JP4595441B2 - projector - Google Patents

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Description

本発明は、プロジェクタに関する。   The present invention relates to a projector.

従来、光源から射出された光束を画像情報に応じて変調して光学像を形成する複数の光変調装置と、各光変調装置で変調された光束を合成して射出する色合成光学装置と、色合成光学装置にて合成された光束を拡大投射する投射光学装置とを備えるプロジェクタが知られている。
このようなプロジェクタにおいて、光変調装置の光束射出側には所定の偏光軸を有する光束を透過させる一枚の偏光素子(光学変換素子)から構成される射出側偏光板が配置されている。光変調装置を透過した光束のうち、所定の偏光軸を有していない光束は、射出側偏光板によって吸収されるため、射出側偏光板では熱が発生しやすくなっている。
そこで、射出側偏光板を2枚の偏光素子から構成し、射出側偏光板で発生する熱を按分する方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
Conventionally, a plurality of light modulation devices that form an optical image by modulating a light beam emitted from a light source according to image information, a color combining optical device that combines and emits a light beam modulated by each light modulation device, A projector is known that includes a projection optical device that magnifies and projects a light beam synthesized by a color synthesis optical device.
In such a projector, an exit-side polarizing plate composed of a single polarizing element (optical conversion element) that transmits a light beam having a predetermined polarization axis is disposed on the light beam exit side of the light modulation device. Of the light flux that has passed through the light modulation device, the light flux that does not have a predetermined polarization axis is absorbed by the exit-side polarizing plate, and heat is likely to be generated in the exit-side polarizing plate.
Therefore, a method has been proposed in which the exit-side polarizing plate is composed of two polarizing elements and the heat generated by the exit-side polarizing plate is apportioned (see, for example, Patent Document 1).

特開2004−102115号公報(第8頁、図2)JP 2004-102115 A (page 8, FIG. 2)

しかしながら、従来のプロジェクタでは、光変調装置と、色合成光学装置との間の狭い隙間に、偏光素子を2枚設置することとなるので、光変調装置及び一方の偏光素子間の距離、一対の偏光素子間の距離、他方の偏光素子及び色合成光学装置間の距離が非常に狭くなる。
射出側偏光板の冷却には、冷却空気が使用されるが、この冷却空気の流路、すなわち、光変調装置及び一方の偏光素子間の隙間、一対の偏光素子間の隙間、他方の偏光素子及び色合成光学装置間の隙間が非常に狭いため、冷却空気をスムーズに通すことが困難となる。そのため、射出側偏光板で発生する熱を各偏光素子に按分させても、各偏光素子の熱を放熱させることが難しく、各偏光素子の冷却を充分に行なうことができないという問題がある。
However, in the conventional projector, since two polarizing elements are installed in a narrow gap between the light modulation device and the color synthesizing optical device, the distance between the light modulation device and one of the polarization elements, a pair of The distance between the polarizing elements and the distance between the other polarizing element and the color synthesizing optical device become very narrow.
Cooling air is used for cooling the exit-side polarizing plate. The cooling air flow path, that is, the gap between the light modulator and one polarizing element, the gap between a pair of polarizing elements, and the other polarizing element In addition, since the gap between the color synthesis optical devices is very narrow, it is difficult to smoothly pass the cooling air. Therefore, even if the heat generated in the exit side polarizing plate is distributed to each polarizing element, it is difficult to dissipate the heat of each polarizing element, and there is a problem that the polarizing elements cannot be sufficiently cooled.

本発明の目的は、光変調装置と色合成光学装置との間に配置される光学変換素子を充分に冷却することができるプロジェクタを提供することである。   An object of the present invention is to provide a projector capable of sufficiently cooling an optical conversion element disposed between a light modulation device and a color synthesis optical device.

本発明のプロジェクタは、光源から射出された光束を色光毎に画像情報に応じて変調する複数の光変調装置と、各光変調装置で変調された光束を合成する色合成光学装置と、この色合成光学装置によって合成された色光を拡大投射して投射画像を形成する投射光学装置とを備えたプロジェクタであって、前記投射光学装置及び前記光変調装置間の光学的距離を所定距離に保ちながら、前記光変調装置と、前記色合成光学装置との間の幾何学的距離を調整するための透光性基板と、前記光変調装置と、前記色合成光学装置との間に配置され、入射する光束を光学的に変換する光学変換素子とを備え、前記透光性基板は、前記色合成光学装置と、前記投射光学装置との間に配置されており、前記色合成光学装置は、前記各光変調装置で変調された光束が入射される複数の光束入射側端面、及び、当該各光束入射面に入射された光束を合成した光束を射出する光束射出側端面を有するプリズムを有し、前記透光性基板は、前記プリズムと略等しい屈折率を有することを特徴とする。 The projector of the present invention includes a plurality of light modulation devices that modulate light beams emitted from a light source for each color light according to image information, a color combining optical device that combines light beams modulated by the light modulation devices, and the color A projection optical device that enlarges and projects the color light synthesized by the synthesis optical device to form a projection image, while maintaining an optical distance between the projection optical device and the light modulation device at a predetermined distance , A translucent substrate for adjusting a geometric distance between the light modulation device and the color synthesis optical device, the light modulation device, and the color synthesis optical device arranged and incident An optical conversion element that optically converts the luminous flux to be transmitted, the translucent substrate is disposed between the color synthesizing optical device and the projection optical device, and the color synthesizing optical device includes: Modulated by each light modulator A plurality of light flux incident side end surfaces on which the bundle is incident, and a prism having a light beam emission side end surface that emits a light beam obtained by combining the light beams incident on the light flux incident surfaces, It has a refractive index substantially equal to that of a prism .

ここで、本発明における透光性基板は、前記投射光学装置及び前記光変調装置間の光学的距離を所定距離に保ちながら、前記光変調装置と、前記色合成光学装置との間の幾何学的距離を調整するものである。
言い換えると、透光性基板を有しない点が異なる従来の他のプロジェクタ(本発明のプロジェクタと同様の光変調装置と、色合成光学装置と、投射光学装置と、光学変換素子とを備えており、色合成光学装置と投射光学装置との幾何学的な相対位置関係は本発明のプロジェクタと同様)における投射光学装置及び光変調装置間の光学的距離と、本発明の前記投射光学装置及び前記光変調装置間の光学的距離とは等しくなっている。
Here, the translucent substrate according to the present invention is configured so that a geometric distance between the light modulation device and the color synthesis optical device is maintained while maintaining an optical distance between the projection optical device and the light modulation device at a predetermined distance. The target distance is adjusted.
In other words, other conventional projectors that do not have a translucent substrate (including a light modulation device similar to the projector of the present invention, a color synthesis optical device, a projection optical device, and an optical conversion element are provided. The geometric relative positional relationship between the color synthesizing optical device and the projection optical device is the same as that of the projector of the present invention), the optical distance between the projection optical device and the light modulation device, the projection optical device of the present invention, and the The optical distance between the light modulation devices is equal.

ここで、本発明のプロジェクタでは、光束射出方向に向かって、光変調装置、光学変換素子、色合成光学装置、透光性基板、投射光学装置の順に配置されている。
本発明のプロジェクタにおいて、投射光学装置から色合成光学装置までの幾何学的距離をC、色合成光学装置と光変調装置との間の距離をXとする。さらに、透光性基板の厚さ寸法をE、色合成光学装置の厚さ寸法をH、光学変換素子の厚さ寸法をFとする。また、透光性基板の屈折率をN、光学変換素子の屈折率をN、色合成光学装置の屈折率をNとする。
以上のような、本発明のプロジェクタの投射光学装置から光変調装置までの光学的距離S1は、次の式(1)ように示される。
S1=X−F+F/N+H/N+E/N+C−E・・・(1)
Here, in the projector according to the present invention, the light modulation device, the optical conversion element, the color synthesis optical device, the translucent substrate, and the projection optical device are arranged in this order in the light beam emission direction.
In the projector of the present invention, the geometric distance from the projection optical device to the color synthesis optical device is C, and the distance between the color synthesis optical device and the light modulation device is X. Furthermore, the thickness dimension of the translucent substrate is E, the thickness dimension of the color synthesis optical device is H, and the thickness dimension of the optical conversion element is F. Further, the refractive index of the translucent substrate is N 1 , the refractive index of the optical conversion element is N 2 , and the refractive index of the color combining optical device is N 3 .
The optical distance S1 from the projection optical device of the projector of the present invention to the light modulation device as described above is expressed by the following equation (1).
S1 = X−F + F / N 2 + H / N 3 + E / N 1 + CE (1)

