WO2004012007A1 - プリズム構造体およびプロジェクタ - Google Patents

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WO2004012007A1
WO2004012007A1 PCT/JP2003/009770 JP0309770W WO2004012007A1 WO 2004012007 A1 WO2004012007 A1 WO 2004012007A1 JP 0309770 W JP0309770 W JP 0309770W WO 2004012007 A1 WO2004012007 A1 WO 2004012007A1
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light
plate
prism
color
prism structure
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PCT/JP2003/009770
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French (fr)
Inventor
Hisashi Iechika
Yuji Takado
Original Assignee
Seiko Epson Corporation
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    • H04N9/12—Picture reproducers
    • H04N9/31—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3102—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM] using two-dimensional electronic spatial light modulators
    • H04N9/3105—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM] using two-dimensional electronic spatial light modulators for displaying all colours simultaneously, e.g. by using two or more electronic spatial light modulators
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    • G03B33/10—Simultaneous recording or projection
    • G03B33/12—Simultaneous recording or projection using beam-splitting or beam-combining systems, e.g. dichroic mirrors

Definitions

  • the present invention relates to a prism structure used for a projector and the projector.
  • FIG. 8 is a diagram showing a general optical system of a projector.
  • the Z axis indicates an axis (an optical axis formed by a series of optical elements constituting an optical system) along a light traveling method.
  • the X axis and the y axis are both axes perpendicular to the z axis and orthogonal to each other.
  • the projector 90 separates the light emitted from the light source 110 into three color lights of red, green, and blue by a color separation optical system 200, and separates the respective color lights.
  • this projector 90 has a prism structure 5 in which some of the components of the electro-optical devices 310 R, 310 G, and 310 B are integrated with the color combining prism 400. 00 has become widely used.
  • FIG. 9 is a perspective view of a conventional prism structure 500
  • FIG. 10 is an exploded perspective view showing the conventional prism structure 500.
  • a prism structure 500 has a rectangular structure in which some of the components of the three electro-optical devices 310 R, 310 G, and 310 B are square. It has an integrated structure attached to the three side surfaces of the columnar color synthesis prism 400. The exit surface on the rear side of the drawing to which the electro-optical devices 310 R, 310 G, and 310 B of the color combining prism 400 are not attached faces the projection lens 420.
  • the electro-optical device 310 G includes an incident side polarizing plate (not shown) (disposed on the light incident side of the liquid crystal panel 311), a liquid crystal panel 3 11, a viewing angle compensating plate 3 20, and a fixed plate 3 3. 0, composed of an exit-side polarizing plate 340.
  • incident side polarizing plate not shown
  • liquid crystal panel 311 disposed on the light incident side of the liquid crystal panel 3111
  • liquid crystal panel 311 disposed on the light incident side of the liquid crystal panel 3111
  • a viewing angle compensating plate 3 20 a fixed plate 3 3.
  • a fixed plate 3 3.0 composed of an exit-side polarizing plate 340.
  • components other than the incident side polarizing plate are attached to the color combining prism 400 to be integrated.
  • pin holes 313 At four corners of the rectangular frame 312 holding the liquid crystal panel 311, there are provided pin holes 313 through which transparent pins 350 pass.
  • the fixing plate 330 is a rectangular member made of, for example, a metal plate having a thickness of about 0.7 mm.
  • the fixing plate 330 is provided with an opening 331 through which the image light passed through the liquid crystal panel passes, and a recess 3 for mounting the rectangular exit-side polarizing plate 340 and the viewing angle compensating plate 322. It has 3 2.
  • two positioning guide holes 3333 are formed below the fixing plate 330.
  • this projector 90 is widely used as a so-called data projector for projecting and displaying a screen of a personal computer on a screen or the like in a meeting or a discussion.
  • This data projector can project high-intensity light so that the projected display becomes clear even in a bright room.
  • an object of the present invention is to provide a prism structure that can constitute a projector that does not generate stray light around a projected image.
  • Still another object of the present invention is to provide a projector that does not generate stray light around a projected image. Disclosure of the invention
  • FIG. 11 is a diagram for explaining stray light projected around the image projected from the projector.
  • the stray light generated around the projected image P includes linear stray light 70 and spot-like stray light ⁇ 2, as shown in FIG.
  • the linear stray light 70 is part of the light X 1 out of the light exiting from the end of the exit side polarizing plate 340 as shown in FIG. It was found that the light was captured by the projection lens and reached the screen. There are several possible causes for the generation of such light X1. For example, if the light emitted from the liquid crystal panel 311 and other parts, for example, a part of the light penetrating from the transparent pin 350, is radiated to the end of the polarizing plate 340 and is scattered, thereby being generated. Conceivable.
  • the exit-side polarizing plate 340 is often composed of a polarizing film 341 and a light-transmitting substrate 342 to which the polarizing film 341 is attached.
  • Light is generated at the end of the translucent substrate 342.
  • part of the light passing through the light-transmitting substrate 342 is reflected by the inner surface of the light-transmitting substrate 342, so that the light-transmitting substrate 342 functions as a light transmission path.
  • light is emitted from the end face, and this is also generated.
  • the above-mentioned phenomenon may occur not only in the exit-side polarizing plate 340 but also in the viewing angle compensating plate 320.
  • spot-like stray light 72 out of the stray light generated around the projected image is part of the light X2 out of the light emitted from the side of the transparent pin 350 and taken into the projection lens, and is reflected on the screen. It turned out that it was caused by reaching.
  • stray light can be relatively easily avoided because illuminating light that has a certain angle can be used. If the angles of the illuminating light are uniform to some extent, the cross section of the light beam illuminating the modulator is made approximately equal in size to the image forming area of the modulator, and the illuminating light is emitted in a state substantially parallel to the modulator It is easy to make it incident. In this way, the end of a plate-like optical element such as the exit-side polarizing plate 340 or the translucent substrate 342 to which the polarizing film 341 is attached, the viewing angle compensator 322, etc. The possibility of light irradiating the section and the transparent pin 350 is reduced.
  • the light illuminating the modulator has various angles due to its principle, and it is almost impossible to make the angles uniform.
  • the end of a plate-like optical element such as the exit-side polarizing plate 340 or the translucent substrate 342 to which the polarizing film 341 is attached, the viewing angle compensator 322, etc.
  • the transparent pins 350 are likely to be irradiated with light, and it is difficult to avoid the phenomenon.
  • a plurality of modulators for modulating color light from a light source, and a color synthesis prism for synthesizing the color light modulated by the plurality of modulators an image is formed.
  • a light-blocking means for blocking light from surrounding light is arranged, the above-described linear stray light 70 and spot-like stray light 72 have been effectively removed. .
  • the prism structure of the present invention is a prism structure in which a plurality of modulation devices that modulate color light from a light source and a color synthesis prism that synthesizes light modulated by the plurality of modulation devices are integrated.
  • a light-shielding unit having an opening in the center is disposed between the modulation device and the color synthesizing prism, and the light-shielding unit allows image light to pass through the opening and light from the periphery of the image light. It is characterized in that The prism structure of the present invention is provided with such a light shielding means. Thus, linear stray light and spot-like stray light can be effectively removed.
  • image light refers to light that forms a projected image. That is, of the light that enters the effective image area of the modulator and is modulated, the light is used for forming a projected image.
  • light from around the image light is light that causes stray light around the projected image.
  • light X1 or X2 that is not used for forming the projected image and is captured by the projection lens and visually recognized as the above-mentioned linear stray light or spot-like stray light. is there.
  • the fixing plate 330 for fixing the liquid crystal panel 311 to the color synthesizing prism 400 also allows the surroundings of the image light to be reduced. May be able to block light from the light.
  • the opening 331 of the fixing plate 330 must be formed much larger than the image forming area of the liquid crystal panel 331. Absent. This is because the outer shape of the exit-side polarizing plate 340 is formed to be considerably larger than the image forming area of the liquid crystal panel 311 in order to allow a margin for alignment with the liquid crystal panel 311. is there. Therefore, spot-like stray light (reference numeral 72 in FIG. 11) due to light emitted from the side surface of the transparent pin 350 cannot be almost completely removed by the fixing plate 330.
  • the fixing plate 330 is disposed on the light incident surface side of the emission side polarizing plate 340, the end of the emission side polarizing plate 340 or the polarizing film 341 is attached. Also, the linear stray light (reference numeral 70 in FIG. 11) due to the light emitted from the end of the transparent substrate 342 cannot be removed. That is, the fixed plate 330 does not have a function of blocking light from the surroundings of the image light.
  • a plate-shaped optical element is provided between the modulation device and the color combining prism, and the light blocking unit includes the plate-shaped optical element and the color combining prism. It is preferred to be located between In this way, the linear stray light 70 can be more reliably removed.
  • the image forming area of the modulation device is orthogonal to the light traveling direction.
  • the length of at least one of the two axial directions is d1
  • the outer shape of the plate-shaped optical element is d2
  • the length of at least one of the directions is d2
  • the length of the opening of the light shielding unit is d2.
  • FIG. 5 When such a relationship is established, that is, when the opening of the light shielding unit is configured to be larger than the image forming area of the modulation device and equal to or smaller than the outer shape of the plate-shaped optical element, FIG. As shown in Fig. 5, the light X1 emitted from the end of the plate-shaped optical element (in this case, the exit-side polarizing plate 340 or the viewing angle compensator 322) or the side surface of the transparent pin 350 Can effectively block the light X2 emitted from the projector from being captured by the projection lens and arriving on the screen, thereby more effectively removing linear stray light and spot-like stray light. You can do it.
  • the light X1 emitted from the end of the plate-shaped optical element in this case, the exit-side polarizing plate 340 or the viewing angle compensator 322
  • the side surface of the transparent pin 350 Can effectively block the light X2 emitted from the projector from being captured by the projection lens and arriving on the screen, thereby more effectively removing
  • the light-shielding unit is configured by a frame-shaped plate member or a pair of plate members.
  • a frame-shaped plate member As described above, by forming the light-shielding plate into a frame shape or a pair of plate-like members, stray light can be easily removed without changing the conventional configuration. It is better to use a frame-shaped plate member in that stray light can be more reliably removed, the number of components is small, and alignment with a modulator or a prism is easy.
  • the frame-shaped plate-shaped member may be made of any material.
  • a light-shielding film is deposited on a light-transmitting member such as a metal plate, a resin plate, or a glass by vapor deposition. of these c those Yotsute formed are mentioned, it is easy to reduce the thickness and, in terms of cost and strength, the metal plate is the most favorable preferred.
