JP2008158274A - projector - Google Patents
projector Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008158274A JP2008158274A JP2006347221A JP2006347221A JP2008158274A JP 2008158274 A JP2008158274 A JP 2008158274A JP 2006347221 A JP2006347221 A JP 2006347221A JP 2006347221 A JP2006347221 A JP 2006347221A JP 2008158274 A JP2008158274 A JP 2008158274A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- optical system
- optical
- color
- illumination
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
- Projection Apparatus (AREA)
- Video Image Reproduction Devices For Color Tv Systems (AREA)
Abstract
【課題】プロジェクタの厚み等のサイズ増大を抑えつつ、左右の色ムラを簡易に低減する
ことができるプロジェクタを提供すること。
【解決手段】リレーレンズ45,46のある長い光路において、赤色光LRが赤色用反射
ミラー42c,42d,42eによって計3回折り曲げられる。赤色光LRの照明光像は
、青色光LBや緑色光LGの照明光像と比較した場合に、上下反転が生じているが、左右
反転が生じていない。よって、青色光LB、緑色光LG、及び赤色光LRの各照明光が最
終的に合成される方向は、左右に関して一致しており、左右方向に色ムラが生じにくくな
っている。
【選択図】図1To provide a projector capable of easily reducing left and right color unevenness while suppressing an increase in size such as a thickness of the projector.
In a long optical path with relay lenses 45 and 46, red light LR is bent three times in total by red reflecting mirrors 42c, 42d and 42e. The illumination light image of the red light LR is upside down when compared with the illumination light images of the blue light LB and the green light LG, but is not reversed left and right. Therefore, the directions in which the illumination lights of the blue light LB, the green light LG, and the red light LR are finally combined coincide with each other in the left-right direction, and color unevenness is less likely to occur in the left-right direction.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、照明光を液晶ライトバルブ等によって変調し、変調された像光を投射するプ
ロジェクタに関する。
The present invention relates to a projector that modulates illumination light using a liquid crystal light valve or the like and projects the modulated image light.
従来の一般的なプロジェクタとして、略白色光を発生する光源と、光源からの光を均一
化するとともに偏光変換する照明光学系と、照明光学系を経た光を3色の光路に分離する
色分離光学系と、3色の照明光によってそれぞれ照明される3つの液晶パネルと、これら
3つの液晶パネルからの像を合成するクロスダイクロイックプリズムと、合成後の拡大像
を投射する投射レンズとを備えるものがある。
As a conventional general projector, a light source that generates substantially white light, an illumination optical system that uniformizes and converts the light from the light source, and color separation that separates the light that has passed through the illumination optical system into three color optical paths An optical system, three liquid crystal panels that are respectively illuminated by three colors of illumination light, a cross dichroic prism that synthesizes images from these three liquid crystal panels, and a projection lens that projects a magnified image after synthesis There is.
上記のようなプロジェクタにおいて、他の色の光路に比較して長いリレー系の光路上に
2枚のミラーの接合によって得た組合せミラーを配置して照明光像を上下反転させている
ものがある(特許文献1参照)。
In some projectors as described above, a combination mirror obtained by joining two mirrors is disposed on an optical path of a relay system that is longer than the optical paths of other colors, and the illumination light image is inverted upside down. (See Patent Document 1).
また、同様のプロジェクタにおいて、リレー系の光路上に4枚の全反射ミラーからなる
ミラー系を立体的に配置することで、照明光像について上下左右の反転を行っているもの
がある(特許文献2参照)。
しかし、組合せミラーを用いた前者のプロジェクタでは、照明光像の左右反転が行われ
ないので、投射像の左右に発生する色ムラの解消が容易でない。特に、偏光変換用のPB
Sアレイで生じる光束のケラレの影響で横方向に照度分布が生じやすく、スクリーンに投
射される画面も左右に長い場合が多いといった事情があることから、一般に横方向に色ム
ラが生じ易く目立ち易くなっている。なお、上記のようなプロジェクタについては、組合
せミラーの接続部分がスクリーン上に影となって投射されてしまうといった問題もある。
However, in the former projector using a combination mirror, since the illumination light image is not reversed horizontally, it is not easy to eliminate color unevenness that occurs on the left and right of the projection image. In particular, PB for polarization conversion
The illuminance distribution tends to occur in the horizontal direction due to the vignetting of the light flux generated in the S array, and the screen projected on the screen is often long in the left and right directions. It has become. Note that the projector as described above also has a problem that the connection portion of the combination mirror is projected as a shadow on the screen.