一方で、透光性基板を有しない点が本発明のプロジェクタと異なる前記他のプロジェクタにおいて、色合成光学装置から光変調装置までの距離をAとすると、投射光学装置から光変調装置までの光学的距離S1’は、次の式(2)のようになる。
S1’=A−F+F/N+H/N+C・・・(2)
S1=S1’であるから、X=A+E(N−1)/Nとなり、本発明のプロジェクタでは、他のプロジェクタに比べ、色合成光学装置から光変調装置までの幾何学的距離がE(N−1)/N分だけ、長くなることがわかる。
On the other hand, in the other projector that is different from the projector of the invention in that it does not have a translucent substrate, if the distance from the color synthesis optical device to the light modulation device is A, the optical from the projection optical device to the light modulation device The target distance S1 ′ is expressed by the following equation (2).
S1 ′ = AF−F / N 2 + H / N 3 + C (2)
Since S1 = S1 ′, X = A + E (N 1 −1) / N 1 , and in the projector of the present invention, the geometric distance from the color synthesizing optical device to the light modulation device is E compared to other projectors. It can be seen that (N 1 -1) / N becomes longer by 1 minute.

このような本発明によれば、透光性基板を色合成光学装置と、投射光学装置との間に配置することにより、透光性基板を設置しない従来の前記他のプロジェクタにくらべ、光変調装置と、色合成光学装置との間の幾何学的距離が大きくなる。
これにより、光学変換素子と光変調装置との隙間、光学変換素子と色合成光学装置との隙間が大きくなり、充分な流量の冷却空気をスムーズに通すことが可能となる。従って、光学変換素子を充分に冷却することができる。
なお、光学変換素子は、一枚であってもよく、複数枚であってもよい。
光学変換素子が偏光素子であり、射出側偏光板が一枚の偏光素子から構成されるとした場合であっても、本発明では、偏光素子と光変調装置との隙間、偏光素子と色合成光学装置との隙間を大きく確保でき、充分な流量の冷却空気をスムーズに通すことが可能となるため、偏光素子を充分に冷却することができるのである。
また、本発明では、前記透光性基板は、前記プリズムと略等しい屈折率を有する。
このような本発明によれば、透光性基板の屈折率とプリズムの屈折率とを略等しくすることで、プリズムからの光束が透光性基板に入射する際に、プリズムの光束射出側端面及び透光性基板の光束入射側端面間で発生する光束の界面反射によるロスを最小限にとどめることができる。
According to the present invention, the light transmissive substrate is disposed between the color synthesizing optical device and the projection optical device, so that the light modulation is achieved as compared with the other conventional projectors in which the light transmissive substrate is not installed. The geometric distance between the device and the color synthesis optical device is increased.
As a result, the gap between the optical conversion element and the light modulation device and the gap between the optical conversion element and the color synthesizing optical device are increased, and it becomes possible to smoothly pass cooling air having a sufficient flow rate. Therefore, the optical conversion element can be sufficiently cooled.
The optical conversion element may be a single sheet or a plurality of sheets.
Even when the optical conversion element is a polarizing element and the exit-side polarizing plate is composed of a single polarizing element, in the present invention, the gap between the polarizing element and the light modulation device, the polarizing element and the color composition are combined. A large gap with the optical device can be secured, and cooling air with a sufficient flow rate can be smoothly passed, so that the polarizing element can be sufficiently cooled.
In the present invention, the translucent substrate has a refractive index substantially equal to that of the prism.
According to the present invention as described above, the refractive index of the light-transmitting substrate and the refractive index of the prism are substantially equal to each other, so that when the light beam from the prism enters the light-transmitting substrate, the end surface on the light beam exit side of the prism In addition, the loss due to the interface reflection of the light beam generated between the light beam incident side end faces of the translucent substrate can be minimized.

また、本発明では、前記光変調装置の前段には、前記光変調装置に光束を入射させるための光学系が配置されており、前記透光性基板は、前記色合成光学装置と、前記投射光学装置との間に配置した際に、前記光学系と、前記色合成光学装置と、前記投射光学装置との幾何学的相対位置関係を一定に保持しつつ、前記光変調装置と、前記色合成光学装置との間の幾何学的距離が大きくなる厚さ寸法及び屈折率を有することが好ましい
このような本発明のプロジェクタにおける前記光学系と、前記色合成光学装置と、前記投射光学装置との幾何学的な相対位置関係は、前述した従来の前記他のプロジェクタにおける光学系と、色合成光学装置と、投射光学装置との幾何学的な相対位置関係と等しい。言い換えると、本発明のプロジェクタにおける光学系から投射光学装置までの幾何学的距離と、従来の他のプロジェクタにおける光学系から投射光学装置までの幾何学的距離は等しい。
従って、このような本発明では、透光性基板を配置することにより、光変調装置と、色合成光学装置との間の幾何学的距離を大きく確保しても、光学系から投射光学装置までの幾何学的距離を一定に保つことができるので、プロジェクタの大型化を防止することができる。
In the present invention, an optical system for causing a light beam to be incident on the light modulation device is disposed in a front stage of the light modulation device, and the translucent substrate includes the color synthesis optical device and the projection. when placed between the optical device and the optical system, and the color synthesizing optical system, one holding electrolyte geometrical relative positional relationship between the projection optical device in a fixed, before Symbol light modulation device, It is preferable to have a thickness dimension and a refractive index that increase a geometric distance to the color synthesis optical device.
The geometric relative positional relationship among the optical system, the color synthesizing optical device, and the projection optical device in the projector according to the present invention is the same as that of the optical system in the other conventional projector described above. It is equal to the geometric relative positional relationship between the optical device and the projection optical device. In other words, the geometric distance from the optical system to the projection optical apparatus in the projector of the present invention is equal to the geometric distance from the optical system to the projection optical apparatus in another conventional projector.
Therefore, in the present invention, even if a large geometric distance is ensured between the light modulation device and the color synthesizing optical device by arranging the translucent substrate, from the optical system to the projection optical device. Therefore, the projector can be prevented from being enlarged.

さらに、本発明では、前記光変調装置と、色合成光学装置との間には、複数の光学変換素子が配置されていることが好ましい。
このような本発明によれば、前述したように色合成光学装置と、光変調装置との間に大きな隙間を確保することができるので、複数の光学変換素子を配置しても、冷却空気の流路が狭くならず、各光学変換素子を充分に冷却することができる。
ここで、例えば、複数の光学変換素子を一対の偏光素子とすれば、偏光素子を一枚しか配置しない場合と比較して、発生する熱を2つに按分することができ、各偏光素子で発生する熱量を低下させることができる。さらに、光変調装置と、色合成光学装置との間の幾何学的距離を確保することができ、冷却空気の流路が狭くならないため、それぞれの偏光素子を効率よく冷却することができる。これにより、偏光素子の熱劣化を確実に防止することができる。
In the present invention, it is preferable that a plurality of optical conversion elements are arranged between the light modulation device and the color synthesis optical device.
According to the present invention, as described above, a large gap can be secured between the color synthesizing optical device and the light modulation device. The flow path is not narrowed, and each optical conversion element can be sufficiently cooled.
Here, for example, if a plurality of optical conversion elements are used as a pair of polarizing elements, the generated heat can be divided into two compared to the case where only one polarizing element is arranged. The amount of heat generated can be reduced. Furthermore, the geometric distance between the light modulation device and the color synthesis optical device can be ensured, and the flow path of the cooling air is not narrowed, so that each polarizing element can be efficiently cooled. Thereby, the thermal deterioration of a polarizing element can be prevented reliably.

また、本発明では、前記複数の光学変換素子は、一対の偏光素子であり、一方の偏光素子の厚さ寸法をG、透光性基板の厚さ寸法をE、一方の偏光素子の屈折率をN4、透光性基板の屈折率をNとした場合、
G(N4−1)/N4 < E(N1−1)/N1・・(3)の条件を満たすことが好ましい。
In the present invention, the plurality of optical conversion elements are a pair of polarizing elements, the thickness dimension of one polarizing element is G, the thickness dimension of the translucent substrate is E, and the refractive index of one polarizing element. Is N 4 , and the refractive index of the translucent substrate is N 1 ,
It is preferable that the condition of G (N 4 −1) / N 4 <E (N 1 −1) / N 1 .