  • the plate-shaped member is provided with a slit extending from an outer edge toward the opening.
  • the stress applied to the plate-shaped member can be absorbed by the deformation of the plate-shaped member near the slit. Therefore, when the plate-shaped member is joined to another component made of a material having a different coefficient of thermal expansion from the material constituting the plate-shaped member, the stress generated in the plate-shaped member due to the difference in the coefficient of thermal expansion. Is absorbed by bending near the slit It becomes possible. Therefore, it is possible to prevent the joining position between the other component and the plate member from shifting.
  • the plate member is in contact with the color combining prism.
  • a light-shielding layer provided on an incident surface of the color synthesizing prism is used as the light-shielding means.
  • a light-shielding layer can be realized by a printing layer, a metal deposition film, or the like.
  • the projector includes: a plurality of modulation devices that respectively modulate a plurality of color lights; a color synthesis prism that synthesizes the light modulated by the plurality of modulation devices; and a projection that projects the light synthesized by the color synthesis prism.
  • a light shielding unit having an opening in the center is disposed between the modulation device and the color combining prism, and the light shielding unit allows image light to pass through the opening. In addition, light from surroundings of the image light is blocked.
  • a plate-shaped optical element is provided between the modulation device and the color combining prism, and the light blocking unit is provided between the plate-shaped optical element and the color combining prism.
  • they are arranged. In this way, the linear stray light 70 can be more reliably removed.
  • the length of at least one of the two axial directions orthogonal to the light traveling direction of the image forming area of the modulation device is d1
  • the outer shape of the plate-shaped optical element is
  • the light-shielding unit is configured by a frame-shaped plate member or a pair of plate members.
  • a frame-shaped plate member As described above, by forming the light-shielding plate into a frame shape or a pair of plate-like members, stray light can be easily removed without changing the conventional configuration. It is better to use a frame-shaped plate-shaped member in order to more stably remove stray light, reduce the number of parts, and facilitate alignment with a modulator and a prism.
  • the frame-shaped plate-shaped member may be made of any material.
  • a light-shielding film is formed on a light-transmitting member such as a metal plate, a resin plate, or a glass by vapor deposition. What was formed is mentioned. Among them, metal plates are the most preferred in terms of easy thickness reduction, cost and strength.
  • the plate-shaped member has a slit extending from an outer edge to the opening.
  • the plate member is joined to the color combining prism.
  • a light-shielding layer provided on an incident surface of the color combining prism is used as the light-shielding unit.
  • a light-shielding layer can be realized by a printing layer, a metal deposition film, or the like.
  • FIG. 1 is a diagram showing an optical system of a projector according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view of the prism structure according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of the prism structure according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a plan view showing an example of a light shielding plate used for the prism structure according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is an operation explanatory view of the prism structure according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a perspective view showing an example of a print layer used in the prism structure according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 7 is an operation explanatory view of the prism structure according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a diagram showing a general optical system of a projector.
  • FIG. 9 is a perspective view of a conventional prism structure.
  • FIG. 10 is an exploded perspective view of a conventional prism structure.
  • FIG. 11 is a diagram for explaining stray light generated around an image projected from the projector.
  • FIG. 12 is a diagram for explaining that stray light is generated around a projected image in a conventional prism structure.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an optical system of the projector according to the present embodiment.
  • the projector 9 OA according to the present embodiment includes light-shielding means 10 R, 10 G, 1 between the electro-optical device 310 R, 310 G, 310 B and the color combining prism 400. Except for the configuration provided with 0B, it has the same configuration as the conventional projector 90. That is, as shown in FIG. 1, the projector 9 OA according to the present embodiment includes an illumination optical system 100, a color separation optical system 200, and a relay optical system, similarly to the conventional projector 90.
  • the color separation optical system 200 is a dichroic It has mirrors 210 and 212.
  • the relay optical system 240 is a reflective mirror
  • It has a lens 54, an incident lens 262, a relay lens 2664, and a field lens 2666.
  • the substantially parallel light beam emitted from the light source 110 is split into a plurality of partial light beams by the first lens array 120 constituting the integrator optical system.
  • the partial luminous flux emitted from each small lens of the first lens array 120 is
  • the light is focused so that a light source image (secondary light source image) of the light source 110 is formed in the vicinity of each of the 30 small lenses.
  • the partial luminous flux emitted from the secondary light source image formed in the vicinity of the second lens array 130 is converted into the electro-optical devices 310 R, 310 G, 310 B by the superimposing lens 150.
  • the electro-optical devices 310R, 310G and 310B are superimposed on the image forming area of As a result, each of the electro-optical devices 310R, 310G and 310B is almost uniformly illuminated.
  • the color separation optical system 200 has two dichroic mirrors 210 and 212, and separates the light emitted from the superposition lens 150 into three color lights of red, green and blue. have.
  • the first dichroic mirror 210 transmits the red component of the light beam emitted from the illumination optical system 100 and reflects the blue component and the green component.
  • the red light transmitted through the first dichroic mirror 210 is reflected by the reflecting mirror 220 and reaches the liquid crystal light valve 310R for red light through the field lens 300R.
  • the green light is reflected by the second dichroic mirror 212, passes through the field lens 300G, and emits green light.
  • the blue light passes through the second dichroic mirror 2 12 and has an entrance lens 26 2, a reflection mirror 25 2, a relay lens 26 4, a reflection mirror 25 24, and a field lens 26 66. After passing through the relay optical system 240 obtained, the light reaches the electro-optical device 310B for blue light.
  • the reason that the relay lens system is used for blue light is that the optical path length of blue light is longer than the optical path length of other color lights, thus preventing reduction in light use efficiency due to light diffusion etc. To do that. That is, the partial light beam incident on the incident side lens 26 2 is transmitted to the field lens 2 66 as it is.
  • the electro-optical devices 310 R, 310 G, and 3.10 B are provided with the given image information (image signal). ), The intensity of the emitted light of each color light is modulated.
  • the color combining prism 400 has a function as a color combining optical system that forms a color image by combining three color lights.
  • a dielectric multilayer film that reflects red light and a dielectric multilayer film that reflects blue light are formed in an approximately X-shape at the interface between the four right-angle prisms. Due to the wavelength selection characteristics of the color light reflection film composed of these dielectric multilayer films, the three color lights are combined to form a combined light for projecting a color image.
  • the combined light generated by the color combining prism 400 is guided to the projection lens 420.
  • the projection lens 420 has a function of projecting the combined light on a screen S or the like to display a color image.
  • Embodiment 1 As described above, in recent projectors, a prism structure in which some of the components of the electro-optical devices 310 R, 310 G, and 310 B and the color combining prism 400 are integrated. 500 is becoming widely used.
  • the projector of this embodiment is characterized by the structure of the prism structure.
  • Embodiment 1
  • FIG. 2 is a perspective view of the prism structure according to the first embodiment
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of the prism structure according to the first embodiment.
  • the prism structure 500a has three electro-optical devices 310R, 310G, and some of the constituent elements of 310B. It is attached to and integrated with three side surfaces (incident surface) of a quadrangular prism-shaped color combining prism 400.
  • the side surface (exit surface) on the rear side of the drawing where the electro-optical device of the color combining prism 400 is not attached is opposed to the projection lens 420.
  • the electro-optical device 310 G is a not-shown incident-side polarizing plate and a liquid crystal panel 3 1 1. It consists of a viewing angle compensating plate 320, a fixed plate 330, and an exit-side polarizing plate 340.
  • An incident side polarizing plate (not shown) is arranged on the light incident side of the liquid crystal panel 311, and has a function of aligning the polarization directions of light incident on the liquid crystal panel 311.
  • the incident-side polarizing plate is a force that is provided in close contact with the light-incident surface side of the liquid crystal panel 311, and a light-transmitting material made of glass, sapphire, It is provided in a state of being attached to a member (a plate-shaped member divided by a lens). Note that, in the present embodiment, of the components of the electro-optical device 310G, only the incident side polarizing plate is not integrated with the color combining prism 400.
  • the liquid crystal panel 311 includes a pair of substrates and a liquid crystal layer sandwiched between the substrates, and has a function of modulating the polarization direction of incident light based on image information.
  • the liquid crystal panel 311 is held by a rectangular frame 312. Although the detailed description of the frame 312 is omitted, a first frame that covers the periphery and the side of the light incident side of the liquid crystal panel 311, and the periphery of the light exit side of the liquid crystal panel 311. And a second frame which covers the second frame. Then, the liquid crystal panel 311 is held by the first frame and the second frame being engaged with each other. At four corners of the frame 312, pin holes 313 through which the transparent pins 350 pass are provided.
  • the fixing plate 330 is a rectangular member made of, for example, a metal plate having a thickness of about 0.7 mm.
  • the fixed plate 300 is provided with an opening 331 through which the image light of the liquid crystal panel 313 passes.
  • two guide holes 333 for positioning are formed below the fixing plate 330.
  • the fixing plate 330 has a recess 332 for mounting a rectangular exit-side polarizing plate 340 and a viewing angle compensating plate 322.
  • the viewing angle compensating plate 320 is fixed to the light-incident side surface of the recess 3332 by a double-sided tape or an adhesive.
  • the viewing angle compensating plate 320 is provided to reduce the dependence of the modulation action of the liquid crystal panel 311 on the incident angle of light and to improve the image quality of the projected image.
  • the viewing angle compensating plate 320 is not an essential component for the modulation function of the electro-optical devices 310R, 310G, 310B, it can be omitted.
  • the viewing angle compensator 3220 is placed on the light incident side of the liquid crystal panel 311. It can be provided on both the light incident side and the light exit side of the liquid crystal panel 311.
  • the emission side polarizing plate 340 has a function of selecting and transmitting only light in a specific polarization direction from the light modulated by the liquid crystal panel 311.
  • the surface is fixed with double-sided tape or adhesive.
  • the viewing angle compensating plate 320 and the emission-side polarizing plate 340 are attached and fixed to the fixing plate 330, but these are fixed.
  • the fixing may be performed by sandwiching between the plate 330 and another fixing plate.
  • the viewing angle compensating plate 320 and the emission side polarizing plate 340 do not necessarily have to be fixed to the fixed plate 330, and the liquid crystal panel 311 and the light shielding means (the light shielding plate 1 described later). 0 or the printed layer 20) as long as it is fixed by some method.
  • the light shielding plate 10 as a light shielding unit is a characteristic part of the projector of the present embodiment.
  • FIG. 4A is a plan view of the light shielding plate 10.
