mirrors MR1a and MR2a are formed of film-like mirrors in the project 10F of the present embodiment, compared to the case where only the main reflection mirror is formed of a film-like mirror as in the third embodiment, Thus, the weight of the apparatus can be reduced.
[0068]
The two reflection mirrors MR1a and MR2a are arranged so that the extending direction of each resin plate is perpendicular to the incident surface. Accordingly, it is possible to suppress the occurrence of color unevenness, coloring, and the like in the image caused by the reflected projection light.
[0069]
In the present embodiment, a polarization plane rotating plate PR2a is disposed between the first and second reflecting mirrors MR1a and MR2a. This is due to the following reason. FIG. 6 is a schematic side view showing an enlarged cross-sectional structure of the first reflecting mirror MR1a. The linearly polarized projection light incident on the first reflection mirror MR1a is transmitted through the resin film PF, reflected by the metal film MF, and again transmitted through the resin film PF and emitted. At this time, a part of the projected light emitted changes its polarization state corresponding to the optical anisotropy of the resin film PF, and is usually emitted as slightly elliptically polarized light.
[0070]
If attention is paid only to suppression of color unevenness or the like, the projection light incident on the second reflection mirror MR2a may be elliptically polarized light. However, considering the reflectance of the second reflection mirror MR2a, it is preferable that the projection light incident on the reflection mirror MR2a be s-polarized light. Therefore, in this embodiment, the polarization plane rotating plate PR2a is disposed between the first and second reflection mirrors MR1a and MR2a, and the projection light partially elliptically polarized by the first reflection mirror MR1a is again s-polarized. Returning to the light, the light is incident on the second reflecting mirror MR2a. For example, a λ / 4 phase difference plate is used as the polarization plane rotating plate PR2a that converts elliptically polarized light into linearly polarized light (s-polarized light).
[0071]
In this embodiment, the case where the incident surfaces of the two reflecting mirrors are arranged so as to be perpendicular to each other is described as an example. However, the projector is arranged such that the incident surfaces are parallel to each other. The same applies to. In this embodiment, the projector including two reflecting mirrors has been described as an example, but the same applies to a projector including three or more reflecting mirrors. At this time, it is not always necessary to configure all of the plurality of reflecting mirrors with film-like mirrors. Of the plurality of reflection mirrors, a part of the reflection mirrors including the main reflection mirror may be constituted by a film-like mirror.
[0072]
E. Variations:
The present invention is not limited to the above-described examples and embodiments, and can be implemented in various modes without departing from the gist thereof. For example, the following modifications are possible.
[0073]
For example, in the present embodiment, the projection unit PJ, the polarization plane rotating plate PR1, and the reflection mirror MR1 or MR1a are separated, but these may be arranged inside the projection unit PJ. For example, the polarization plane rotating plate PR1 may be disposed immediately before the projection lens constituting the projection unit PJ, and the reflection mirror MR1 or MR1a may be disposed inside the projection lens. In this embodiment, as shown in FIG. 2, a projection unit including three light valves composed of a transmissive liquid crystal panel and a cross dichroic prism is described as an example. However, the projection unit is not a cross dichroic prism. The projection unit may include a cross dichroic mirror. Further, a projection unit that does not include such a cross dichroic prism or a cross dichroic prism may be used. Further, it may be a projection unit provided with a reflective liquid crystal panel as a light valve. Furthermore, the configuration of the present invention is not limited to a rear projection type projector, and can basically be applied to a front projection type projector.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of a rear projector as a first embodiment.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing projection light emitted from a projection unit PJ.
FIG. 3 is a perspective view showing a schematic configuration of a rear projector as a second embodiment.
FIG. 4 is a perspective view showing a schematic configuration of a rear projector as a third embodiment.
FIG. 5 is a perspective view showing a schematic configuration of a rear projector as a fourth embodiment.
FIG. 6 is a schematic side view showing an enlarged cross-sectional structure of the first reflecting mirror MR1a.