ここで、前述したように、投射光学装置から色合成光学装置までの幾何学的距離をC、色合成光学装置と光変調装置との間の距離をXとする。さらに、透光性基板の厚さ寸法をE、色合成光学装置の厚さ寸法をH、一方の偏光素子の厚さ寸法をG、他方の偏光素子の厚さ寸法をFとする。また、透光性基板の屈折率をN、一方の偏光素子の屈折率をN4、他方の屈折率をN、色合成光学装置の屈折率をNとする。
投射光学装置から光変調装置までの光学的距離S2は、次の式(4)で示される。
S2=X−F+F/N−G+G/N+H/N+E/N+C−E・・(4)
Here, as described above, the geometric distance from the projection optical device to the color synthesis optical device is C, and the distance between the color synthesis optical device and the light modulation device is X. Furthermore, the thickness dimension of the translucent substrate is E, the thickness dimension of the color synthesis optical device is H, the thickness dimension of one polarizing element is G, and the thickness dimension of the other polarizing element is F. Further, the refractive index of the translucent substrate is N 1 , the refractive index of one polarizing element is N 4 , the refractive index of the other is N 2 , and the refractive index of the color synthesizing optical device is N 3 .
The optical distance S2 from the projection optical device to the light modulation device is expressed by the following equation (4).
S2 = X−F + F / N 2 −G + G / N 4 + H / N 3 + E / N 1 + C−E (4)

一方、透光性基板と、一対の偏光素子のうちの一方の偏光素子とを有しない点のみが異なる他のプロジェクタにおける投射光学装置から光変調装置までの光学的距離S1’は、S1’=A−F+F/N+H/N+Cである。
従って、本発明のプロジェクタでは、前記他のプロジェクタに比べ、色合成光学装置から光変調装置までの幾何学的距離がG(N4−1)/N4+E(N−1)/N分だけ増加したこととなる。
E(N−1)/Nは、透光性基板を配置したことにより、色合成光学装置と光変調装置との間に生じる隙間の増加分であり、G(N4−1)/N4は、一方の偏光素子を配置したことにより、色合成光学装置と光変調装置との間に生じる隙間の減少分である。
つまり、本発明では、G(N4−1)/N4 < E(N1−1)/N1とすることで、光変調装置と色合成光学装置との間に一対の偏光素子を配置した場合であっても、光変調装置と色合成光学装置との間に充分な隙間を確保することができるので、各偏光素子を充分に冷却することができる。
On the other hand, the optical distance S1 ′ from the projection optical device to the light modulation device in another projector, which is different only in that it does not have the translucent substrate and one of the pair of polarizing elements, is S1 ′ = a a-F + F / N 2 + H / N 3 + C.
Therefore, in the projector of the present invention, the geometric distance from the color synthesizing optical device to the light modulation device is G (N 4 −1) / N 4 + E (N 1 −1) / N 1 compared to the other projectors. It will increase by minutes.
E (N 1 -1) / N 1 is an increase in the gap generated between the color synthesizing optical device and the light modulation device due to the arrangement of the translucent substrate, and G (N 4 -1) / N 4 is a reduction in the gap generated between the color synthesizing optical device and the light modulation device due to the arrangement of one polarizing element.
That is, in the present invention, a pair of polarizing elements is arranged between the light modulation device and the color synthesis optical device by setting G (N 4 −1) / N 4 <E (N 1 −1) / N 1. Even in this case, a sufficient gap can be ensured between the light modulation device and the color synthesizing optical device, so that each polarizing element can be sufficiently cooled.

さらに、本発明では、前記透光性基板は、前記色合成光学装置の光束射出側端面に取り付けられていることが好ましい。
このような本発明によれば、一般に、光束の反射を防止するため、透光性基板の光束入射側端面や、色合成光学装置の光束射出側端面には、反射防止膜を貼り付ける必要がある。透光性基板を色合成光学装置に取り付けることで、透光性基板の光束入射側端面と、色合成光学装置の光束射出側端面とが密着することとなるので、透光性基板の光束入射側端面と、色合成光学装置の光束射出側端面に反射防止膜を貼り付ける必要が無くなる。これにより、部材点数の削減を図ることができるとともに、反射防止膜を成膜する手間を簡略化できるため、コストを下げることができる。
Furthermore, in the present invention, it is preferable that the translucent substrate is attached to a light beam emission side end face of the color synthesis optical device.
In general, according to the present invention, in order to prevent the reflection of the light beam, it is necessary to attach an antireflection film to the light beam incident side end surface of the translucent substrate and the light beam emission side end surface of the color synthesis optical device. is there. By attaching the translucent substrate to the color combining optical device, the end surface of the light transmitting side of the light transmitting substrate and the end surface of the light combining side of the color combining optical device are in close contact with each other. There is no need to attach an antireflection film to the side end face and the end face of the color combining optical device on the light beam exit side. Thereby, the number of members can be reduced, and the labor for forming the antireflection film can be simplified, so that the cost can be reduced.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図1は、プロジェクタ1の光学系を示す模式図である。
プロジェクタ1は、光源装置から射出された光束を画像情報に応じて変調して光学像を形成し、形成した光学像を拡大投射する。このプロジェクタ1は、図1に示すように、インテグレータ照明光学系10と、色分離光学装置として色分離光学系20と、リレー光学系30と、光変調装置および色合成光学装置を一体化した光学装置40と、投射光学装置としての投射レンズ50とを備えて構成され、光学部品10〜40は、所定の照明光軸Kが設定された光学部品用筐体60内に位置決め調整されて収納されている。また、光学部品筐体60には、光学部品10〜40に対する所定位置に投射レンズ50が設置される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram showing an optical system of the projector 1.
The projector 1 modulates the light beam emitted from the light source device according to image information to form an optical image, and enlarges and projects the formed optical image. As shown in FIG. 1, the projector 1 includes an integrator illumination optical system 10, a color separation optical system 20 as a color separation optical device, a relay optical system 30, an optical modulation device, and a color synthesis optical device. The apparatus 40 and a projection lens 50 as a projection optical apparatus are configured, and the optical components 10 to 40 are positioned and adjusted and accommodated in an optical component casing 60 in which a predetermined illumination optical axis K is set. ing. The projection lens 50 is installed in the optical component housing 60 at a predetermined position with respect to the optical components 10 to 40.

インテグレータ照明光学系10は、光源から射出された光束の照明光軸直交面内における照度を均一にするための光学系であり、光源装置11、平行化凹レンズ12、第1レンズアレイ13、第2レンズアレイ14、偏光変換素子15、および重畳レンズ16を備えて構成される。
光源装置11は、放射光源としての光源ランプ17、リフレクタ18、およびリフレクタ18の光束射出側端面を覆うフロントガラス19を備え、光源ランプ17から射出された放射状の光線を、リフレクタ18で反射して平行化凹レンズ12で略平行光線とし、外部へと射出する。本例では、光源ランプ17として高圧水銀ランプを採用しているが、これ以外にメタルハライドランプやハロゲンランプを採用することもある。また、本例では、楕円面鏡からなるリフレクタ18の射出面に平行化凹レンズ12を配置した構成を採用しているが、リフレクタ18として放物面鏡を採用することもできる。
The integrator illumination optical system 10 is an optical system for making the illuminance of the light beam emitted from the light source uniform in the plane orthogonal to the illumination optical axis, and includes the light source device 11, the collimating concave lens 12, the first lens array 13, and the second lens array 13. A lens array 14, a polarization conversion element 15, and a superimposing lens 16 are provided.
The light source device 11 includes a light source lamp 17 as a radiation light source, a reflector 18, and a windshield 19 that covers an end surface on the light emission side of the reflector 18, and a radial light beam emitted from the light source lamp 17 is reflected by the reflector 18. The collimated concave lens 12 makes a substantially parallel light beam and emits it to the outside. In this example, a high-pressure mercury lamp is used as the light source lamp 17, but a metal halide lamp or a halogen lamp may be used in addition to this. In this example, a configuration in which the collimating concave lens 12 is disposed on the exit surface of the reflector 18 formed of an ellipsoidal mirror is employed, but a parabolic mirror may be employed as the reflector 18.