  • the light-shielding plate 10 is, for example, a frame-shaped body 12 made of a metal plate having a thickness of about 0.3 mm manufactured by stamping.
  • the frame 12 has a rectangular shape substantially the same as the outer edge of the side surface of the color combining prism 400, and a rectangular opening 13 is formed at the center.
  • the light shielding plate 10 is provided with slits 14 extending vertically from the upper edge to the opening 13 at two positions that divide the width of the upper side of the opening 13 into approximately three equal parts. It has been. Further, a slit 15 is formed in the lower center of the opening 13 so as to extend vertically from the lower edge to the upper opening 13. Guide holes 16 for alignment are provided on both sides of the lower slit 15. The slits 14 and 15 are formed by connecting the glass constituting the color combining prism 400 and the light shielding plate 10 with the light shielding plate 10 bonded to the color combining prism 400 with an adhesive. The light-shielding plate 10 is provided to absorb thermal stress caused by a difference in thermal expansion coefficient between the metal and the constituent metal.
  • the thermal expansion coefficient of metal is larger than that of glass, when the temperature inside the projector increases, stress is applied to the light shielding plate 10.
  • the stress can only be absorbed by the adhesive between the light shielding plate 10 and the prism 400, and as a result, the light shielding plate 10 becomes the prism 400
  • the adhesive may rotate with respect to the entrance surface, or the adhesive may not be able to withstand the stress and peel off. May be lost.
  • the slits 14 and 15 are provided, the stress can be absorbed by bending around the slits 14 and 15 and the load on the adhesive can be reduced. it can. As a result, it is possible to prevent the joining position between the light shielding plate 10 and the prism 400 from shifting.
  • the emission-side polarizing plate 340 and the viewing angle compensator 340 are attached to the fixing plate 330 with double-sided tape or the like. Thereafter, the light-shielding plate 10 and the fixing plate 330 are sandwiched by the guide holes 16 and 33 with the emission-side polarizing plate 340 sandwiched therebetween, and are bonded using an adhesive. Thereafter, the light shielding plate 10 is bonded to the entrance surface of the color combining prism 400.
  • the electro-optical device 310G is aligned with the fixing plate 330, and the respective pin holes 3133 provided at the four corners of the frame 310 of the electro-optical device 310G are aligned.
  • the tip of the transparent pin 350 is brought into contact with the fixing plate 330, and the adhesive applied to the tip of the transparent pin 350 through the transparent pin 350 is weakened with weak ultraviolet rays.
  • irradiate the electro-optical device 310G with light align the electro-optical device 310G while observing the projected image, and irradiate strong ultraviolet light to fix the transparent pin 350 to the lower fixing plate.
  • Adhere to 330 With the above method, the prism structure as shown in FIGS. 2 and 3 can be manufactured by attaching the electro-optical device 310 G to the color combining prism 400.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram of the operation of a prism structure 500a composed of a liquid crystal panel 311, a viewing angle compensator 3200, a fixing plate 3300, an emission side polarizing plate 3440, and the like.
  • the transparent pin 350 to be shown on the lower side of the drawing is omitted for simplification of the drawing.
  • the emission-side polarizing plate 340 has a structure in which a polarizing film 341 is attached to a translucent substrate 342 made of glass, sapphire, or the like. As described above with reference to FIG.
  • the linear stray light 70 around the projected image is formed by projecting a part of the light X1 out of the light exiting from the end of the translucent substrate 342. It is caused by being picked up by the lens and reaching the screen.
  • the light-shielding plate 10 is disposed between the emission-side polarizing plate 3400 and the color combining prism 400, the configuration shown in FIG. As shown by the dashed line, it can be seen that the light X 1 that caused the linear stray light 70 around the projected image is effectively blocked by the light shielding plate 10.
  • the viewing angle compensating plate 320 also has a structure in which the viewing angle compensating film 3221 is attached to the translucent substrate 3222.
  • the viewing angle compensating plate 320 as in the case of the emitting side polarizing plate 340, a part of the light X3 of the emitted light from the end of the translucent substrate 322 is taken into the projection lens. And get on the screen.
  • the light shielding plate 10 is disposed between the viewing angle compensating plate 320 and the color combining prism 400, such light X3 in FIG. It can be seen that the light shielding plate 10 can effectively block the light.
  • the spot-like stray light 72 around the projected image is partially generated by the light X 2 out of the light emitted from the side surface of the transparent pin 350. It is caused by being captured by the projection lens and reaching the screen.
  • the light-shielding plate 10 is disposed between the liquid crystal panel 311 and the color combining prism 400, as shown in FIG. It can be seen that the light X 1 that caused the spot-like stray light 72 in FIG.
  • the opening 13 of the light-shielding plate 10 is larger than the image forming area of the liquid crystal panel 311, smaller than the opening 331 of the fixing plate 330, and the emission-side polarizing plate 3. It is configured smaller than the outer shape of 40.
  • the length of at least one of the two directions (X-axis direction, y-axis direction) of the image forming area of the liquid crystal panel 311 orthogonal to the light traveling direction (z-axis direction) is dl
  • the length of at least one direction of the outer shape of the emission-side polarizing plate 340 is d2
  • the length of at least one direction of the opening 13 of the light-shielding plate 10 is d3.
  • the relationship of dl and d 3 ⁇ d 2 holds in both the X-axis direction and the y-axis direction.
  • this relationship does not necessarily need to be satisfied in both the X-axis direction and the y-axis direction.
  • the length in the direction is limited by the presence of the transparent pin 350, while the length in the X-axis direction can be extended to some extent without being affected by the transparent pin 350. Therefore, the length of the outer shape of the exit-side polarizing plate 340 in the X-axis direction can be set to such a length that the influence of stray light can be ignored. It is not necessary to establish the above relationship.
  • the light-shielding plate 10 composed of the frame 12 as shown in FIG.
  • a light shielding plate 1OA composed of two parts 12A and 12B may be employed.
  • the exit side polarizing plate 340 and the light shielding plate 10 are often arranged very close to each other, so that even if the lengths d2 and d3 match, stray light must be removed. Is possible. Therefore, it suffices if the relationship of d 1 and d 3 ⁇ d 2 holds.
  • a plate-shaped optical element other than the emission-side polarizing plate 3400 is provided, which may cause linear stray light 70. possible.
  • d2 may be replaced by the length of such a plate-shaped optical element in at least one direction.
  • the plate-like optical elements other than the exit-side polarizing plate 34, which may cause the linear stray light 70, include the viewing angle compensation plate 32, the phase difference plate, and the exit-side polarizing plate 34 described above.
  • a pre-polarizer provided between the liquid crystal panel 311 and the emission-side polarizer 3400 for the purpose of reducing heat generation due to zero light absorption.
  • the projector 9 OA employs an integrator optical system, the generation of linear stray light and spot-like stray light from the periphery of image light is particularly remarkable. Easy. However, according to the present embodiment, even with such a projector, it is possible to effectively block linear stray light and spot-like stray light from around the image light, thereby improving image quality.
  • a metal plate is used as the light-shielding plate 10, but the light-shielding plate 10 may be made of a material other than metal.
  • a material in which a light-shielding film is formed on a light-transmitting member such as glass by vapor deposition or the like, or a resin plate may be used. That is, any frame-shaped plate member having a light-shielding property may be used.
  • the metal plate as in the present embodiment is the most preferable in terms of easy thickness reduction, cost and strength.
  • FIG. 6 is a perspective view showing an example of a print layer used for the prism structure according to the second embodiment.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram of an operation of the prism structure according to the second embodiment.
  • a transparent pin 350 to be shown on the lower side of the drawing is omitted to simplify the drawing.
  • the light-shielding plate 10 made of a frame-shaped metal plate is used as the light-shielding means.
  • the light-shielding plate 1 instead of 0, a printing layer 20 provided on the side surface (incident surface) of the color combining prism 400 is provided as a light shielding means.
  • the other points are the same as those of the prism structure 500a according to the first embodiment.
  • the same components as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those used in the description of the first embodiment and the drawings.
  • the printing layer 20 is formed in a frame shape having a rectangular opening 23 slightly larger than the image forming area of the liquid crystal panel 311.
  • the outer periphery of the frame substantially coincides with the outer periphery of the light incidence surface of the color combining prism 400.
  • the printing layer 20 can be formed by a screen printing method that can form a thick print using, for example, an acrylic black ink.
  • a printed layer 20 formed of an acryl-based black ink with a thickness of 0.03 mm by screen printing exhibits sufficient light shielding properties and has a linear stray light 70 Or spot-like stray light 7 2 Can be removed.
  • the print layer 20 between the liquid crystal panel 311 and the color combining prism 400 in this manner, as in the first embodiment, there is light X1 from the surroundings of the image light. Or X 2 can be effectively blocked. Further, the printing layer 20 of the second embodiment can be formed with high accuracy on the color synthesis prism. Further, by forming the light shielding means by printing, the number of components can be reduced and the manufacturing cost can be reduced. ,
  • the length d3 in the direction the same relationship as described in the first embodiment is established. The same is true as long as at least one of the X-axis direction and the y-axis direction is satisfied.
  • two print layers may be formed instead of the frame-shaped print layer 20.
  • the above relationship needs to be established in the X-axis direction, it is sufficient to form two strip-shaped print layers along the y-axis direction, and the above relationship is established in the y-axis direction.
  • two strip-shaped print layers may be formed along the X-axis direction (see Fig. 6B).
  • the printed layer 20 is used as the light shielding means.
  • the present invention is not limited to this.
  • a metal vapor deposition film, a light shielding film, or the like may be used. That is, any material may be used as long as it functions as a light shielding layer.
  • the present invention is not limited to the above embodiments.
  • the light shielding means 10 R, 10 G, and 10 B are configured by the light shielding plate 10 and the printing layer 20 having the same configuration.
  • the light shielding means 10 R, 10 G , 1 OB may have different configurations.
  • a part of the light shielding means 10 R, 10 G, and 1 OB may be the light shielding plate 10 shown in FIG. 4A, and the other may be the light shielding plate 10 A shown in FIG. 4B.
  • a part is constituted by the light-shielding plate 10 of the first embodiment, and the others are constituted by the second light-shielding plate.
  • the printing layer 20 of the embodiment may be constituted.
  • components other than the incident-side polarizing plate are attached to the color combining prism 400.
  • at least a modulation device (the liquid crystal panel 3 in the above embodiment). It is preferable to attach 11).
  • liquid crystal panels 311 are used, but the number of modulators is not limited to this.