また、4枚の全反射ミラーを立体配置する前者のプロジェクタでは、リレー系を含む長
い光路部分が大型になってしまうことを避けられず、特にプロジェクタが厚み方向に極端
に大きくなるという問題がある。
Further, in the former projector in which the four total reflection mirrors are arranged in three dimensions, it is inevitable that the long optical path portion including the relay system becomes large, and there is a problem that the projector becomes particularly large in the thickness direction. .
そこで、本発明は、プロジェクタの厚み等のサイズ増大を抑えつつ、左右の色ムラを簡
易に低減することができるプロジェクタを提供することを目的とする。
Therefore, an object of the present invention is to provide a projector that can easily reduce left and right color unevenness while suppressing an increase in size such as the thickness of the projector.
上記課題を解決するため、本発明に係るプロジェクタは、(a)照明光を射出する照明
装置と、(b)照明装置からの照明光を3つの色に分離する色分離光学系と、3色光のそ
れぞれの光路のうち他の色用の光路よりも長くなる1つの所定色用の光路において照明光
像を倒立させつつ伝達するリレー光学系と、所定色用の光路の折り曲げによって、例えば
リレー光学系によって倒立されるべき照明光像を左右反転させる反射素子系とを含む色分
離導光光学系と、(c)色分離導光光学系で分離された各色光用の光路に導かれた光を、
画像情報に応じてそれぞれ変調する各色光用の液晶ライトバルブと、(d)液晶ライトバ
ルブで変調された各色の像光を合成する光合成光学系と、(e)光合成光学系を経た像光
を投射する投射光学系とを備える。
In order to solve the above problems, a projector according to the present invention includes (a) an illumination device that emits illumination light, (b) a color separation optical system that separates illumination light from the illumination device into three colors, and three-color light. A relay optical system that transmits an illumination light image while being inverted in one optical path for a predetermined color that is longer than the optical paths for the other colors, and a bending of the optical path for the predetermined color. A color separation light guide optical system including a reflection element system that horizontally inverts an illumination light image to be inverted by the system, and (c) light guided to an optical path for each color light separated by the color separation light guide optical system The
A liquid crystal light valve for each color light that is modulated according to image information, (d) a light combining optical system that combines the image light of each color modulated by the liquid crystal light valve, and (e) an image light that has passed through the light combining optical system. A projection optical system for projecting.
上記プロジェクタでは、色分離導光光学系の反射素子系が、他より長い所定色用の光路
の折り曲げにより、リレー光学系によって倒立されるべき照明光像を左右反転させるので
、所定色の照明光像と、他の色用の照明光像とを左右方向に関して一致させることができ
、重要度の高い左右方向に関して投射像の色ムラを低減することができる。
In the projector described above, the reflective element system of the color separation light guide optical system reverses the illumination light image to be inverted by the relay optical system by bending the optical path for the predetermined color longer than the other, so that the illumination light of the predetermined color The image and the illumination light images for other colors can be made to coincide with each other in the left-right direction, and color unevenness in the projected image can be reduced in the left-right direction with high importance.
また、本発明の具体的な態様又は観点によれば、上記プロジェクタにおいて、所定色用
の光路に関する色分離導光光学系及び光合成光学系での反射回数は、他の色用の光路に関
する色分離導光光学系及び光合成光学系での反射回数よりも奇数回多い。この場合、色分
離導光光学系と光合成光学系と総合的に加味して照明光像の左右反転を調整することがで
きる。
Further, according to a specific aspect or aspect of the present invention, in the projector, the number of reflections in the color separation light guiding optical system and the light combining optical system regarding the optical path for a predetermined color is the color separation regarding the optical path for other colors. This is an odd number of times more than the number of reflections in the light guide optical system and the light combining optical system. In this case, the horizontal reversal of the illumination light image can be adjusted by comprehensively taking into account the color separation light guide optical system and the light combining optical system.