第1レンズアレイ13は、照明光軸方向から見て略矩形状の輪郭を有する小レンズがマトリクス状に配列された構成を具備している。各小レンズは、光源ランプ17から射出された光束を部分光束に分割し、照明光軸方向に射出する。
第2レンズアレイ14は、第1レンズアレイ13と略同様の構成であり、小レンズがマトリクス状に配列された構成を具備する。この第2レンズアレイ14は、重畳レンズ16とともに、第1レンズアレイ13の各小レンズの像を後述する光変調装置としての液晶パネル上に結像させる機能を有する。
The first lens array 13 has a configuration in which small lenses having a substantially rectangular outline as viewed from the illumination optical axis direction are arranged in a matrix. Each small lens splits the light beam emitted from the light source lamp 17 into partial light beams and emits them in the direction of the illumination optical axis.
The second lens array 14 has substantially the same configuration as the first lens array 13 and includes a configuration in which small lenses are arranged in a matrix. The second lens array 14 has a function of forming an image of each small lens of the first lens array 13 together with the superimposing lens 16 on a liquid crystal panel as a light modulation device to be described later.

偏光変換素子15は、第2レンズアレイ14からの光を1種類の偏光光に変換するものであり、これにより、光学装置40での光の利用効率が高められている。
具体的に、偏光変換素子15によって1種類の偏光光に変換された各部分光束は、重畳レンズ16によって最終的に光学装置40の後述する液晶パネル上にほぼ重畳される。偏光光を変調するタイプの液晶パネルを用いたプロジェクタでは、1種類の偏光光しか利用できないため、ランダムな偏光光を発する光源ランプ17からの光束の略半分が利用されない。このため、偏光変換素子15を用いることにより、光源ランプ17から射出された光束を略1種類の偏光光に変換し、光学装置40における光の利用効率を高めている。なお、このような偏光変換素子15は、例えば、特開平8−304739号公報に紹介されている。なお、1種類の偏光光とはベクトル方向が一方向に揃えられた偏光光である。
The polarization conversion element 15 converts the light from the second lens array 14 into a single type of polarized light, thereby improving the light use efficiency in the optical device 40.
Specifically, each partial light beam converted into one type of polarized light by the polarization conversion element 15 is finally superimposed on a liquid crystal panel (described later) of the optical device 40 by the superimposing lens 16. In a projector using a liquid crystal panel of a type that modulates polarized light, only one type of polarized light can be used, and therefore approximately half of the light flux from the light source lamp 17 that emits randomly polarized light is not used. For this reason, by using the polarization conversion element 15, the light beam emitted from the light source lamp 17 is converted into substantially one type of polarized light, and the use efficiency of light in the optical device 40 is enhanced. Such a polarization conversion element 15 is introduced in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-304739. One type of polarized light is polarized light in which the vector directions are aligned in one direction.

色分離光学系20は、インテグレータ照明光学系10から射出された光束を曲折する反射ミラー21と、2枚のダイクロイックミラー22,23と、反射ミラー24とを備え、ダイクロイックミラー22,23によりインテグレータ照明光学系10から射出された複数の部分光束を赤(R)、緑(G)、青(B)の3色の色光に分離する機能を有している。なお、本例では、反射ミラー24は、光学部品用筐体60に対して姿勢を調整することができるようになっている。
リレー光学系30は、入射側レンズ31と、リレーレンズ33と、反射ミラー32,34とを備え、色分離光学系20で分離された色光である赤色光を後述する赤色光用の液晶パネルまで導く機能を有している。
The color separation optical system 20 includes a reflection mirror 21 that bends the light beam emitted from the integrator illumination optical system 10, two dichroic mirrors 22 and 23, and a reflection mirror 24. The dichroic mirrors 22 and 23 provide integrator illumination. It has a function of separating a plurality of partial light beams emitted from the optical system 10 into three color lights of red (R), green (G), and blue (B). In this example, the reflection mirror 24 can be adjusted in posture with respect to the optical component casing 60.
The relay optical system 30 includes an incident side lens 31, a relay lens 33, and reflection mirrors 32 and 34, and red light that is color light separated by the color separation optical system 20 up to a liquid crystal panel for red light described later. Has a guiding function.

この際、色分離光学系20のダイクロイックミラー22では、インテグレータ照明光学系10から射出された光束のうち、赤色光成分と緑色光成分とは反射し、青色光成分は透過する。ダイクロイックミラー22によって透過した青色光は、反射ミラー24で反射し、フィールドレンズ25を通って、後述する青色光用の液晶パネルに到達する。このフィールドレンズ25は、第2レンズアレイ14から射出された各部分光束を照明光軸Kに対して略平行な光束に変換する。他の緑色光用、赤色光用の液晶パネルの光入射側に設けられたフィールドレンズ25も同様である。   At this time, the dichroic mirror 22 of the color separation optical system 20 reflects the red light component and the green light component and transmits the blue light component of the luminous flux emitted from the integrator illumination optical system 10. The blue light transmitted by the dichroic mirror 22 is reflected by the reflection mirror 24, passes through the field lens 25, and reaches a liquid crystal panel for blue light to be described later. The field lens 25 converts each partial light beam emitted from the second lens array 14 into a light beam substantially parallel to the illumination optical axis K. The same applies to the field lens 25 provided on the light incident side of the other liquid crystal panels for green light and red light.

また、ダイクロイックミラー22を反射した赤色光と緑色光のうちで、緑色光は、ダイクロイックミラー23によって反射し、フィールドレンズ25を通って、後述する緑色光用の液晶パネルに到達する。一方、赤色光は、ダイクロイックミラー23を透過してリレー光学系30を通り、さらにフィールドレンズ25を通って、後述する赤色光用の液晶パネルに到達する。
なお、赤色光にリレー光学系30が用いられているのは、赤色光の光路の長さが他の色光の光路長さよりも長いため、光の発散等による光の利用効率の低下を防止するためである。すなわち、入射側レンズ31に入射した部分光束をそのまま、フィールドレンズ25に伝えるためである。また、リレー光学系30には、3つの色光のうちの赤色光を通す構成としたが、これに限らず、例えば、青色光を通す構成としてもよい。
Of the red light and green light reflected from the dichroic mirror 22, the green light is reflected by the dichroic mirror 23, passes through the field lens 25, and reaches a later-described green light liquid crystal panel. On the other hand, the red light passes through the dichroic mirror 23, passes through the relay optical system 30, passes through the field lens 25, and reaches a later-described red light liquid crystal panel.
The relay optical system 30 is used for red light because the optical path length of the red light is longer than the optical path lengths of the other color lights, thereby preventing a decrease in light utilization efficiency due to light divergence or the like. Because. That is, this is to transmit the partial light beam incident on the incident side lens 31 to the field lens 25 as it is. The relay optical system 30 is configured to pass red light of the three color lights, but is not limited thereto, and may be configured to pass blue light, for example.

光学装置40は、入射された光束を画像情報に応じて変調してカラー画像を形成するものであり、色分離光学系20で分離された各色光が入射される3つの入射側偏光板42と、各入射側偏光板42の後段に配置される光変調装置としての液晶パネル41(赤色光用の液晶パネルを41R、緑色光用の液晶パネル41G、青色光用の液晶パネルを41Bとする)と、射出側偏光板44と、クロスダイクロイックプリズム45とを備える。   The optical device 40 modulates an incident light beam according to image information to form a color image, and includes three incident-side polarizing plates 42 on which the respective color lights separated by the color separation optical system 20 are incident. A liquid crystal panel 41 as a light modulation device disposed downstream of each incident side polarizing plate 42 (41R is a liquid crystal panel for red light, 41G is a liquid crystal panel for green light, and 41B is a liquid crystal panel for blue light) And an exit-side polarizing plate 44 and a cross dichroic prism 45.

液晶パネル41R,41G,41Bは、色分離光学系20で分離された各色光を画像情報に応じて変調する光変調素子としての3つのパネル本体と、これらパネル本体を収納する3つの光変調素子保持枠とを備えている。
このうち、パネル本体は、例えば、ポリシリコンTFTをスイッチング素子として用いたものであり、色分離光学系20で分離された各色光は、これらパネル本体と、これらの前段および後段に配置される入射側偏光板42および射出側偏光板44によって、画像情報に応じて変調されて光学像を形成する。
The liquid crystal panels 41R, 41G, and 41B include three panel bodies serving as light modulation elements that modulate each color light separated by the color separation optical system 20 according to image information, and three light modulation elements that house these panel bodies. And a holding frame.
Among these, the panel main body uses, for example, a polysilicon TFT as a switching element, and each color light separated by the color separation optical system 20 is incident on the panel main body and the front and rear stages thereof. The side polarizing plate 42 and the emission side polarizing plate 44 are modulated according to image information to form an optical image.