  • the present invention can be applied to a prism structure or a projector having two or more modulation devices.
  • stray light from the periphery of the image light can be prevented from being incident on the color synthesis prism.
  • Image quality can be improved by eliminating the generated stray light.
  • the projector of the present invention it is possible to prevent stray light from the periphery of the image light from being incident on the color combining prism, thereby eliminating stray light generated around the projected image and improving the image quality. Can be.

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Abstract

このプリズム構造体は、光源からの色光を変調する複数の変調装置と前記複数の変調装置で変調された光を合成する色合成プリズムとが一体化されたプリズム構造体であって、前記変調装置と前記色合成プリズムとの間に、中央に開口部を有する遮光手段が配置され、前記遮光手段は、画像光を前記開口部から通過させるとともに、前記画像光の周囲からの光を遮断する。　このため、このような遮光手段を設けたことにより、画像光の周囲からの線状の迷光やスポット状の迷光を効果的に除去することができる。　従って、このプリズム構造体をプロジェクタに用いることによって、プロジェクタからの投影画像の周囲に発生していた迷光をなくし画像品質を向上させることができる。

Description

明 細 書 プリズム構造体およびプロジェクタ 技術分野
本発明は、 プロジェクタに用いられるプリズム構造体およびプロジェクタに関 する。 背景技術
図 8は、 プロジェクタの一般的な光学系を示す図である。 図面や以下の説明に おいて、 Z軸は、 光の進行方法に沿った軸 （光学系を構成する一連の光学要素に よって形成される光軸） を示すものとする。 また、 X軸と y軸は、 いずれも z軸 に垂直で、 かつ、 互いに直交する軸を示すものとする。 図 6に示すように、 プロ ジ: nクタ 9 0は、光源 1 1 0から射出された光を色分離光学系 2 0 0によって赤、 緑および青の 3つの色光に分離し、 それぞれの色光を 3つの電気光学装置 3 1 0 R、 3 1 0 G、 3 1 0 Bによって変調し、色合成プリズム 4 0 0によって合成し、 この合成光を投写レンズ 4 2 0を介してスクリーン S上などに投写する。 このプ ロジェクタ 9 0においては、 近年、 電気光学装置 3 1 0 R、 3 1 0 G、 3 1 0 B の構成要素の一部と色合成プリズム 4 0 0とが一体化されたプリズム構造体 5 0 0が広く用いられるようになつている。
図 9は、 従来のプリズム構造体 5 0 0の斜視図であり、 図 1 0は、 従来のプリ ズム構造体 5 0 0を示す分解斜視図である。 図 9およぴ図 1 0に示すように、 プ リズム構造体 5 0 0は、 3つの電気光学装置 3 1 0 R、 3 1 0 G、 3 1 0 Bの構 成要素の一部が四角柱状の色合成プリズム 4 0 0の三方の側面に取り付けられて 一体化された構造を有している。色合成プリズム 4 0 0の電気光学装置 3 1 0 R、 3 1 0 G、 3 1 0 Bが取り付けられていない図面後方の射出面は投写レンズ 4 2 0に対向している。
図 1 0においては、 電気光学装置 3 1 0 Gについてのみ、 その構成要素を分解 して示しているが、 他の電気光学装置 3 1 0 B、 3 1 O Rについても同様の構成 になっている。 電気光学装置 3 1 0 Gは、 図示しない入射側偏光板 （液晶パネル 3 1 1の光入射側に配置されている）、液晶パネル 3 1 1、視野角補償板 3 2 0、 固定板 3 3 0、 射出側偏光板 3 4 0から構成されている。 これらの構成要素のう ち、 入射側偏光板以外の構成要素が色合成プリズム 4 0 0に取り付けられて一体 化されている。 液晶パネル 3 1 1を保持する矩形状の枠体 3 1 2の四隅には、 透 明ピン 3 5 0を通すピン孔 3 1 3が設けられている。
固定板 3 3 0は、 例えば厚さが 0 . 7 m m程度の金属板で構成されている矩形 状の部材である。 固定板 3 3 0には、 液晶パネルを通過した画像光を通す開口部 3 3 1が設けられ、 矩形状の射出側偏光板 3 4 0と視野角補償板 3 2 0とを装着 する凹み 3 3 2を備えている。 また、 固定板 3 3 0の下側には、 位置決め用のガ ィ ド孔 3 3 3が 2箇所穿設されている。
このプロジェクタ 9 0は、 現在、 会議やディスカッションなどでパーソナルコ ンピュータの画面を'スクリーン上などに投写表示するいわゆるデータプロジェク タとしての用途に広く用いられている。 このデータプロジェクタは、 明るい部屋 でも投写表示が明瞭になるように高輝度の光を投写することができるようになつ ている。
このような用途に対し、 近年、 各家庭やミニシアターなどで映画や音楽ライブ の画面をスクリーン上などに投写表示するいわゆるホームシアタープロジェクタ としての用途も広がってきている。 このホームシアタープロジェクタは、 通常は 喑く した室内で投写表示を行うものである。
しかしながら、 明るい部屋で用いられているいわゆるデータプロジェクタを暗 い室内で使用すると、 様々な不都合が生じる。 その一つに、 投影画像の周囲に漏 れる迷光の存在がある。 投影画像の周囲に漏れる迷光は、 明るい部屋でプロジ クタを用いる際には目立たないのであるが、 暗い部屋でプロジェクタを用いるよ うになるとよく 目立つようになり非常に目障りになってくる。 - そこで、 本発明は、 投影画像の周囲に迷光を生じさせないプロジェクタを構成 することができるプリズム構造体を提供することを目的とする。 さらにまた、 本 発明は、 投影画像の周囲に迷光を生じさせないプロジェクタを提供することを目 的とする。 発明の開示
本発明者らは、 上記目的を達成するため、 プロジェクタから投写される投影画 像の周囲に生じる迷光の発生原因を徹底的に調査した。 図 1 1は、 プロジェクタ からの投影画像の周囲に投写される迷光を説明するための図である。 この調査の 結果、 投影画像 Pの周囲に生じる迷光には、 図 1 1に示すように、 線状の迷光 7 0とスポッ ト状の迷光 Ί 2とが含まれることが判明した。
本発明者らの調査解析の結果、 このうち線状の迷光 7 0は、 図 1 2に示すよう に、 射出側偏光板 3 4 0の端部から射出する光のうち一部の光 X 1が投写レンズ に取り込まれてスクリーン上に到達してしまうことに起因することが判明した。 このような光 X 1が発生する原因は、 いくつか考えられる。 例えば、 液晶パネル 3 1 1から射出する光やそれ以外の箇所、 例えば透明ピン 3 5 0から侵入した光 の一部が、 偏光板 3 4 0の端部に照射されて散乱することによって発生すると考 えられる。 なお、 一般的には、 射出側偏光板 3 4 0は、 偏光フィルム 3 4 1 と、 それが貼り付けられている透光性基板 3 4 2とによって構成されることが多く、 この場合、 散乱光は、 透光性基板 3 4 2の端部で発生する。 また、 光 X Iは、 透 光性基板 3 4 2を通過する光の一部が透光性基板 3 4 2の内面で反射され、 透光 性基板 3 4 2がいわば光の伝送路として機能し、 その端面から光が射出されてし まうことよっても発生すると考えられる。 なお、 以上述べた現象は、 射出側偏光 板 3 4 0のみならず、 視野角補償板 3 2 0においても発生する可能性がある。 また、 投影画像の周囲に生じる迷光のうちスポッ ト状の迷光 7 2は、 透明ピン 3 5 0の側面から射出する光のうち一部の光 X 2が投写レンズに取り込まれてス クリーン上に到達してしまうことに起因することが判明した。 このような光 X 2 が発生する原因も、 いくつか考えられる。 例えば、 透明ピン 3 5 0の光入射側端 面に照射された光が透明ピン 3 5 0の内面で反射され、 その一部が透明ピン 3 5 0の側面から射出されてしまうことによって発生すると考えられる。 また、 透明 ピン 3 5 0の側面に照射された光が投写レンズの方向へ反射されたり、 透明ピン 3 5 0の側面のある位置から入射して他の位置から射出したりすることによって も発生すると考えられる。 そして、このような迷光の発生は、光源からの光を複数の部分光束に分割して、 これらの部分光束を変調装置 （図 1 2では液晶パネル 3 1 1 ) 上に重畳させる、 いわゆるィンテグレータ光学系を採用したプロジェクタにおいて、 特に顕著な問 題となる。
インテグレータ光学系を採用していないプロジェクタでは、 照明光としてある 程度角度の揃った光を用いることができるので、 比較的容易に迷光の発生を回避 することが可能である。 照明光の角度がある程度揃っていれば、 変調装置を照明 する光束の断面を変調装置の画像形成領域とほぼ等しい大きさにして、 かつ、 変 調装置に対してほぼ平行な状態で照明光を入射させることは容易である。 このよ うにすれば、 射出側偏光板 3 4 0、 あるいは偏光フィルム 3 4 1が貼り付けられ ている透光性基板 3 4 2、 視野角補償板 3 2 0など、 板状の光学要素の端部や、 透明ピン 3 5 0に光が照射される可能性は低くなる。
これに対して、 インテグレータ光学系を採用した場合、 その原理上、 変調装置 を照明する光は様々な角度を持つことになり、 その角度を揃えることはほとんど 不可能である。 その結果、 射出側偏光板 3 4 0、 あるいは偏光フィルム 3 4 1が 貼り付けられている透光性基板 3 4 2、 視野角補償板 3 2 0など、 板状の光学要 素の端部や、 透明ピン 3 5 0に光が照射されやすい状態となってしまい、 また、 その現象を回避することも困難になってしまう。