また、本発明の別の態様によれば、色分離導光光学系が、色分離光学系として光路に沿
って配列された2つのダイクロイックミラーを備える。そして、他の色用の光路のうち一
方が、光学的に上流のダイクロイックミラーで折り曲げられ、光路折曲用の追加ミラーで
再度折り曲げられ、光合成光学系内で折り曲げられるような方向から光合成光学系に導か
れ、他の色用の光路のうち他方が、光学的に下流のダイクロイックミラーで折り曲げられ
、光合成光学系内で直進するような方向から光合成光学系に導かれる。また、所定色用の
光路が、2つのダイクロイックミラーを直進し、リレー光学系及び反射素子系を経て、光
合成光学系内で折り曲げられるような方向から光合成光学系に導かれる。この場合、色分
離導光光学系を比較的簡単な構造に組み立てることができる。
According to another aspect of the present invention, the color separation light guide optical system includes two dichroic mirrors arranged along the optical path as the color separation optical system. Then, one of the optical paths for the other colors is optically bent by the upstream dichroic mirror, is bent again by the additional mirror for optical path bending, and is bent in the light combining optical system. Then, the other of the optical paths for the other colors is optically bent by a downstream dichroic mirror and guided to the light combining optical system from a direction in which it goes straight in the light combining optical system. An optical path for a predetermined color goes straight through the two dichroic mirrors, and is guided to the light combining optical system from a direction in which it is bent in the light combining optical system via the relay optical system and the reflecting element system. In this case, the color separation light guide optical system can be assembled in a relatively simple structure.
本発明のさらに別の態様によれば、反射素子系が、3つの反射素子で構成される。この
場合、反射素子系を比較的少ないミラー等の反射素子で構成することができる。さらに、
3つの反射素子によって所定色用の光路を簡易に長くすることができるので、リレー光学
系を構成するレンズを比較的低屈折率かつ低曲率とできるので、収差低減、コスト低減等
を簡易に達成できる。
According to still another aspect of the present invention, the reflective element system is composed of three reflective elements. In this case, the reflection element system can be configured with a relatively small number of reflection elements such as mirrors. further,
Since the optical path for a predetermined color can be easily lengthened by three reflecting elements, the lenses constituting the relay optical system can have a relatively low refractive index and a low curvature, thereby easily achieving aberration reduction, cost reduction, etc. it can.
本発明のさらに別の態様によれば、反射素子系が、ミラーのみからなる反射素子と、偏
光ビームスプリッタ、位相差板、及びミラーからなる反射素子とのいずれかを含む。
According to still another aspect of the present invention, the reflection element system includes any one of a reflection element including only a mirror and a reflection element including a polarization beam splitter, a phase difference plate, and a mirror.
本発明のさらに別の態様によれば、3色用の光路の照明光軸が、互いに同一平面上に配
置されている。この場合、プロジェクタを照明光軸が含まれる平面に関して薄く構成する
ことができ、プロジェクタの薄型化を維持することができる。
According to still another aspect of the present invention, the illumination optical axes of the three-color optical paths are arranged on the same plane. In this case, the projector can be made thin with respect to the plane including the illumination optical axis, and the projector can be kept thin.
本発明のさらに別の態様によれば、所定色用の光路の照明光軸が、同一平面上で交差し
ている。この場合、所定色用の光路をプロジェクタ内に省スペースで組み込むことができ
る。
According to still another aspect of the present invention, the illumination optical axes of the optical path for a predetermined color intersect on the same plane. In this case, the optical path for a predetermined color can be incorporated in the projector in a space-saving manner.
〔第1実施形態〕
図1は、本発明の第1実施形態に係るプロジェクタの光学系の構成を説明する概念図で
ある。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating the configuration of the optical system of the projector according to the first embodiment of the invention.