入射側偏光板42は、色分離光学系20で分離された各色光のうち、一定方向の偏光光のみ透過させ、その他の光束を吸収するものであり、水晶、サファイア等の基板に偏光膜が成膜されたものである。また、基板を用いずに、偏光膜をフィールドレンズ25に貼り付けてもよい。
射出側偏光板44は、液晶パネル41R,41G,41Bで光変調された光束のうち、所定方向の偏光光のみ透過させ、その他の光束を吸収するものである。本例では、一対の偏光素子(光学変換素子)44P,44Aを備える。このように射出側偏光板44を2枚構成としたのは、入射する偏光光を、各偏光素子44P,44Aのそれぞれで按分させて吸収することにより、偏光光で発生する熱を両偏光素子44P,44Aで按分させ、それぞれの過熱を抑えるためである。
The incident-side polarizing plate 42 transmits only polarized light in a certain direction out of each color light separated by the color separation optical system 20 and absorbs other light beams. A polarizing film is formed on a substrate such as crystal or sapphire. The film is formed. Further, the polarizing film may be attached to the field lens 25 without using the substrate.
The exit side polarizing plate 44 transmits only polarized light in a predetermined direction and absorbs other light beams among the light beams modulated by the liquid crystal panels 41R, 41G, and 41B. In this example, a pair of polarizing elements (optical conversion elements) 44P and 44A are provided. The two exit-side polarizing plates 44 are configured in this way because the incident polarized light is divided and absorbed by each of the polarizing elements 44P and 44A, so that the heat generated by the polarized light is absorbed by both polarizing elements. This is because it is apportioned by 44P and 44A to suppress each overheating.

クロスダイクロイックプリズム45は、射出側偏光板44から射出され、色光毎に変調された光学像を合成してカラー画像を形成するものである。
クロスダイクロイックプリズム45には、赤色光を反射する誘電体多層膜と青色光を反射する誘電体多層膜とが、4つの直角プリズムの界面に沿って略X字状に設けられ、これらの誘電体多層膜により3つの色光が合成される。
The cross dichroic prism 45 synthesizes an optical image emitted from the emission side polarizing plate 44 and modulated for each color light to form a color image.
The cross dichroic prism 45 is provided with a dielectric multilayer film that reflects red light and a dielectric multilayer film that reflects blue light in a substantially X shape along the interface of four right-angle prisms. Three color lights are synthesized by the multilayer film.

投射レンズ50は、光学装置40により形成された光学像を拡大投射する投射光学装置としての機能を具備するものであり、筒状の鏡筒内に複数のレンズが収納された組レンズとして構成される。
光学部品用筐体60は、射出成形等による合成樹脂製品であり、図示は省略するが、上述した光学部品10〜40を内部に収納するとともに投射レンズ50を光学部品10〜40に対する所定位置に設置する下部筐体と、下部筐体の開口部分を塞ぐ上部筐体とから構成されている。
The projection lens 50 has a function as a projection optical device that magnifies and projects an optical image formed by the optical device 40, and is configured as a combined lens in which a plurality of lenses are housed in a cylindrical lens barrel. The
The optical component casing 60 is a synthetic resin product by injection molding or the like, and although not shown, the optical component 10 to 40 described above is housed inside and the projection lens 50 is placed at a predetermined position with respect to the optical component 10 to 40. A lower casing to be installed and an upper casing that closes an opening of the lower casing.

以上のような光学系において、図2にも示すように、クロスダイクロイックプリズム45の光束射出側端面には、透光性基板46が貼り付けられている。この透光性基板46は、クロスダイクロイックプリズム45の光束入射側端面と、液晶パネル41の光束射出側端面との間の幾何学的距離を調整するためのものである。
透光性基板46は、クロスダイクロイックプリズム45の光束入射側端面と略同じ大きさ形状であり、平面矩形形状の板状体である。この透光性基板46は、クロスダイクロイックプリズム45と略等しい屈折率となっている。例えば、クロスダイクロイックプリズム45が高い屈折率を有する硼珪酸ガラス(例えば、BK7:商品名)で構成されている場合には、透光性基板46も同様の硼珪酸ガラス(例えば、BK7:商品名)で構成することが好ましい。
また、透光性基板46をクロスダイクロイックプリズム45の光束射出側端面に貼り付けるための接着剤は、クロスダイクロイックプリズム45と同等の屈折率となっている。
このような透光性基板46の光束射出側端面には、図示しないが、反射防止膜が成膜されている。
In the optical system as described above, as shown in FIG. 2, a translucent substrate 46 is attached to the end surface of the cross dichroic prism 45 on the light emission side. The translucent substrate 46 is for adjusting the geometric distance between the light beam incident side end surface of the cross dichroic prism 45 and the light beam emission side end surface of the liquid crystal panel 41.
The translucent substrate 46 is a flat rectangular plate-shaped body having substantially the same size and shape as the light beam incident side end surface of the cross dichroic prism 45. The translucent substrate 46 has a refractive index substantially equal to that of the cross dichroic prism 45. For example, when the cross dichroic prism 45 is made of borosilicate glass (for example, BK7: trade name) having a high refractive index, the transparent substrate 46 is also made of the same borosilicate glass (for example, BK7: trade name). ) Is preferable.
In addition, the adhesive for attaching the translucent substrate 46 to the end surface on the light emission side of the cross dichroic prism 45 has a refractive index equivalent to that of the cross dichroic prism 45.
Although not shown, an antireflection film is formed on the end surface of the light transmitting side of the translucent substrate 46.

透光性基板46がクロスダイクロイックプリズム45の光束入射側端面に貼り付けられていない場合には、光束の反射を防止するため、透光性基板46の光束入射側端面や、クロスダイクロイックプリズム45の光束射出端面に、反射防止膜を成膜する必要がある。
本実施形態のように、透光性基板46をクロスダイクロイックプリズム45の光束射出側端面に貼り付けることで、透光性基板46の光束入射端面と、クロスダイクロイックプリズム45の光束射出端面とが密着することとなるので、透光性基板46の光束入射端面及びクロスダイクロイックプリズム45の光束射出側端面に反射防止膜を貼り付ける必要が無くなる。これにより、部材点数の削減を図ることができるとともに、反射防止膜を製膜する手間を簡略化することができ、製造コストを削減できるる。
また、本実施形態では、透光性基板46の屈折率と、クロスダイクロイックプリズム45の屈折率とを略等しくし、さらに、透光性基板46とクロスダイクロイックプリズム45とを貼り合わせる接着剤の屈折率を透光性基板46及びクロスダイクロイックプリズム45と略等しくしているため、クロスダイクロイックプリズム45から射出された光束が接着剤を透過し、透光性基板46に導入する際に生じる、クロスダイクロイックプリズム45及び接着剤間での界面反射、接着剤及び透光性基板46間での界面反射を少なくすることができる。これにより、界面反射による光束のロスを最小限にとどめることができる。
When the translucent substrate 46 is not attached to the light beam incident side end surface of the cross dichroic prism 45, the light beam incident side end surface of the translucent substrate 46 or the cross dichroic prism 45 is used to prevent reflection of the light beam. It is necessary to form an antireflection film on the light exit end face.
As in the present embodiment, by attaching the translucent substrate 46 to the end surface on the light emission side of the cross dichroic prism 45, the light incident end surface of the translucent substrate 46 and the light exit surface of the cross dichroic prism 45 are in close contact with each other. Therefore, it is not necessary to attach an antireflection film to the light beam incident end surface of the translucent substrate 46 and the light beam emission side end surface of the cross dichroic prism 45. As a result, the number of members can be reduced, the labor for forming the antireflection film can be simplified, and the manufacturing cost can be reduced.
In the present embodiment, the refractive index of the transparent substrate 46 and the refractive index of the cross dichroic prism 45 are made substantially equal, and the refractive index of the adhesive that bonds the transparent substrate 46 and the cross dichroic prism 45 together. Since the rate is substantially equal to that of the translucent substrate 46 and the cross dichroic prism 45, the cross dichroic generated when the light beam emitted from the cross dichroic prism 45 passes through the adhesive and is introduced into the translucent substrate 46. Interface reflection between the prism 45 and the adhesive and interface reflection between the adhesive and the translucent substrate 46 can be reduced. Thereby, the loss of the light beam due to the interface reflection can be minimized.