本発明においては、 このような知見をもとに、 光源からの色光を変調する複数 の変調装置と、 前記複数の変調装置によって変調された色光を合成する色合成プ リズムとの間に、 画像光の周囲からの光を遮断するための遮光手段を配置したと ころ、 上記した線状の迷光 7 0や、 スポッ ト状の迷光 7 2を効果的に除去するこ とに成功したものである。
すなわち、 本発明のプリズム構造体は、 光源からの色光を変調する複数の変調 装置と前記複数の変調装置で変調された光を合成する色合成プリズムとが一体化 されたプリズム構造体であって、 前記変調装置と前記色合成プリズムとの間に、 中央に開口部を有する遮光手段が配置され、 前記遮光手段は、 画像光を前記開口 部から通過させるとともに、 前記画像光の周囲からの光を遮断することを特徴と するものである。 本発明のプリズム構造体は、 このような遮光手段を設けたこと により、 線状の迷光やスポッ ト状の迷光を効果的に除去することができるのであ る。
なお、 本発明において 「画像光」 とは、 投影画像を形成する光のことである。 すなわち、 変調装置の有効画像領域に入射して変調される光のうち、 投影画像の 形成に利用される光のことである。 また、 本発明において、 「画像光の周囲から の光」 とは、 投影画像の周囲に迷光を生じさせてしまう光のことである。 すなわ ち、 投影画像の形成に利用されない光のうち、 投写レンズに取り込まれて上述し た線状の迷光やスポッ ト状の迷光として視認されてしまうような光 X 1あるいは X 2のことである。
なお、 図 9、 図 1 0およぴ図 1 2に示した従来技術において、 液晶パネル 3 1 1を色合成プリズム 4 0 0に固定するための固定板 3 3 0によっても、 画像光の 周囲からの光を若干遮断できる可能性がある。
しかしながら、 射出側偏光板 3 4 0を凹み 3 3 2に装着するために、 固定板 3 3 0の開口部 3 3 1を液晶パネル 3 1 1の画像形成領域よりもかなり大きく形成 せざるを得ない。 なぜならば、 射出側偏光板 3 4 0の外形は、 液晶パネル 3 1 1 との位置合わせのためのマージンを取るため、 液晶パネル 3 1 1の画像形成領域 よりもかなり大きく形成されているからである。 そのため、 透明ピン 3 5 0の側 面から射出する光に起因するスポッ ト状の迷光 （図 1 1の符号 7 2 ) は、 固定板 3 3 0によってはほとんど除去しきれなレ、。
また、 この固定板 3 3 0は、 射出側偏光板 3 4 0の光入射面側に配置されてい るため、 射出側偏光板 3 4 0の端部、 あるいは偏光フィルム 3 4 1が貼り付けら れている透光性基板 3 4 2の端部から射出する光に起因する線状の迷光 （図 1 1 の符号 7 0 ) を除去することもできない。 すなわち、 固定板 3 3 0には、 画像光 の周囲からの光を遮断する機能は存在しない。
本発明のプリズム構造体においては、 前記変調装置と前記色合成プリズムとの 間には、 板状の光学要素が設けられ、 前記遮光手段は、 前記板状の光学要素と前 記色合成プリズムとの間に配置されることが好ましい。 このようにすれば、 線状 の迷光 7 0をより確実に除去することが可能となる。
さらに、 このとき、 前記変調装置の画像形成領域の、 光の進行方向に直交する 2軸方向のうち少なく とも一方の方向の長さを d 1、 前記板状の光学要素の外形 の、 前記少なく とも一方の方向の長さを d 2、 前記遮光手段の開口部の、 前記少 なく とも一方の方向の長さを d 3、 としたとき、 d 1く d 3≤ d 2の関係が成立 していることが好ましい。
このような関係が成立している場合、 すなわち、 遮光手段の開口部が、 変調装 置の画像形成領域よりも大きく板状の光学要素の外形と同じか小さく構成されて いる場合には、 図 5に示したように、 板状の光学要素 （この場合は、 射出側偏光 板 3 4 0や視野角補償板 3 2 0 ) の端部から射出する光 X 1や透明ピン 3 5 0の 側面から射出する光 X 2が投写レンズにより取り込まれてスク リーン上に到達し てしまうことを効果的に遮断することができ、 線状の迷光とスポッ ト状の迷光と をより効果的に除去することができることになる。
本発明のプリズム構造体において、 前記遮光手段は、 枠状の板状部材もしくは 一対の板状部材で構成することが好ましい。 このように、 遮光板を枠状もしくは 一対の板状部材とすることにより、 従来の構成を変更することなく、 容易に迷光 の除去を実現できる。 より確実に迷光の除去ができる、 部品点数が少ない、 変調 装置やプリズムとの位置合わせが容易である、 という点では、 枠状の板状部材を 用いた方が良い。 しかし、 迷光の影響が、 光の進行方向に直交する 2軸方向のう ち少なく とも一方の方向でしか生じない場合は、 板状部材が枠状である必要は無 く、一対の板状部材によって迷光の除去を実現できる。また、枠状の板状部材は、 どのような材料で構成されていても構わないが、 例えば、 金属板、 樹脂板、 ガラ スのような透光性部材に遮光性の膜を蒸着等によつて形成したものが挙げられる c 中でも、 厚みを薄く し易いことや、 コス トならびに強度の面で、 金属板が最も好 ましい。
本発明のプリズム構造体においては、 前記板状部材には外縁から前記開口部に 向かうスリ ッ トが設けられていることが好ましい。 このように構成することによ り、 板状部材にかかる応力を、 板状部材のスリ ット付近の変形によって吸収する ことが可能となる。 よって、 板状部材を構成する材料と熱膨張率が異なる材料か らなる他の部品と、 板状部材とが接合されている場合、 これらの熱膨張率の違い によって板状部材に発生する応力を、 スリ ツ ト付近が撓むことによって吸収する ことが可能となる。 よって、 当該他の部品と板状部材との接合位置がずれるのを 防止することができる。
本発明のプリズム構造体においては、 前記板状部材は前記色合成プリズムに接 合されていることが好ましい。 このように構成することにより、 遮光手段と色合 成プリズムとを正確な位置に維持することができる。
本発明のプリズム構造体においては、 前記遮光手段として、 前記色合成プリズ ムの入射面上に設けられた遮光層を用いることも好ましい。 このように構成する ことにより、遮光手段を色合成プリズム上に精度よ'く形成することが可能となる。 さらに、 部品点数を少なく して製造コス トを安価なものにすることができる。 な お、 このような遮光層は、 印刷層、 金属の蒸着膜などによって実現可能である。 本発明のプロジェクタは、 複数の色光をそれぞれ変調する複数の変調装置と、 前記複数の変調装置により変調された光を合成する色合成プリズムと、 この色合 成プリズムにより合成された光を投写する投写レンズとを備えたプロジェクタに おいて、 前記変調装置と前記色合成プリズムとの間に、 中央に開口部を有する遮 光手段が配置され、 前記遮光手段は、 画像光を前記開口部から通過させるととも に、 前記画像光の周囲からの光を遮断することを特徴とする。
このため、 本発明のプロジェクタにおいては、 上記した遮光手段を設けたこと により、 プリズム構造体で説明したのと同様の理由により、 線状の迷光やスポッ ト状の迷光を効果的に除去することができる。
本発明のプロジェクタにおいては、 前記変調装置と前記色合成プリズムとの間 には、 板状の光学要素が設けられ、 前記遮光手段は、 前記板状の光学要素と前記 色合成プリズムとの間に配置されることが好ましい。 このようにすれば、 線状の 迷光 7 0をより確実に除去することが可能となる。
さらに、 このとき、 前記変調装置の画像形成領域の、 光の進行方向に直交する 2軸方向のうち少なく とも一方の方向の長さを d 1、 前記板状の光学要素の外形 の、 前記少なく とも一方の方向の長さを d 2、 前記遮光手段の開口部の、 前記少 なく とも一方の方向の長さを d 3、 としたとき、 d 1く d 3 d 2の関係が成立 していることが好ましい。
このように構成することにより、 プリズム構造体で説明したのと同様の理由に より、 線状の迷光やスポッ ト状の迷光をより効果的に除去することができる。 本発明のプリズム構造体において、 前記遮光手段は、 枠状の板状部材もしくは 一対の板状部材で構成することが好ましい。 このように、 遮光板を枠状もしくは 一対の板状部材とすることにより、 従来の構成を変更することなく、 容易に迷光 の除去を実現できる。 より確実に迷光の除去ができる、 部品点数が少ない、 変調 装置やプリズムとの位置合わせが容易である、 という点では、 .枠状の板状部材を 用いた方が良い。 しかし、 迷光の影響が、 光の進行方向に直交する 2軸方向のう ち少なく とも一方の方向でしか生じない場合は、 板状部材が枠状である必要は無 く、一対の板状部材によって迷光の除去を実現できる。また、枠状の板状部材は、 どのような材料で構成されていても構わないが、 例えば、 金属板、 樹脂板、 ガラ スのような透光性部材に遮光性の膜を蒸着等によって形成したものが挙げられる。 中でも、 厚みを薄く し易いことや、 コス トならびに強度の面で、 金属板が最も好 ましい。
本発明のプロジェクタにおいては、 前記板状部材には外縁から前記開口部に向 かうスリツ トが設けられていることが好ましい。このように構成することにより、 板状部材にかかる応力を、 板状部材のスリット付近の変形によって吸収すること が可能となる。 よって、 板状部材を構成する材料と熱膨張率が異なる材料からな る他の部品と、 板状部材とが接合されている場合、 これらの熱膨張率の違いによ つて板状部材に発生する応力を、 スリ ツト付近が撓むことによって吸収すること が可能となる。 よって、 当該他の部品と板状部材との接合位置がずれるのを防止 することができる。
本発明のプロジェクタにおいては、 前記板状部材は前記色合成プリズムに接合 されていることが好ましい。 このように構成することにより、 遮光手段と色合成 プリズムとを正確な位置に維持することができる。
本発明のプロジェクタにおいては、 前記遮光手段として、 前記色合成プリズム の入射面上に設けられた遮光層を用いることも好ましい。 このように構成するこ とにより、 遮光手段を色合成プリズム上に精度よく形成することが可能となる。 さらに、 部品点数を少なく して製造コス トを安価なものにする'ことができる。 な お、 このような遮光層は、 印刷層、 金属の蒸着膜などによって実現可能である。 図面の簡単な説明