このプロジェクタ10は、光源から射出された光束を画像情報に応じて変調してカラー
の光学像を形成し、この光学像をスクリーン上に拡大投射するための光学機器であり、光
源ランプユニット20、照明光学系30、色分離導光光学系40、光変調部60、クロス
ダイクロイックプリズム70、及び投射光学系80を備えて構成される。ここで、光源ラ
ンプユニット20と照明光学系30とは、色分離導光光学系40等に入射させるための照
明光を生成する照明装置を構成する。
The
光源ランプユニット20は、ランプ本体21から周囲に放射された光束を集めて射出し
、照明光学系30等を介して光変調部60を照明するための光源装置である。光源ランプ
ユニット20は、発光管であるランプ本体21と、ランプ本体21から前方に射出された
光源光を反射する球面状の副鏡22と、ランプ本体21から後方に射出された光源光を反
射する楕円面状の主鏡23と、コリメート用の凹レンズ24とを備える。この光源ランプ
ユニット20において、ランプ本体21から射出された略白色の光源光は、副鏡22を介
して又は直接的に主鏡23に入射して前方側に反射され、凹レンズ24によって平行化さ
れた状態で照明光学系30側に射出される。なお、上述したランプ本体21には、各色の
波長に亘って高輝度の光を射出することができる点で、通常高圧水銀ランプが使用される
が、光源ランプユニット20に組み込み可能なランプは、高圧水銀ランプに限らず各種発
光ランプとすることができ、LED等の固体発光素子とすることができる。また、主鏡2
3としては、楕円面に限らず放物面等の各種リフレクタを用いることができる。放物面状
の主鏡23を用いた場合、主鏡23の後段に凹レンズ24等を設けることなく、光源ラン
プユニット20から平行光束を射出させることができる。
The light
As 3, various reflectors such as a paraboloid can be used without being limited to an elliptical surface. When the parabolic
照明光学系30は、光源ランプユニット20から射出された光束を複数の部分光束に分
割し対象とする照明領域に重畳して入射させることにより照度を均一化するとともに、照
明光を特定方向の偏光に変換する光学系であり、第1マルチレンズ31、第2マルチレン
ズ32、偏光変換装置34、及び重畳レンズ35を備えている。
The illumination
第1マルチレンズ31は、レンズアレイとも呼ばれ、ランプ本体21から射出された光
束を複数の部分光束に分割する光束分割光学素子としての機能を有し、システム光軸OA
と直交する面内にマトリックス状に配列される複数の小レンズを備えて構成される。各小
レンズの輪郭形状は、後述する光変調部60を構成する液晶表示パネル61b,61g,
61rの画像形成領域の形状とほぼ相似形をなすように設定されている。第2マルチレン
ズ32は、前述した第1マルチレンズ31により分割された複数の部分光束を集光する光
学素子である。第2マルチレンズ32は、第1マルチレンズ31と同様にシステム光軸O
Aに直交する面内にマトリックス状に配列される複数の小レンズを備えているが、集光を
目的としているため、各小レンズの輪郭形状が液晶表示パネル61b,61g,61rの
画像形成領域の形状と正確に対応している必要はない。なお、以上の第1及び第2マルチ
レンズ31,32と、以下に説明する重畳レンズ35とは、入射光を分割と重ね合わせよ
って均一化する光インテグレータとして機能する。
The first multi-lens 31 is also called a lens array, and has a function as a light beam splitting optical element that splits a light beam emitted from the
Are provided with a plurality of small lenses arranged in a matrix in a plane orthogonal to. The contour shape of each small lens is a liquid
It is set so as to be almost similar to the shape of the
A plurality of small lenses arranged in a matrix form in a plane orthogonal to A are provided, but for the purpose of condensing, the contour shape of each small lens is the image forming area of the liquid
偏光変換装置34は、PBSアレイと位相差板とで形成されており、第1マルチレンズ
31により分割された各部分光束の偏光方向を一方向の直線偏光に揃える役割を有する。
この偏光変換装置34のPBSアレイは、詳細な図示を省略しているが、システム光軸O
Aに対して傾斜配置される偏光分離膜及び反射ミラーを交互に配列した構成を具備する。
前者の偏光分離膜は、各部分光束に含まれるP偏光光束及びS偏光光束のうち、一方の偏
光光束を透過し、他方の偏光光束を反射する。反射された他方の偏光光束は、後者の反射
ミラーによって曲折され、一方の偏光光束の射出方向、すなわちシステム光軸OAに沿っ
た方向に射出される。射出された偏光光束のいずれかは、偏光変換装置34の光束射出面
にストライプ状に設けられる位相差板によって偏光変換され、すべての偏光光束の偏光方
向が揃えられる。このような偏光変換装置34を用いることにより、ランプ本体21から
射出される光束を、一方向の偏光光束に揃えることができるため、光変調部60で利用す
る光源光の利用率を向上させることができる。
The
Although detailed illustration of the PBS array of the
A configuration in which polarization separation films and reflection mirrors that are inclined with respect to A are alternately arranged.