以上のような本実施形態のプロジェクタ1の投射レンズ50から液晶パネル41(図2では、液晶パネル41Gを例示する)までの光学的距離S2は、図3に示すような従来の他のプロジェクタ100の投射レンズ50から液晶パネル41(図3では、液晶パネル41Gを例示する)までの光学的距離S1’と等しい。すなわち、透光性基板46を配置することで、投射レンズ50及び液晶パネル41間の光学的距離を所定距離に保ちながら、クロスダイクロイックプリズム45の光束入射側端面と、液晶パネル41の光束射出側端面との間の幾何学的距離を調整することができる。
なお、他のプロジェクタ100は、透光性基板46を有しない点、一方の偏光素子44Pを有しない点のみが本実施形態のプロジェクタ1と異なっている。
さらに、他のプロジェクタ100における投射レンズ50と、クロスダイクロイックプリズム45と、入射側偏光板42を含む液晶パネル41に光束を入射させるための光学系との幾何学的な相対位置関係は、本実施形態のプロジェクタ1における投射レンズ50と、クロスダイクロイックプリズム45と、入射側偏光板42を含む液晶パネル41に光束を入射させるための光学系との幾何学的な相対位置関係と等しい。換言すると、他のプロジェクタ100における投射レンズ50から入射側偏光板42までの幾何学的距離は、プロジェクタ1における投射レンズ50から入射側偏光板42までの幾何学的距離と等しい。
入射側偏光板42と、クロスダイクロイックプリズム45と、投射レンズ50との幾何学的な相対位置関係を一定に保持しつつ、透光性基板46を配置することにより、液晶パネル41と、クロスダイクロイックプリズム45との間の幾何学的距離を調整しているのである。
The optical distance S2 from the projection lens 50 of the projector 1 of the present embodiment as described above to the liquid crystal panel 41 (the liquid crystal panel 41G is illustrated in FIG. 2) is another conventional projector 100 as shown in FIG. Is equal to the optical distance S1 ′ from the projection lens 50 to the liquid crystal panel 41 (the liquid crystal panel 41G is illustrated in FIG. 3). That is, by arranging the translucent substrate 46, the light beam incident side end surface of the cross dichroic prism 45 and the light beam emission side of the liquid crystal panel 41 while maintaining the optical distance between the projection lens 50 and the liquid crystal panel 41 at a predetermined distance. The geometric distance between the end faces can be adjusted.
The other projector 100 differs from the projector 1 of the present embodiment only in that it does not have the translucent substrate 46 and does not have one polarizing element 44P.
Furthermore, the geometric relative positional relationship among the projection lens 50, the cross dichroic prism 45, and the optical system for causing the light beam to enter the liquid crystal panel 41 including the incident side polarizing plate 42 in the other projector 100 is the present embodiment. This is equal to the geometric relative positional relationship between the projection lens 50, the cross dichroic prism 45, and the optical system for causing the light beam to enter the liquid crystal panel 41 including the incident side polarizing plate 42 in the projector 1 of the embodiment. In other words, the geometric distance from the projection lens 50 to the incident side polarizing plate 42 in the other projector 100 is equal to the geometric distance from the projection lens 50 to the incident side polarizing plate 42 in the projector 1.
The liquid crystal panel 41 and the cross dichroic are arranged by arranging the translucent substrate 46 while keeping the geometric relative positional relationship among the incident side polarizing plate 42, the cross dichroic prism 45 and the projection lens 50 constant. The geometric distance to the prism 45 is adjusted.

ここで、本実施形態のプロジェクタ1の投射レンズ50から液晶パネル41までの光学的距離S2とし、投射レンズ50からクロスダイクロイックプリズム45までの幾何学的距離をCとする。また、クロスダイクロイックプリズム45と液晶パネル41との間の距離をXとする。
さらに、透光性基板46の厚さ寸法(照明光軸Kに沿った厚さ寸法)をE、クロスダイクロイックプリズム45の厚さ寸法(照明光軸Kに沿った厚さ寸法)をH、一方の偏光素子44Pの厚さ寸法(照明光軸Kに沿った厚さ寸法)をGとし、他方の偏光素子44Aの厚さ寸法(照明光軸Kに沿った厚さ寸法)をFとする。
さらに、透光性基板46の屈折率をN、一方の偏光素子44Pの屈折率をN、他方の偏光素子44Aの屈折率をNとし、クロスダイクロイックプリズム45の屈折率をNとする。
本実施形態のプロジェクタ1の投射レンズ50から液晶パネル41までの光学的距離S2は、次の式(5)で示される。
S2=X−F+F/N−G+G/N+H/N+E/N+C−E・・・(5)
Here, an optical distance S2 from the projection lens 50 of the projector 1 of the present embodiment to the liquid crystal panel 41 is assumed, and a geometric distance from the projection lens 50 to the cross dichroic prism 45 is assumed to be C. Also, let X be the distance between the cross dichroic prism 45 and the liquid crystal panel 41.
Further, the thickness dimension of the translucent substrate 46 (thickness dimension along the illumination optical axis K) is E, the thickness dimension of the cross dichroic prism 45 (thickness dimension along the illumination optical axis K) is H, The thickness dimension (thickness dimension along the illumination optical axis K) of the polarizing element 44P is G, and the thickness dimension (thickness dimension along the illumination optical axis K) of the other polarization element 44A is F.
Further, the refractive index of the transparent substrate 46 N 1, the refractive index of one of the polarizing element 44P N 4, the refractive index of the other polarizing element 44A and N 2, the refractive index of the cross dichroic prism 45 and N 3 To do.
The optical distance S2 from the projection lens 50 of the projector 1 of the present embodiment to the liquid crystal panel 41 is expressed by the following equation (5).
S2 = X−F + F / N 2 −G + G / N 4 + H / N 3 + E / N 1 + CE (5)

一方、他のプロジェクタ100におけるクロスダイクロイックプリズム45と液晶パネル41との間の距離をAとすると、他のプロジェクタ100の投射レンズ50から液晶パネル41までの光学的距離S1’は、S1’=A−F+F/N+H/N+Cである。
前述したように、本実施形態のプロジェクタ1の投射レンズ50から液晶パネル41までの光学的距離S2と、他のプロジェクタ100の投射レンズ50から液晶パネル41までの光学的距離S1’は、等しく、S2=S1’であるから、クロスダイクロイックプリズム45と、液晶パネル41との間の距離Xは、次のようになる。
X=A+G(N4−1)/N4+E(N1−1)/N1・・・(6)
On the other hand, if the distance between the cross dichroic prism 45 and the liquid crystal panel 41 in the other projector 100 is A, the optical distance S1 ′ from the projection lens 50 of the other projector 100 to the liquid crystal panel 41 is S1 ′ = A. -F a + F / N 2 + H / N 3 + C.
As described above, the optical distance S2 from the projection lens 50 of the projector 1 of the present embodiment to the liquid crystal panel 41 and the optical distance S1 ′ from the projection lens 50 of the other projector 100 to the liquid crystal panel 41 are equal. Since S2 = S1 ′, the distance X between the cross dichroic prism 45 and the liquid crystal panel 41 is as follows.
X = A + G (N 4 −1) / N 4 + E (N 1 −1) / N 1 (6)

本実施形態のプロジェクタ1は他のプロジェクタ100に比べ、液晶パネル41及びクロスダイクロイックプリズム45間の距離が、次の式(7)に示される分(α)だけ大きくなる。
X−A=α=G(N4−1)/N4+E(N1−1)/N1・・・(7)
このように、透光性基板46をクロスダイクロイックプリズム45に貼付け、クロスダイクロイックプリズム45と、投射レンズ50との間に配置することにより、透光性基板46を設置しない他のプロジェクタ100にくらべ、液晶パネル41と、クロスダイクロイックプリズム45との間の幾何学的距離が大きくなる。
これにより、液晶パネル41と、クロスダイクロイックプリズム45との間に配置される一方の偏光素子44Pと液晶パネル41との隙間、他方の偏光素子44Aとクロスダイクロイックプリズム45との隙間、偏光素子44P,44A間の隙間が大きくなり、冷却空気をスムーズに通すことが可能となる。従って、一方の偏光素子44P及び他方の偏光素子44Aを充分に冷却することができる。
In the projector 1 of this embodiment, the distance between the liquid crystal panel 41 and the cross dichroic prism 45 is increased by the amount (α) shown in the following equation (7), compared to the other projectors 100.
X−A = α = G (N 4 −1) / N 4 + E (N 1 −1) / N 1 (7)
In this way, the translucent substrate 46 is attached to the cross dichroic prism 45 and disposed between the cross dichroic prism 45 and the projection lens 50, so that the translucent substrate 46 is not installed, as compared to other projectors 100. The geometric distance between the liquid crystal panel 41 and the cross dichroic prism 45 is increased.
As a result, the gap between the one polarizing element 44P disposed between the liquid crystal panel 41 and the cross dichroic prism 45 and the liquid crystal panel 41, the gap between the other polarizing element 44A and the cross dichroic prism 45, the polarizing elements 44P, The gap between 44A becomes large, and it becomes possible to let cooling air pass smoothly. Therefore, the one polarizing element 44P and the other polarizing element 44A can be sufficiently cooled.