図 1は、 本発明の実施形態に係るプロジェクタの光学系を示す図である。
図 2は、 本発明の実施形態 1に係るプリズム構造体の斜視図である。
図 3は、 本発明の実施形態 1に係るプリズム構造体の分解斜視図である。
図 4は、 本発明の実施形態 1に係るプリズム構造体に用いられる遮光板の例を 示す平面図である。
図 5は、 本発明の実施形態 1に係るプリズム構造体の作用説明図である。
図 6は、 本発明の実施形態 2に係るプリズム構造体に用いられる印刷層の例を 示す斜視図である。
図 7は、 本発明の実施形態 2に係るプリズム構造体の作用説明図である。
図 8は、 プロジェクタの一般的な光学系を示す図である。
図 9は、 従来のプリズム構造体の斜視図である。
図 1 0は、 従来のプリズム構造体の分解斜視図である。
図 1 1は、 プロジェクタからの投影画像の周囲に生ずる迷光を説明するための 図である。
図 1 2は、 従来のプリズム構造体において、 投影画像の周囲に迷光が生じるこ とを説明するための図である。 発明を実施するための最良の形態
図 1は、 本実施形態のプロジェクタの光学系を示す図である。 本実施形態のプ ロジェクタ 9 O Aは、 電気光学装置 3 1 0 R、 3 1 0 G、 3 1 0 Bと色合成プリ ズム 4 0 0との間に遮光手段 1 0 R、 1 0 G、 1 0 Bを設けた構成以外は、 従来 のプロジェクタ 9 0と同一の構成を有している。 すなわち、 本実施形態のプロジ ェクタ 9 O Aは、 図 1に示すように、 従来のプロジェクタ 9 0と同様に、 照明光 学系 1 0 0と、 色分離光学系 2 0 0と、 リ レー光学系 2 4 0と、 反射ミラー 2 2 0と、 2つのフィールドレンズ 3 0 0 R、 3 0 0 Gと、 電気光学変調装置として の 3つの電気光学装置 3 1 0 R、 3 1 0 G、 3 1 0 Bと、 色合成プリズム 4 0 0 と、 投写レンズ 4 2 0とを備えている。 色分離光学系 2 0 0は、 ダイクロイツク ミラー 2 1 0、 2 1 2を有している。 リ レー光学系 2 4 0は、反射ミラ一 2 5 2、
2 5 4、 入射側レンズ 2 6 2、 リ レーレンズ 2 6 4、 およぴフィールドレンズ 2 6 6を有している。
光源 1 1 0から射出された略平行な光束は、 インテグレータ光学系を構成する 第 1のレンズアレイ 1 2 0によって、 複数の部分光束に分割される。 第 1のレン ズアレイ 1 2 0の各小レンズから射出された部分光束は、 第 2のレンズアレイ 1
3 0の各小レンズの近傍で光源 1 1 0の光源像 （2次光源像） が形成されるよう に集光される。 第 2のレンズアレイ 1 3 0の近傍に形成された 2次光源像から射 出された部分光束は、 重畳レンズ 1 5 0によって電気光学装置 3 1 0 R、 3 1 0 G、 3 1 0 Bの画像形成領域上に重畳される。 この結果、 各電気光学装置 3 1 0 R、 3 1 0 G、 3 1 O Bは、 ほぼ均一に照明される。
色分離光学系 2 0 0は、 2つのダイクロイツクミラー 2 1 0、 2 1 2を備え、 重畳レンズ 1 5 0から射出される光を、 赤、 緑、 青の 3色の色光に分離する機能 を有している。 第 1のダイクロイツクミラー 2 1 0は、 照明光学系 1 0 0から射 出された光束の赤色成分を透過させるとともに、 青色成分と緑色成分とを反射す る。 第 1のダイクロイツクミラー 2 1 0を透過した赤色光は、 反射ミラー 2 2 0 により反射され、 フィールドレンズ 3 0 0 Rを通って赤色光用の液晶ライ トバル プ 3 1 0 Rに達する。
第 1のダイクロイツクミラー 2 1 0により反射された青色光と緑色光のうち、 緑色光は第 2のダイクロイツクミラ一 2 1 2によって反射され、 フィールドレン ズ 3 0 0 Gを通って緑色光用の電気光学装置 3 1 0 Gに達する。一方、青色光は、 第 2のダイクロイックミラー 2 1 2を透過し、 入射側レンズ 2 6 2、 反射ミラー 2 5 2、 リ レーレンズ 2 6 4、 反射ミラー 2 5 4、 フィールドレンズ 2 6 6を備 えたリ レー光学系 2 4 0を通り、 青色光用の電気光学装置 3 1 0 Bに達する。 な お、 青色光にリ レーレンズ系が用いられているのは、 青色光の光路の長さが他の 色光の光路の長さよりも長いため、 光の拡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 2 6 2に入射した部分光束をそのまま、 フィールドレンズ 2 6 6に伝えるためである。
電気光学装置 3 1 0 R、 3 1 0 G、 3 .1 0 Bは、 与えられた画像情報 （画像信 号） に従って、 各色光の射出光強度を変調する。
色合成プリズム 4 0 0は、 3色の色光を合成してカラー画像を形成する色合成 光学系としての機能を有している。 色合成プリズム 4 0 0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 界面に略 X字状に形成されている。 これらの誘電体多層膜で構成される色光反射 膜の波長選択特性により、 3つの色光が合成されて、 カラー画像を投写するため の合成光が形成される。
色合成プリズム 4 0 0で生成された合成光は、 投写レンズ 4 2 0に導かれる。 投写レンズ 4 2 0は、 この合成光をスクリーン S上などに投写して、. カラー画像 を表示する機能を有する。
上述したとおり、 近年のプロジヱクタにおいては、 電気光学装置 3 1 0 R、 3 1 0 G、 3 1 0 Bの構成要素の一部と色合成プリズム 4 0 0とが一体化されたプ リズム構造体 5 0 0が広く用いられるようになっている。 本実施形態のプロジェ クタは、 このプリズム構造体の構造に特徴がある。 実施形態 1
以下、 本発明の実施形態 1に係るプリズム構造体を、 図 2〜図 5を参照しなが ら説明する。図 2は、実施形態 1に係るプリズム構造体の斜視図であり、図 3は、 実施形態 1に係るプリズム構造体の分解斜視図である。
実施形態 1に係るプリズム構造体 5 0 0 aは、 図 2および図 3に示すように、 3つの電気光学装置 3 1 0 R、 3 1 0 G、 3 1 0 Bの構成要素の一部が四角柱状 の色合成プリズム 4 0 0の三方の側面 （入射面） に取り付けられて一体化されて いる。 色合成プリズム 4 0 0の電気光学装置が取り付けられていない図面後方の 側面 （射出面） は、 投写レンズ 4 2 0に対向している。
図 3'においては、 緑の色光を変調する電気光学装置 3 1 0 Gについてのみ、 そ の構成要素を分解して示している。 他の電気光学装置 3 1 0 B、 3 1 0 Rも同様 の構成を有しているため、 ここでは、 電気光学装置 3 1 0 Gのみに関して説明を 行い、 他の電気光学装置 3 1 0 B、 3 1 0 Rに関しては説明を省略する。 電気光 学装置 3 1 0 Gは、 図示しない入射側偏光板、 変調装置としての液晶パネル 3 1 1、 視野角補償板 3 2 0、 固定板 3 3 0、 射出側偏光板 3 4 0から構成されてい る。
液晶パネル 3 1 1の光入射側には、図示しない入射側偏光板が配置されており、 液晶パネル 3 1 1に入射する光の偏光方向を揃える機能を有している。 入射側偏 光板は、 液晶パネル 3 1 1の光入射面側に密着して設けられる力、 液晶パネル 3 1 1とは離れた位置に、 単独で、 もしくはガラスやサファイア等からなる透光性 の部材 （板状の部材ゃレンズ） に貼り付けられた状態で設けられる。 なお、 本実 施形態では、 電気光学装置 3 1 0 Gの構成要素のうち、 入射側偏光板だけが、 色 合成プリズム 4 0 0と一体化されていない。
液晶パネル 3 1 1は、 一対の基板とその間に挟まれた液晶層とを備えており、 入射した光の偏光方向を、 画像情報に基づいて変調する機能を有している。 液晶 パネル 3 1 1は、 矩形状の枠体 3 1 2に保持されている。 この枠体 3 1 2は、 詳 細な説明は省略するが、 液晶パネル 3 1 1の光入射側面の周囲と側面とを覆う第 1枠体と、 液晶パネル 3 1 1の光射出側面の周囲を覆う第 2枠体とで構成されて いる。 そして、 第 1枠体と第 2枠体とが亙いに係合することによって、 液晶パネ ル 3 1 1が保持される。 枠体 3 1 2の四隅には、 透明ピン 3 5 0を通すピン孔 3 1 3が設けられている。
固定板 3 3 0は、 例えば厚さが 0 . 7 m m程度の金属板で構成されている矩形 状の部材である。 固定板 3 0 0には、 液晶パネル 3 1 3の画像光を通過させる開 口部 3 3 1が設けられている。 また、 固定板 3 3 0の下側には、 位置合わせのた めのガイ ド孔 3 3 3が 2箇所穿設されている。 さらに、 固定板 3 3 0は、 矩形状 の射出側偏光板 3 4 0と視野角補償板 3 2 0とを装着する凹み 3 3 2を備えてい る。
視野角補償板 3 2 0は、 凹み 3 3 2の光入射側の面に、 両面テープや接着剤に よって固定される。 視野角補償板 3 2 0は、 液晶パネル 3 1 1の変調作用が光の 入射角に依存するため、 その依存性を緩和して、 投影画像の画質を向上させるた めに設けられている。 しかしながら、 視野角補償板 3 2 0は、 電気光学装置 3 1 0 R、 3 1 0 G、 3 1 0 Bの変調機能に必須の構成要素ではないため、 省略する ことも可能である。 また、 視野角補償板 3 2 0を液晶パネル 3 1 1の光入射側に 設けたり、 液晶パネル 3 1 1の光入射側と光射出側の双方に設けたりすることも 可能である。
射出側偏光板 3 4 0は、 液晶パネル 3 1 1によって変調された光から、 特定の 偏光方向の光のみを選択して透過させる機能を有しており、 凹み 3 3 2の光射出 側の面に、 両面テープや接着剤によって固定される。