The former polarization separation film transmits one polarized light beam among the P-polarized light beam and S-polarized light beam included in each partial light beam, and reflects the other polarized light beam. The reflected other polarized light beam is bent by the latter reflecting mirror, and is emitted in the emission direction of the one polarized light beam, that is, the direction along the system optical axis OA. One of the emitted polarized light beams is polarized and converted by a phase difference plate provided in a stripe shape on the light beam emission surface of the
重畳レンズ35は、第1マルチレンズ31、第2マルチレンズ32、及び偏光変換装置
34を経た複数の部分光束を集光して、液晶表示パネル61b,61g,61rの画像形
成領域上に重畳させて入射させるための光学素子である。この重畳レンズ35から射出さ
れた光束は、均一化されつつ次段の色分離導光光学系40に射出される。つまり、両マル
チレンズ31,32と重畳レンズ35とを経た照明光は、以下に詳述する色分離導光光学
系40を経て、光変調部60の照明領域すなわち各色の液晶表示パネル61b,61g,
61rの画像形成領域を均一に重畳照明する。
The superimposing
The 61r image forming area is uniformly superimposed and illuminated.
色分離導光光学系40は、第1及び第2ダイクロイックミラー41a,41b、青色用
反射ミラー42a、赤色用反射ミラー42c,42d,42e、フィールドレンズ43b
,43g,43r、及びリレーレンズ45,46を備える。これらのうち、第1及び第2
ダイクロイックミラー41a,41bは、略白色の照明光を3原色に分離するための色分
離光学系を構成する。各ダイクロイックミラー41a,41bは、透明基板上に、所定の
波長領域の光束を反射し他の波長領域の光束を透過する波長選択作用を有する誘電体多層
膜を形成することによって得た光学素子であり、システム光軸OAに対してともに傾斜し
た状態で配置される。第1ダイクロイックミラー41aは、青・緑・赤(B・G・R)の
3色のうち青色光LBを反射し、緑色光LGと赤色光LRとを透過させる。また、第2ダ
イクロイックミラー41bは、入射した緑色光LG及び赤色光LRのうち緑色光LGを反
射し赤色光LRを透過させる。結果的に、光源ランプユニット20から照明光学系30を
経て色分離導光光学系40に入射した照明光は、第1ダイクロイックミラー41aで反射
されてその先に延びる第1光路OP1に導かれる青色光LBと、第1ダイクロイックミラ
ー41aを透過して第2ダイクロイックミラー41bで反射されてその先に延びる第2光
路OP2に導かれる緑色光LGと、第1及び第2ダイクロイックミラー41a,41bを
透過してその先に延びる第3光路OP3に導かれる赤色光LRとに分離される。
The color separation light guide
, 43g, 43r, and
The
色分離導光光学系40の射出側に設けられた各色用のフィールドレンズ43b,43g
,43rは、第2マルチレンズ32から射出され光変調部60に入射する各部分光束が、
適当な収束度となるように設けられている。一対のリレーレンズ45,46は、青色用の
第1光路OP1や緑色用の第2光路OP2よりも相対的に長い赤色用の第3光路OP3上
に配置されている。これらのリレーレンズ45,46は、入射側の第1のリレーレンズ4
5の直前に形成された像を、略そのまま倒立像して射出側のフィールドレンズ43rに伝
達することにより、光の拡散等による光の利用効率の低下を防止している。青色用反射ミ
ラー42aは、追加ミラーとして、第1ダイクロイックミラー41aで直交方向に折り返
された青色光LBを、再度直交方向に折り返して液晶表示パネル61b側に導く。赤色用
反射ミラー42c,42d,42eは、反射素子系として機能するものであり、第1及び
第2ダイクロイックミラー41a,41bを通過した赤色光LRを、3度に亘って折り返
して液晶表示パネル61r側に導く。この場合、青色光LBや赤色光LRの光路OP1,
OP3は、緑色光LGの光路OP2とともに紙面に平行になっている。つまり、各光路O
P1〜OP3に対応する各色のシステム光軸OAは、共通の平面内に収められて2次元的
に配列されたものとなっている。ここで、第3光路OP3は、所定色用の光路に相当する
ものであり本実施形態では赤色用とされており、第1光路OP1は、他の色用の光路のう
ち一方に相当するものであり本実施形態では青色用とされており、第2光路OP2は、他
の色用の光路のうち一方に相当するものであり本実施形態では緑色用とされている。
, 43r are the partial light beams emitted from the second multi-lens 32 and incident on the
It is provided so as to have an appropriate degree of convergence. The pair of
The image formed immediately before 5 is inverted as it is and transmitted to the
OP3 is parallel to the paper surface along with the optical path OP2 of the green light LG. That is, each optical path O
The system optical axes OA for the respective colors corresponding to P1 to OP3 are stored in a common plane and are two-dimensionally arranged. Here, the third optical path OP3 corresponds to an optical path for a predetermined color and is used for red in this embodiment, and the first optical path OP1 corresponds to one of the optical paths for other colors. In this embodiment, it is for blue, and the second optical path OP2 corresponds to one of the optical paths for other colors, and in this embodiment is for green.