また、式(7)のうち、E(N−1)/Nは、透光性基板46を配置したことにより、クロスダイクロイックプリズム45と液晶パネル41との間に生じる隙間の増加分であり、G(N4−1)/N4は、一方の偏光素子44Pを配置したことにより、クロスダイクロイックプリズム45と液晶パネル41との間に生じる隙間の減少分である。
つまり、本実施形態では、G(N4−1)/N4 < E(N1−1)/N1とすることで、液晶パネル41とクロスダイクロイックプリズム45との間に一対の偏光素子44P,44Aを配置した場合であっても、液晶パネル41とクロスダイクロイックプリズム45との間に充分な隙間を確保することができるので、各偏光素子44P,44Aを充分に冷却することができる。
In the formula (7), E (N 1 −1) / N 1 is an increase in the gap generated between the cross dichroic prism 45 and the liquid crystal panel 41 due to the arrangement of the translucent substrate 46. Yes, G (N 4 −1) / N 4 is a reduction in the gap generated between the cross dichroic prism 45 and the liquid crystal panel 41 due to the arrangement of one polarizing element 44P.
That is, in this embodiment, a pair of polarizing elements 44P is provided between the liquid crystal panel 41 and the cross dichroic prism 45 by setting G (N 4 −1) / N 4 <E (N 1 −1) / N 1. 44A, a sufficient gap can be secured between the liquid crystal panel 41 and the cross dichroic prism 45, so that each of the polarizing elements 44P and 44A can be sufficiently cooled.

また、本実施形態では、射出側偏光板44を一対の偏光素子44P,44Aを備えるものとしているので、射出側偏光板を一枚の偏光素子で構成する場合に比べ、偏光素子で発生する熱を2つに按分することができ、各偏光素子44P,44Aで発生する熱量を低下させることができる。さらに、前述したように、冷却空気の流路が狭くならないため、それぞれの偏光素子44P,44Aを効率よく冷却することができる。これにより、偏光素子44P,44Aの熱劣化を確実に防止することができる。
さらに、透光性基板46を配置することにより、液晶パネル41と、クロスダイクロイックプリズム45との間の幾何学的距離を大きく確保しても、プロジェクタ1における光学系、クロスダイクロイックプリズム45、投射レンズ50の幾何学的な相対位置関係は、従来の他のプロジェクタ100における光学系、クロスダイクロイックプリズム45、投射レンズ50の幾何学的な相対位置関係と等しいので、プロジェクタ1の大型化を防止することができる。
In the present embodiment, since the exit-side polarizing plate 44 includes a pair of polarizing elements 44P and 44A, heat generated by the polarizing element compared to the case where the exit-side polarizing plate is configured by a single polarizing element. Can be divided into two, and the amount of heat generated in each of the polarizing elements 44P and 44A can be reduced. Furthermore, as described above, since the cooling air flow path is not narrowed, the respective polarizing elements 44P and 44A can be efficiently cooled. Thereby, thermal deterioration of the polarizing elements 44P and 44A can be reliably prevented.
Furthermore, even if a large geometric distance between the liquid crystal panel 41 and the cross dichroic prism 45 is ensured by arranging the translucent substrate 46, the optical system, the cross dichroic prism 45, the projection lens in the projector 1 are secured. The geometrical relative positional relationship of 50 is equal to the geometrical relative positional relationship of the optical system, the cross dichroic prism 45, and the projection lens 50 in another conventional projector 100, so that an increase in size of the projector 1 can be prevented. Can do.

なお、以上において、図2,図3を参照し、緑色光の光路を例示して、説明を行なったが、他の色光の光路においても、当然に同様の効果が生じる。プロジェクタ1の投射レンズ50から液晶パネル41R,41Bまでの光学的距離は、従来の他のプロジェクタ100の投射レンズ50から液晶パネル41R,41Bまでの光学的距離と等しい。そして、透光性基板46を配置することで、液晶パネル41R,41Bと、クロスダイクロイックプリズム45との間の幾何学的距離を大きく確保することができ、各偏光素子44P,44Aを充分に冷却することができる。
さらに、透光性基板46を配置することにより、液晶パネル41R,41Bと、クロスダイクロイックプリズム45との間の幾何学的距離を大きく確保しても、プロジェクタ1における光学系、クロスダイクロイックプリズム45、投射レンズ50の幾何学的な相対位置関係は、従来の他のプロジェクタ100における光学系、クロスダイクロイックプリズム45、投射レンズ50の幾何学的な相対位置関係と等しいので、プロジェクタ1の大型化を防止することができる。
In the above description, the green light path is illustrated and described with reference to FIG. 2 and FIG. 3, but the same effect naturally occurs in the other color light paths. The optical distance from the projection lens 50 of the projector 1 to the liquid crystal panels 41R and 41B is equal to the optical distance from the projection lens 50 of another conventional projector 100 to the liquid crystal panels 41R and 41B. By disposing the translucent substrate 46, a large geometric distance between the liquid crystal panels 41R and 41B and the cross dichroic prism 45 can be secured, and the polarizing elements 44P and 44A are sufficiently cooled. can do.
Furthermore, by arranging the translucent substrate 46, even if a large geometric distance between the liquid crystal panels 41R and 41B and the cross dichroic prism 45 is secured, the optical system in the projector 1, the cross dichroic prism 45, Since the geometric relative positional relationship of the projection lens 50 is equal to the geometric relative positional relationship of the optical system, the cross dichroic prism 45, and the projection lens 50 in another conventional projector 100, an increase in the size of the projector 1 is prevented. can do.

なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
前記実施形態では、射出側偏光板44を一対の偏光素子44P,44Aを備えるものとしたが、射出側偏光板は一枚の偏光素子であってもよい。または、複数の偏光素子を備える場合、そのうちの偏光素子のひとつがダイクロイックプリズムには貼付されていてもよい。このようにすることで、部材点数の削減を図ることができる。
また、前記実施形態では、クロスダイクロイックプリズム45と液晶パネル41との間に射出側偏光板44のみが配置されていたが、これに限らず、例えば、射出側偏光板に加え、視野角補償板を配置しても良い。すなわち、本発明の光学変換素子には視野角補償板も含まれる。
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and modifications, improvements, and the like within the scope that can achieve the object of the present invention are included in the present invention.
In the said embodiment, although the exit side polarizing plate 44 shall be provided with a pair of polarizing elements 44P and 44A, the exit side polarizing plate may be one polarizing element. Alternatively, when a plurality of polarizing elements are provided, one of the polarizing elements may be attached to the dichroic prism. By doing in this way, the number of members can be reduced.
In the embodiment, only the exit-side polarizing plate 44 is disposed between the cross dichroic prism 45 and the liquid crystal panel 41. However, the present invention is not limited to this, and for example, in addition to the exit-side polarizing plate, a viewing angle compensation plate May be arranged. That is, the viewing angle compensator is also included in the optical conversion element of the present invention.