なお、 本実施形態 （実施形態 2も同様） では、 視野角補償板 3 2 0と射出側偏 光板 3 4 0とを固定板 3 3 0に貼り付けて固定しているが、 これらを、 固定板 3 3 0と他の固定板との間に挟んで固定するようにしてもよい。 また、 視野角補償 板 3 2 0や射出側偏光板 3 4 0は、 必ずしも固定板 3 3 0に固定しなければなら ないわけではなく、 液晶パネル 3 1 1 と遮光手段 （後述する遮光板 1 0や印刷層 2 0 ) との間に、 何らかの方法によって固定されていればよい。
遮光手段としての遮光板 1 0は、本実施形態のプロジェクタの特徴部分である。 図 4 Aは遮光板 1 0の平面図である。 この遮光板 1 0は、 例えば打ち抜きで製造 されている厚さ 0 . 3 mm程度の金属板で構成された枠状体 1 2である。 枠状体 1 2は、 色合成プリズム 4 0 0の側面の外縁とほぼ同じ矩形状であり、 中心部に 矩形状の開口部 1 3が穿設されている。
また、 遮光板 1 0には、 開口部 1 3の上側の横幅をほぼ 3等分するような 2箇 所の位置に上端縁から垂直方向に開口部 1 3に向かうスリッ ト 1 4が穿設されて いる。 さらに、 開口部 1 3の下側中央には、 下端縁から上側の開口部 1 3に垂直 方向に向かうスリ ッ ト 1 5が穿設されている。 下側のスリ ッ ト 1 5の両側には位 置合わせのためのガイ ド孔 1 6がそれぞれ一つずっ穿設されている。 これらのス リ ッ ト 1 4、 1 5は、 遮光板 1 0が色合成プリズム 4 0 0に接着剤で接合された 状態で、 色合成プリズム 4 0 0を構成するガラスと遮光板 1 0を構成する金属と の間の熱膨張率の違いから生じる熱応力を、 遮光板 1 0の変形によって吸収する ために設けられている。つまり、ガラスよりも金属の方が熱膨張率が大きいため、 プロジェクタ内部の温度が上昇すると、 遮光板 1 0に応力がかかる。 スリ.ッ ト 1 4、 1 5が存在しない場合、 その応力は、 遮光板 1 0とプリズム 4 0 0との間の 接着剤で吸収するしかなく、 結果、 遮光板 1 0がプリズム 4 0 0の入射面に対し て回転してしまったり、 接着剤がその応力に耐え切れなくなって剥がれたり して しまう可能性がある。一方、 スリ ッ ト 1 4、 1 5を設けておけば、 スリッ ト 1 4、 1 5付近が橈むことによってその応力を吸収することが可能となり、 接着剤にか かる負担を低減することができる。 その結果、 遮光板 1 0とプリズム 4 0 0との 接合位置がずれるのを防止することができる。
次に、 色合成プリズム 4 0 0に、 電気光学装置 3 1 0 Gの入射側偏光板以外の 構成要素を取り付ける方法の一例について説明する。 まず、 固定板 3 3 0に、 射 出側偏光板 3 4 0 と視野角補償板 3 2 0をそれぞれ両面テープ等で貼り付ける。 その後、 遮光板 1 0を固定板 3 3 0に射出側偏光板 3 4 0を挟んでそれぞれのガ イ ド孔 1 6、 3 3 3を合わせて接着剤を用いて接着する。 その後、 遮光板 1 0を 色合成プリズム 4 0 0の入射面に接着する。 その後、 電気光学装置 3 1 0 Gを固 定板 3 3 0に位置合わせして、 電気光学装置 3 1 0 Gの枠体 3 1 2の四隅に設け られているそれぞれのピン孔 3 1 3に紫外線硬化型の接着剤を先端面に塗布した 透明ピン 3 5 0を揷入する。 その後、 透明ピン 3 5 0の先端を固定板 3 3 0に当 接させ、 弱い紫外線を透明ピン 3 5 0を介して透明ピン 3 5 0の先端に塗布され た接着剤を仮硬化させる。 その後、 次に電気光学装置 3 1 0 Gに光を当て、 投影 画像を見ながら電気光学装置 3 1 0 Gの位置合わせをした後、 強い紫外線を照射 して透明ピン 3 5 0を下固定板 3 3 0に接着十る。 以上の方法によって、 電気光 学装置 3 1 0 Gを色合成プリズム 4 0 0に取り付けて、 図 2およぴ図 3に示すよ うなプリズム構造体を製造することができる。
次に、 本実施形態の遮光板 1 0の機能について図 5を参照して説明する。 図 5 ほ、 液晶パネル 3 1 1、 視野角補償板 3 2 0、 固定板 3 3 0、 射出側偏光板 3 4 0等によって構成されるプリズム構造体 5 0 0 aの作用説明図である。 なお、 図 面の下側に示されるべき透明ピン 3 5 0は図面を簡略にするため省略してある。 射出側偏光板 3 4 0は、 偏光フィルム 3 4 1をガラスやサファイア等からなる 透光性基板 3 4 2に貼り付けた構造を有している。 先に図 1 1を用いて説明した ように、 投影画像の周囲の線状の迷光 7 0は、 透光性基板 3 4 2の端部から射出 する光のうち一部の光 X 1が投写レンズにより取り込まれてスクリ一ン上に到達 してしまうことによって生じる。 しかしながら、 本実施形態では、 射出側偏光板 3 4 0と色合成プリズム 4 0 0との間に遮光板 1 0を配置しているため、 図 5の 破線で示すように、投影画像の周囲に線状の迷光 7 0を生じさせていた光 X 1が、 遮光板 1 0で効果的に遮断されることがわかる。
また、 視野角補償板 3 2 0も視野角補償フィルム 3 2 1を透光性基板 3 2 2に 貼り付けた構造を有している。 視野角補償板 3 2 0についても、 射出側偏光板 3 4 0の場合と同様に、 透光性基板 3 2 2の端部から射出光のうち、 一部の光 X 3 が投写レンズに取り込まれてスクリーン上に到達してしまう可能性がある。 しか しながら、 本実施形態では、 視野角補償板 3 2 0と色合成プリズム 4 0 0 との間 に遮光板 1 0を配置しているため、 図 5のこのような光 X 3をも、 遮光板 1 0で 効果的に遮断することが可能であることがわかる。
さらに、 先に図 1 1を用いて説明したように、 投影画像の周囲のスポッ ト状の 迷光 7 2は、 透明ピン 3 5 0の側面から射出される光のうち一部の光 X 2が投写 レンズに取り込まれてスクリーン上に到達してしまうことによって生じる。 しか しながら、 本実施形態では、 液晶パネル 3 1 1 と色合成プリズム 4 0 0との間に 遮光板 1 0を配置しているため、 図 5の破綠で示すように、 投影画像の周囲にス ポット状の迷光 7 2を生じさせていた光 X 1も、 遮光板 1 0で効果的に遮断され ることがわかる。
さらに、 液晶パネル 3 1 1の画像形成領域、 固定板 3 3 0の開口部 3 3 1、 射 出側偏光板 3 4 0の外形の大小関係について説明する。
本実施形態では、 遮光板 1 0の開口部 1 3は、 液晶パネル 3 1 1の画像形成領 域よりも大きく、 固定板 3 3 0の開口部 3 3 1よりも小さく、 射出側偏光板 3 4 0の外形よりも小さく構成されている。
すなわち、 液晶パネル 3 1 1の画像形成領域の、 光の進行方向 （z軸方向） に 直交する 2軸方向 （X軸方向、 y軸方向） のうち少なく とも一方の方向の長さを d l、 射出側偏光板 3 4 0の外形の、 前記少なく とも一方の方向の長さを d 2、 遮光板 1 0の開口部 1 3の、 前記少なく とも一方の方向の長さを d 3、 .としたと き、 本実施形態では、 X軸方向、 y軸方向の双方で、 d lく d 3 < d 2の関係が 成立していることになる。 しかし、 この関係は、 必ずしも、 X軸方向および y軸 方向の双方で成立している必要はない。
図 3からわかるように、 本実施形態では、 射出側偏光板 3 4 0の外形の y軸方 JP2003/009770
16
向の長さは透明ピン 3 5 0の存在により制限されるのに対して、 X軸方向の長さ は透明ピン 3 5 0の影響を受けることなく、ある程度延長することが可能である。 よって、 射出側偏光板 3 4 0の外形の X軸方向の長さは、 迷光の影響が無視でき るぐらいの長さに設定することも可能であり、 この場合、 X軸方向の長さに上記 の関係を成立させる必要はない。
また、 上記の関係が X軸方向および y軸方向のうちいずれかの方向だけで成立 していればよい場合は、 図 4 Aのような枠状体 1 2で構成された遮光板 1 0の代 わりに、 図 4 Bに示すように、 2つの部品 1 2 A、 1 2 Bによって構成された遮 光板 1 O Aを採用してもよい。
なお、 通常、 射出側偏光板 3 4 0と遮光板 1 0とはかなり近接した状態で配置 されることが多いため、 長さ d 2と d 3がー致していても、 迷光を除去すること が可能である。 よって、 d 1く d 3≤ d 2の関係が成立すればよいことになる。 また、 液晶パネル 3 1 1 と色合成プリズム 4 0 0との間に、 射出側偏光板 3 4 0以外の板状の光学要素が設けられ、 これが線状の迷光 7 0の原因となることも あり得る。 この場合は、 d 2をそのような板状の光学要素の、 前記少なく とも一 方の方向の長さに置き換えればよい。 線状の迷光 7 0の原因となり得る射出側偏 光板 3 4 0以外の板状の光学要素としては、 先に説明した視野角捕償板 3 2 0、 位相差板、 射出側偏光板 3 4 0の光吸収に伴う発熱を軽減する目的で液晶パネル 3 1 1 と射出側偏光板 3 4 0との間に設けられる前偏光板などが挙げられる。 以上のように、 本実施形態によれば、 遮光板 1 0を、 液晶パネル 3 1 1 と色合 成プリズム 4 0 0との間に配置することにより、 画像光の周囲からの光 X 1ある いは X 2を発生直後の段階で遮断することができ、 その結果、 色合成プリズム 4 0 0ひいては投写レンズ 4 2 0へこのような光が入射してしまうのを効果的に防 止することができる。
このため、 本実施形態においては、 従来のプリズム構造体を構成する部品には 変更を要さず単に遮光板 1 0を追加するだけのわずかなコスト負担で、 効果的に 迷光を遮断することができる。
特に、 プロジェクタ 9 O Aはインテグレータ光学系を採用しているため、 画像 光の周囲からの線状の迷光およびスポッ ト状の迷光の発生が特に顕著なものとな りやすい。 しかし、 本実施形態によれば、 このようなプロジェクタであっても、 画像光の周囲からの線状の迷光やスポッ ト状の迷光を効果的に遮断して画像品質 を向上させることができる。
なお、本実施形態では遮光板 1 0として金属板を用いていたが、遮光板 1 0は、 金属以外の材料で構成されていても構わない。 例えば、 ガラスのような透光性部 材に遮光性の膜を蒸着等によって形成したものや、 樹脂板などであっても良い。 つまり、 遮光性を備えた枠状の板状部材であれば良い。 ただし、 厚みを薄く し易 いことや、 コス トならびに強度の面で、 本実施形態のような金属板が最も好まし い。 実施形態 2