光変調部60は、3色の照明光LB,LG,LRがそれぞれ入射する3つの液晶表示パ
ネル61b,61g,61rを備える。ここで、青色光LB用の液晶表示パネル61bと
、これを挟む一対の偏光フィルタ62b,62bとは、照明光を画像情報に基づいて2次
元的に輝度変調するための液晶ライトバルブを構成する。また、緑色光LG用の液晶表示
パネル61gと、これを挟む一対の偏光フィルタ62g,62gも、緑色用の液晶ライト
バルブを構成し、同様に、赤色光LR用の液晶表示パネル61rと、一対の偏光フィルタ
62r,62rも、赤色用の液晶ライトバルブを構成する。各液晶表示パネル61b,6
1g,61rは、一対の透明なガラス基板間に電気光学物質である液晶を密閉封入したも
のであり、例えば、ポリシリコンTFTをスイッチング素子として、与えられた画像信号
に従って、それぞれに入射した偏光光束の偏光方向を変調する。
The
1g and 61r are liquid crystal which is an electro-optical material hermetically sealed between a pair of transparent glass substrates. For example, a polarized light beam incident on each of them according to a given image signal using a polysilicon TFT as a switching element. Modulate the polarization direction.
第1光路OP1に導かれた青色光LBは、青色用反射ミラー42a及びフィールドレン
ズ43bを介して液晶表示パネル61bの照明領域に入射し液晶表示パネル61b内の画
像形成領域を照明する。第2光路OP2に導かれた緑色光LGは、フィールドレンズ43
gを介して液晶表示パネル61gの照明領域に入射し液晶表示パネル61g内の画像形成
領域を照明する。第3光路OP3に導かれた赤色光LRは、第1及び第2リレーレンズ4
5,46、赤色用反射ミラー42c,42d,42e、及びフィールドレンズ43rを介
して液晶表示パネル61rの照明領域に入射し液晶表示パネル61r内の画像形成領域を
照明する。各液晶表示パネル61b,61g,61rは、入射した照明光の偏光方向の空
間的分布を変化させるための非発光で透過型の光変調装置である。各液晶表示パネル61
b,61g,61rにそれぞれ入射した各色光LB,LG,LRは、各液晶表示パネル6
1b,61g,61rに電気的信号として入力された駆動信号或いは制御信号に応じて、
画素単位で偏光状態が調整される。その際、偏光フィルタ62b,62g,62rによっ
て、各液晶表示パネル61b,61g,61rに入射する照明光の偏光方向が調整される
とともに、偏光フィルタ62b,62g,62rによって、各液晶表示パネル61b,6
1g,61rから射出される光から所定の偏光方向の変調光が取り出される。
The blue light LB guided to the first optical path OP1 enters the illumination area of the liquid
It enters the illumination area of the liquid
5, 46, the
Each of the color lights LB, LG, and LR incident on b, 61g, and 61r is supplied to each liquid crystal display panel 6.
According to the drive signal or control signal input as an electrical signal to 1b, 61g, 61r,
The polarization state is adjusted on a pixel basis. At that time, the polarization direction of the illumination light incident on the liquid
Modulated light having a predetermined polarization direction is extracted from the light emitted from 1g and 61r.