[Explanation of symbols]
10C ... Projector
10D ... Projector
10E ... Projector
10F ... Projector
PJ ... Projector
MR1, MR2, MR3 ... reflection mirror
PR1, PR2 ... Polarizing plane rotating plate
SCR ... Screen
400R, 400G, 400B ... Light valve
500 ... Cross dichroic prism
500R, 500G, 500B ... Incident side surface
500O ... Injection side
510R, 510B ... Dichroic surface
MR1a, MR2a ... reflection mirror
PR2a: Polarizing plane rotating plate
PF ... resin film
MF ... Metal film
OF ... Protective film

Claims (5)

画像を投写するプロジェクタであって、
スクリーンと、
複数の色光で再現される画像を表す投写光を射出する投写部と、
前記投写部から射出された投写光を前記スクリーンの方向に向ける光路変更部と、を備え、
前記光路変更部は、前記投写部から射出された投写光を順次反射する複数の反射ミラーを有しており、
前記複数の反射ミラーのうちの特定の反射ミラーにおける入射面は、前記投写光の光路に沿って、前記特定の反射ミラーの直前に配置された反射ミラーの入射面に対して垂直な配置関係にあり、
前記光路変更部は、前記投写光に含まれる前記複数の色光のうち少なくとも1つの色光が、それぞれの反射ミラーに入射する際に、それぞれの反射ミラーの入射面に対して垂直な偏光方向を有するs偏光光となるように構成されており、かつ、少なくとも、前記直前に配置された反射ミラーから射出され、前記特定の反射ミラーに入射する投写光の偏光方向を90度回転させる第1の偏光面回転素子を備える、プロジェクタ。
A projector for projecting an image,
Screen,
A projection unit for emitting projection light representing an image reproduced by a plurality of color lights;
An optical path changing unit for directing projection light emitted from the projection unit toward the screen,
The optical path changing unit has a plurality of reflection mirrors that sequentially reflect the projection light emitted from the projection unit,
The incident surface of the specific reflecting mirror of the plurality of reflecting mirrors is in an arrangement relationship perpendicular to the incident surface of the reflecting mirror disposed immediately before the specific reflecting mirror along the optical path of the projection light. Yes,
The optical path changing unit has a polarization direction perpendicular to an incident surface of each reflection mirror when at least one color light among the plurality of color lights included in the projection light enters each reflection mirror. First polarized light that is configured to be s-polarized light and at least rotates the polarization direction of the projection light emitted from the reflection mirror disposed immediately before and incident on the specific reflection mirror by 90 degrees. A projector comprising a surface rotating element.
請求項1記載のプロジェクタであって、
前記投写部と前記光路変更部との間に、前記光路変更部に入射する投写光の偏光方向を90度回転させる第2の偏光面回転素子を設けた、プロジェクタ。
The projector according to claim 1, wherein
A projector comprising a second polarization plane rotation element that rotates a polarization direction of projection light incident on the optical path changing unit by 90 degrees between the projection unit and the optical path changing unit.
請求項2記載のプロジェクタであって、
前記第2の偏光面回転素子は、前記投写光を構成する特定の色光の偏光方向だけを90度回転させるプロジェクタ。
The projector according to claim 2, wherein
The second polarization plane rotation element is a projector that rotates only a polarization direction of specific color light constituting the projection light by 90 degrees.
請求項1記載のプロジェクタであって、
前記それぞれの反射ミラーに対してs偏光光となる色光は、青色光である、プロジェクタ。
The projector according to claim 1, wherein
The projector, wherein the color light that is s-polarized light with respect to each of the reflection mirrors is blue light.
請求項1記載のプロジェクタであって、
前記それぞれの反射ミラーに対してs偏光光となる色光は、赤色光である、プロジェクタ。
The projector according to claim 1, wherein
The color light that is s-polarized light with respect to each of the reflection mirrors is a red light.
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