次に、 本発明の実施形態 2に係るプリズム構造体を、 図 6およぴ図 7を参照し ながら説明する。 図 6は、 実施形態 2に係るプリズム構造体に用いられる印刷層 の一例を示す斜視図である。 図 7は、 実施形態 2に係るプリズム構造体の作用説 明図である。 なお、 図 7において、 図面の下側に示されるべき透明ピン 3 5 0は 図面を簡略にするため省略してある。
実施形態 1に係るプリズム構造体 5 0 0 aでは、 遮光手段として枠状の金属板 からなる遮光板 1 0を用いていたが、 実施形態 2に係るプリズム構造体 5 O O b では、 遮光板 1 0の代わりに、 色合成プリズム 4 0 0の側面 （入射面） に設けら れた印刷層 2 0を遮光手段として設けている。 それ以外の点に関しては、 実施形 態 1に係るプリズム構造体 5 0 0 aと同様である。 本実施形態の説明やその図面 において、 実施形態 1 と共通する構成要素については、 実施形態 1の説明や図面 で用いたのと同様の符号を用いる。 印刷層 2 0は、 液晶パネル 3 1 1の画像形成 領域よりごくわずかに大きい矩形の開口部 2 3を有する枠状に形成されている。 枠の外周は、 色合成プリズム 4 0 0の光入射面の外周とほぼ一致している。 印刷層 2 0は、 例えばアクリル系の黒インクを用いて、 厚手の印刷を形成でき るスクリーン印刷方法を用いて形成することができる。 例えばァクリル系の黒ィ ンキをスク リーン印刷で 0 . 0 3 m mの厚さで形成した印刷層 2 0は、 十分な遮 光性を示し、 投影画像の周翻に生じる線状の迷光 7 0や、 スポッ ト状の迷光 7 2 を除去することができる。
このように、 印刷層 2 0を液晶パネル 3 1 1 と色合成プリズム 4 0 0との間に 配置することによつても、 実施形態 1 と同様に、 画像光の周囲からの光 X 1ある いは X 2を効果的に遮断することが可能である。 また、 実施形態 2の印刷層 2 0 は、 色合成プリズム上に精度よく形成することが可能である。 さらに、 遮光手段 の形成を印刷で行うことで、 部品点数を少なく して製造コス トを安価なものにす ることができる。 ，
なお、 実施形態 2においても、 液晶パネル 3 1 1の画像形成領域の、 光の進行 方向 （ z軸方向） に直交する 2軸方向 （X軸方向、 y軸方向） のうち少なく とも 一方の方向の長さ d l、 射出側偏光板 3 4 0など板状の光学要素の外形の、 前記 少なく とも一方の方向の長さ d 2、 印刷層 2 0の開口部 2 3の、 前記少なく とも 一方の方向の長さ d 3については、 先に実施形態 1で説明したのと同様の関係が 成立している。 X軸方向、 y軸方向の少なく とも一方だけで成立していればよい ことも同様である。
この関係が X軸方向、 y軸方向の一方だけで成立していればよい場合には、 枠 状の印刷層 2 0の代わりに、 2つの印刷層を形成するようにしてもよい。 すなわ ち、 X軸方向で上記関係が成立する必要がある場合には、 y軸方向に沿ったス ト ライプ状の印刷層を 2つ形成すればよく、 y軸方向で上記関係が成立する必要が ある場合には、 X軸方向に沿ったス トライプ状の印刷層を 2つ形成すればよい （ 図 6 B参照） 。
本実施形態では、 遮光手段として印刷層 2 0を用いたが、 これに限られるもの ではなく、 例えば、 金属の蒸着膜や、 遮光フィルム等を用いてもよい。 つまり、 遮光層として機能するものであれば良い。
本発明は、 上記した各実施形態に限定されるものではない。 例えば、 上記実施 形態では、 遮光手段 1 0 R、 1 0 G、 1 0 Bを、 同じ構成の遮光板 1 0や印刷層 2 0によって構成していたが、 遮光手段 1 0 R、 1 0 G、 1 O Bは、 互いに異な る構成であっても良い。 例えば、 遮光手段 1 0 R、 1 0 G、 1 O Bの一部を図 4 Aに示した遮光板 1 0とし、 それ以外を図 4 Bに示した遮光板 1 0 Aとしても良 い。 また、 一部を第 1実施形態の遮光板 1 0によって構成し、 それ以外を第 2実 施形態の印刷層 2 0で構成しても良い。
上記実施形態では、 電気光学装置 3 1 O R、 3 1 O G、 3 1 O Bを構成する要 素のうち、 入射側偏光板以外の構成要素を色合成プリズム 4 0 0に取り付けてい たが、 本発明は、 電気光学装置の構成要素を色合成プリズムに取り付けないプロ ジェクタにも適用可能である。 また、 電気光学装置 3 1 0 R、 3 1 0 G、 3 1 0 Bの構成要素の一部を色合成プリズム 4 0 0に取り付ける場合は、 少なく とも変 調装置 （上記実施形態では液晶パネル 3 1 1 ) を取り付けることが好ましい。 変 調装置を色合成プリズムに取り付けることによって、 投影画像に特に影響を及ぼ す変調装置、 色合成プリズム、 投写レンズの位置関係を保持し易くなり、 その結 果、 画像品質を保持し易くなるからである。
上記実施形態では、 3つの液晶パネル 3 1 1を用いていたが、 変調装置の数は これに限られない。 本発明は、 変調装置を 2つ以上有するプリズム構造体やプロ ジェクタに適用することが可能である。
プロジェクタには、 投影画像を観察する側から投写を行うものと、 投影画像を 観察する側とは反対側から投写を行ういわゆるリアプロジェクタとがあるが、 本 発明は、 いずれのタイプにも適用可能である。 産業上の利用可能性
本発明のプリズム構造体によれば、 画像光の周囲からの迷光が色合成プリズム に入射されるのを防止できるため、 このプリズム構造体をプロジェクタに用いる ことによって、 プロジェクタからの投影画像の周囲に発生していた迷光をなく し 画像品質を向上させることができる。 ' 本発明のプロジェクタによれば、 画像光の周囲からの迷光が色合成プリズムに 入射されるのを防止できるため、 投影画像の周囲に発生していた迷光をなく し画 像品質を向上させることができる。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 光源からの色光を変調する複数の変調装置と前記複数の変調装置で変調され た光を合成する色合成プリズムとが一体化されたプリズム構造体であって、 前記変調装置と前記色合成プリズムとの間に、 中央に開口部を有する遮光手段 が配置され、
前記遮光手段は、 画像光を前記開口部から通過させるとともに、 前記画像光の 周囲からの光を遮断することを特徴とするプリズム構造体。
2 . 請求項 1に記載のプリズム構造体において、
前記変調装置と前記色合成プリズムとの間には、 板状の光学要素が設けられ、 前記遮光手段は、 前記板状の光学要素と前記色合成プリズムとの間に配置され ることを特徴とするプリズム構造体。
3 . 請求項 2に記載のプリズム構造体において、
前記変調装置の画像形成領域の、 光の進行方向に直交する 2軸方向のうち少な く とも.一方の方向の長さを d 1、 前記板状の光学要素の外形の、 前記少なく とも 一方の方向の長さを d 2、 前記遮光手段の開口部の、 前記少なく とも一方の方向 の長さを d 3、 としたとき、 d 1 < d 3≤ d 2の関係が成立していることを特徴 とするプリズム構造体。
4 . 請求項 1〜 3のいずれかに記載のプリズム構造体において、 前記遮光手段は 枠状の板状部材からなることを特徴とするプリズム構造体。
5 . 請求項 1〜3のいずれかに記載のプリズム構造体において、 前記遮光手段は 一対の板状部材からなることを特徴とするプリズム構造体。
6 . 請求項 4または 5に記載のプリズム構造体において、 前記板状部材には外縁 から前記開口部に向かぅスリ ツ トが設けられていることを特徴とするプリズム構 造体。
7 . 請求項 4〜 6のいずれかに記載のプリズム構造体において、 前記板状部材は 前記色合成プリズムに接合されていることを特徴とするプリズム構造体。
8 . 請求項 1〜 3のいずれかに記載のプリズム構造体において、 前記遮光手段は 前記色合成プリズムの入射面上に設けられた遮光層であることを特徴とするプリ ズム構造体。
9 . 複数の色光をそれぞれ変調する複数の変調装置と、 前記複数の変調装置によ り変調された光を合成する色合成プリズムと、 この色合成プリズムにより合成さ れた光を投写する投写レンズとを備えたプロジェクタにおいて、
前記変調装置と前記色合成プリズムとの間に、 中央に開口部を有する遮光手段 が配置され、
前記遮光手段は、 画像光を前記開口部から通過させるとともに、 前記画像光の 周囲からの光を遮断することを特徴とするプロジヱクタ。
1 0 . 請求項 9に記載のプロジェクタにおいて、
前記変調装置と前記色合成プリズムとの間には、 板状の光学要素が設けられ、 前記遮光手段は、 前記板状の光学要素と前記色合成プリズムとの間に配置され ることを特徴とするプリズム構造体。
1 1 . 請求項 1 0に記載のプリズム構造体において、
前記変調装置の画像形成領域の、 光の進行方向に直交する 2軸方向のうち少な く とも一方の方向の長さを d 1、 前記板状の光学要素の外形の、 前記少なく とも —方の方向の長さを d 2、 前記遮光手段の開口部の、 前記少なく とも一方の方向 の長さを d 3、 と したとき、 d 1く d 3≤ d 2の関係が成立していることを特徴 とするプリズム構造体。
1 2. 請求項 9〜 1 1のいずれかに記載のプロジェクタにおいて、 前記遮光手段 は枠状の板状部材からなることを特徴とするプロジェクタ。
1 3. 請求項 9〜 1 1のいずれかに記載のプリズム構造体において、 前記遮光手 段は一対の板状部材からなることを特徴とするプロジェクタ。
14. 請求項 1 2または 1 3に記載のプロジェクタにおいて、 前記板状部材には 外縁から前記開口部に向かうスリッ トが設けられていることを特徴とするプロジ ェクタ。
15. 請求項 1 2〜1 4のいずれかに記載のプロジェクタにおいて、 前記板状部 材は前記色合成プリズムに接合されていることを特徴とするプロジェクタ。
1 6. 請求項 9〜 1 1のいずれかに記載のプロジェクタにおいて、 前記遮光手段 は色合成プリズムの入射面上に設けられた遮光層であることを特徴とするプロジ ェクタ。
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