クロスダイクロイックプリズム70は、偏光フィルタ62b,62g,62rから射出
された各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光合成光学系である
。このクロスダイクロイックプリズム70は、4つの直角プリズムを貼り合わせた平面視
略正方形状をなし、直角プリズム同士を貼り合わせた界面には、X字状に交差する一対の
誘電体多層膜71,72が形成されている。一方の第1誘電体多層膜71は青色光LBを
反射し、他方の第2誘電体多層膜72は赤色光LRを反射する。このクロスダイクロイッ
クプリズム70は、液晶表示パネル61bからの青色光LBを第1誘電体多層膜71で反
射して進行方向右側に射出させ、液晶表示パネル61gからの緑色光LGを第1及び第2
誘電体多層膜71,72を介して直進・射出させ、液晶表示パネル61rからの赤色光L
Rを第2誘電体多層膜72で反射して進行方向左側に射出させる。つまり、青色光LBと
赤色光LRとは、クロスダイクロイックプリズム70内で折り曲げられるような方向から
クロスダイクロイックプリズム70に導かれ、緑色光LGは、クロスダイクロイックプリ
ズム70内で直進するような方向からクロスダイクロイックプリズム70に導かれる。
The cross
The red light L emitted from the liquid
R is reflected by the second
このようにクロスダイクロイックプリズム70で合成された像光は、拡大投影レンズと
しての投射光学系80を経て、適当な拡大率でスクリーン(不図示)にカラー画像として
投射される。
The image light combined by the cross
以上説明したプロジェクタ10において、青色光LBは、照明光又は像光として第1ダ
イクロイックミラー41aと青色用反射ミラー42aと第1誘電体多層膜71とで計3回
折り曲げられるように反射される。また、緑色光LGは、照明光又は像光として第2ダイ
クロイックミラー41bで1回折り曲げられるように反射される。また、赤色光LRは、
照明光又は像光として赤色用反射ミラー42c,42d,42eと、第2誘電体多層膜7
2とで計4回折り曲げられるように反射されているとともにリレーレンズ45,46によ
って照明構造の倒立つまり上下左右反転が生じている。つまり、青色光LBと緑色光LG
とに関しては、反射回数が偶数回の差になっており、ミラーによる照明光像の左右反転が
一致しており(照明光学系30から出射され色分離導光光学系40への入射時の青色光L
Bと緑色光LGとの照明光束の左右関係とクロスダイクロイックプリズム70からの射出
時の両者の照明光束の左右関係とが一致している)、色ムラが生じにくい状態となってい
る。一方、赤色光LRに関しても、左右方向の反転回数が偶数回の差になっており、ミラ
ーとリレーレンズによる照明光像の左右反転が一致しており(照明光学系30から出射さ
れ色分離導光光学系40への入射時の青色光LB(緑色光LG)と赤色光LRとの照明光
束の左右関係とクロスダイクロイックプリズム70からの射出時の両者の照明光束の左右
関係とが一致している)、色むらが生じにくい状態となっている。ここでもし、リレーレ
ンズ45から射出された光をリレーレンズ46へと入射させるために1枚のミラーでのみ
反射させた場合は、青色光LBや緑色光LGと比較した照明光像の左右反転回数が奇数回
の差になってしまうので、このままでは、照明光学系30から出射され色分離導光光学系
40への入射時の青色光LB(緑色光LG)と赤色光LRとの照明光束の左右関係とクロ
スダイクロイックプリズム70からの射出時の両者の照明光束の左右関係とが一致しなく
なってしまう。しかしながら、赤色用の第3光路OP3には、リレーレンズ45から射出
された光をリレーレンズ46へと入射させるために赤色用反射ミラー42c,42dが設
けられており赤色光路中でのミラーでの反射回数を奇数回とし、リレーレンズ45,46
での上下左右反転とあわせることによって照明光像の左右反転が偶数回生じている。つま
り、リレーレンズが配置された赤色光路中でのミラーによる反射回数を、リレーレンズが
配置されない他の色光の光路中(青色光路LB及び緑色光路LGの光路中)でのミラー反
射回数よりも奇数回多くすることによって、クロスダイクロイックプリズム70からの射
出時の赤色光LRの照明光像については、同時点での青色光LBや緑色光LGの照明光像
と比較した場合に、上下反転が生じているが、左右反転が生じていない。よって、青色光
LB、緑色光LG、及び赤色光LRの各照明光が最終的にクロスダイクロイックプリズム
70で合成された後のそれぞれの左右方向の関係は、照明光学系30の射出での左右方向
の関係と一致しており、合成された画像光の左右方向に色ムラが生じにくくなっている。
つまり、本実施形態のプロジェクタ10によれば、色分離導光光学系40の構造をあまり
複雑化することなく重要度の高い左右方向に関して投射像の色ムラを低減することができ
るので、比較的簡易な構成の光学系によって高品位の画像を投射することができる。
In the
2, the light is reflected so that it is bent a total of four times, and the
, The number of reflections is a difference of an even number, and the left and right inversion of the illumination light image by the mirror coincides (the blue light emitted from the illumination
The left-right relationship between the illumination light beams of B and green light LG and the left-right relationship between the illumination light beams at the time of emission from the cross