さらに、前記実施形態では、クロスダイクロイックプリズム45の光束射出側端面に、透光性基板46を貼り付けていたが、クロスダイクロイックプリズム45の光束射出側端面に透光性基板46を貼り付けなくてもよい。
このようにすることで、クロスダイクロイックプリズム45の光束射出側端面に透光性基板46を貼付ける手間を省くことができる。なお、この場合には、クロスダイクロイックプリズム45の光束射出側端面及び透光性基板46の光束入射端面に反射防止膜を成膜することが好ましい。
また、前記実施形態では、クロスダイクロイックプリズム45の屈折率と、透光性基板
46の屈折率とは略等しいとしていたが、両者の屈折率は異なっていてもよい。
前記実施形態では、3つの液晶パネルを用いたプロジェクタ1の例のみを挙げたが、4つ以上の液晶パネルを用いたプロジェクタにも適用可能である。
さらに、前記実施形態では、スクリーンを観察する方向から投射を行うフロントタイプのプロジェクタ1の例のみを挙げたが、本発明は、スクリーンを観察する方向とは反対
側から投射を行うリアタイプのプロジェクタにも適用可能である。
Further, in the above embodiment, the translucent substrate 46 is attached to the end surface of the cross dichroic prism 45 on the light emission side. However, the translucent substrate 46 is not attached to the end surface of the cross dichroic prism 45 on the light emission side. Also good.
By doing in this way, the effort which affixes the translucent board | substrate 46 to the light beam emission side end surface of the cross dichroic prism 45 can be saved. In this case, it is preferable to form an antireflection film on the light beam exit side end surface of the cross dichroic prism 45 and the light beam incident end surface of the translucent substrate 46.
Moreover, in the said embodiment, although the refractive index of the cross dichroic prism 45 and the refractive index of the translucent board | substrate 46 were substantially equal, both refractive index may differ.
In the above embodiment, only the example of the projector 1 using three liquid crystal panels has been described, but the present invention can also be applied to a projector using four or more liquid crystal panels.
Furthermore, in the above-described embodiment, only the example of the front type projector 1 that performs projection from the direction of observing the screen has been described. However, the present invention is a rear type projector that performs projection from the side opposite to the direction of observing the screen. It is also applicable to.

本発明は、プロジェクタに利用することができる。   The present invention can be used for a projector.

本発明の実施形態にかかるプロジェクタの光学系を示す模式図。1 is a schematic diagram showing an optical system of a projector according to an embodiment of the invention. 前記光学系の要部を示す模式図。The schematic diagram which shows the principal part of the said optical system. 従来のプロジェクタの光学系の要部を示す模式図。FIG. 6 is a schematic diagram showing a main part of an optical system of a conventional projector.

符号の説明Explanation of symbols

1…プロジェクタ、41…液晶パネル(光変調装置)、44P,44A…偏光素子(光学変換素子)、44…射出側偏光板、45…クロスダイクロイックプリズム(色合成光学装置)、46…透光性基板、50…投射レンズ(投射光学装置)   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Projector, 41 ... Liquid crystal panel (light modulation apparatus), 44P, 44A ... Polarizing element (optical conversion element), 44 ... Emission side polarizing plate, 45 ... Cross dichroic prism (color synthesis optical apparatus), 46 ... Translucency Substrate, 50 ... projection lens (projection optical device)

Claims (5)

光源から射出された光束を色光毎に画像情報に応じて変調する複数の光変調装置と、各光変調装置で変調された光束を合成する色合成光学装置と、この色合成光学装置によって合成された色光を拡大投射して投射画像を形成する投射光学装置とを備えたプロジェクタであって、
前記投射光学装置及び前記光変調装置間の光学的距離を所定距離に保ちながら、前記光変調装置と、前記色合成光学装置との間の幾何学的距離を調整するための透光性基板と、
前記光変調装置と、前記色合成光学装置との間に配置され、入射する光束を光学的に変換する光学変換素子とを備え、
前記透光性基板は、前記色合成光学装置と、前記投射光学装置との間に配置されており、
前記色合成光学装置は、前記各光変調装置で変調された光束が入射される複数の光束入射側端面、及び、当該各光束入射面に入射された光束を合成した光束を射出する光束射出側端面を有するプリズムを有し、
前記透光性基板は、前記プリズムと略等しい屈折率を有することを特徴とするプロジェクタ。
A plurality of light modulation devices that modulate the light beams emitted from the light source for each color light according to image information, a color combining optical device that combines the light beams modulated by the light modulation devices, and the color combining optical device. A projection optical device that forms a projected image by enlarging and projecting the colored light,
A translucent substrate for adjusting a geometric distance between the light modulation device and the color synthesis optical device while maintaining an optical distance between the projection optical device and the light modulation device at a predetermined distance; ,
An optical conversion element that is disposed between the light modulation device and the color synthesis optical device and optically converts an incident light beam;
The translucent substrate is disposed between the color synthesis optical device and the projection optical device ,
The color synthesizing optical device includes a plurality of light beam incident side end surfaces on which light beams modulated by the light modulation devices are incident, and a light beam emission side that emits light beams synthesized from the light beams incident on the light beam incident surfaces. A prism having an end face;
The light-transmitting substrate has a refractive index substantially equal to that of the prism .
請求項1に記載のプロジェクタにおいて、
前記光変調装置の前段には、前記光変調装置に光束を入射させるための光学系が配置されており、
前記透光性基板は、前記色合成光学装置と、前記投射光学装置との間に配置した際に、前記光学系と、前記色合成光学装置と、前記投射光学装置との幾何学的相対位置関係を一定に保持しつつ、前記光変調装置と、前記色合成光学装置との間の幾何学的距離が大きくなる厚さ寸法及び屈折率を有することを特徴とするプロジェクタ。
The projector according to claim 1, wherein
An optical system for making a light beam incident on the light modulation device is disposed in the front stage of the light modulation device,
When the translucent substrate is disposed between the color synthesis optical device and the projection optical device, a geometric relative position of the optical system, the color synthesis optical device, and the projection optical device. one holding quality relationships constant before and Symbol light modulator, a projector, characterized in that it has a geometrical distance increases thickness and refractive index between the color combining optical device.
請求項1または2に記載のプロジェクタにおいて、
前記光変調装置と、前記色合成光学装置との間には、複数の光学変換素子が配置されていることを特徴とするプロジェクタ。
The projector according to claim 1 or 2,
A projector, wherein a plurality of optical conversion elements are arranged between the light modulation device and the color synthesis optical device.
請求項3に記載のプロジェクタにおいて、
前記複数の光学変換素子は、一対の偏光素子であり、
一方の偏光素子の厚さ寸法をG、透光性基板の厚さ寸法をE、一方の偏光素子の屈折率をN4、透光性基板の屈折率をN1とした場合、
G(N4−1)/N4 < E(N1−1)/N1の条件を満たすことを特徴とするプロジェクタ。
The projector according to claim 3, wherein
The plurality of optical conversion elements are a pair of polarizing elements,
When the thickness dimension of one polarizing element is G, the thickness dimension of the translucent substrate is E, the refractive index of one polarizing element is N 4 , and the refractive index of the translucent substrate is N 1 ,
A projector characterized by satisfying a condition of G (N 4 -1) / N 4 <E (N 1 -1) / N 1 .
請求項1から4の何れかに記載のプロジェクタにおいて、
前記透光性基板は、前記光束射出側端面に取り付けられていることを特徴とするプロジェクタ。
The projector according to any one of claims 1 to 4,
The projector, wherein the translucent substrate is attached to an end surface on the light beam exit side.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998053364A1 (en) * 1997-05-20 1998-11-26 Seiko Epson Corporation Light-modulating element and projection display
JP2000267045A (en) * 1999-03-15 2000-09-29 Toshiba Corp Stereoscopic video display device
JP2000314852A (en) * 1996-10-30 2000-11-14 Seiko Epson Corp Projection type display device
JP2003207747A (en) * 2002-01-11 2003-07-25 Ricoh Co Ltd Image display optical unit, image display, and image display method
JP2004102115A (en) * 2002-09-12 2004-04-02 Seiko Epson Corp Optical conversion element and projector

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000314852A (en) * 1996-10-30 2000-11-14 Seiko Epson Corp Projection type display device
WO1998053364A1 (en) * 1997-05-20 1998-11-26 Seiko Epson Corporation Light-modulating element and projection display
JP2000267045A (en) * 1999-03-15 2000-09-29 Toshiba Corp Stereoscopic video display device
JP2003207747A (en) * 2002-01-11 2003-07-25 Ricoh Co Ltd Image display optical unit, image display, and image display method
JP2004102115A (en) * 2002-09-12 2004-04-02 Seiko Epson Corp Optical conversion element and projector

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