In combination with the up / down / left / right reversal in FIG. That is, the number of reflections by the mirror in the red light path where the relay lens is arranged is an odd number of times than the number of mirror reflections in the light paths of other color lights where the relay lens is not arranged (in the light paths of the blue light path LB and the green light path LG). By increasing the number of times, the illumination light image of the red light LR when emitted from the cross
In other words, according to the
なお、色分離導光光学系40において、赤色用反射ミラー42c,42d,42eによ
って形成される第3光路OP3において、照明光軸となっているシステム光軸OAが同一
平面上で交差する。これにより、赤色用の第3光路OP3をプロジェクタ内に省スペース
で組み込むことができる。また、図からも明らかなように、これらの赤色用反射ミラー4
2c,42d,42eに対する照明光束の入射角はそれぞれ90°に近くなっており、入
射角のばらつきの低減によって入射角に対する角度依存性の減光すなわち色ムラの発生を
防止できる。
In the color separation light guide
The incident angles of the illumination light beams with respect to 2c, 42d, and 42e are each close to 90 °, and by reducing the variation in the incident angles, it is possible to prevent the angle-dependent dimming with respect to the incident angles, that is, the occurrence of color unevenness.
〔第2実施形態〕
以下、本発明の第2実施形態に係るプロジェクタについて説明する。なお、第2実施形
態のプロジェクタは、第1実施形態のプロジェクタを一部変更したものであり、特に説明
しない部分については第1実施形態と同様であるものとする。
[Second Embodiment]
Hereinafter, a projector according to a second embodiment of the invention will be described. Note that the projector according to the second embodiment is obtained by partially changing the projector according to the first embodiment, and parts that are not particularly described are the same as those of the first embodiment.
図2は、第2実施形態に係るプロジェクタの光学系の構成を説明する概念図である。本
実施形態のプロジェクタ110では、色分離導光光学系140が新たな配置の赤色用反射
ミラー142c,142d,142eを備える。この場合、光路を交差させるミラー14
2d,142eが液晶表示パネル61rの比較的近くに配置される。
FIG. 2 is a conceptual diagram illustrating the configuration of the optical system of the projector according to the second embodiment. In the
2d and 142e are disposed relatively close to the liquid
〔第3実施形態〕
以下、本発明の第3実施形態に係るプロジェクタについて説明する。なお、第3実施形
態のプロジェクタは、第1実施形態のプロジェクタを一部変更したものであり、特に説明
しない部分については第1実施形態と同様であるものとする。
[Third Embodiment]
Hereinafter, a projector according to a third embodiment of the invention will be described. Note that the projector according to the third embodiment is obtained by partially changing the projector according to the first embodiment, and parts that are not particularly described are the same as those of the first embodiment.
図3は、第3実施形態に係るプロジェクタの光学系の構成を説明する概念図である。本
実施形態のプロジェクタ210では、色分離導光光学系240が、反射素子系として、第
1の反射素子242Aと、第2の反射素子242Bとを備える。ここで、第1の反射素子
242Aは、偏光分離膜42gを内蔵する偏光ビームスプリッタ42fと、位相差板であ
る1/4波長板42hと、ミラーである反射膜42iとを有する。第3光路OP3に導か
れた赤色光LRは、第1及び第2リレーレンズ45,46、第1の反射素子242A、第
2の反射素子242B、及びフィールドレンズ43rを介して液晶表示パネル61rに入
射しこれを照明する。特に第1リレーレンズ45を経て第1の反射素子242Aに入射し
た赤色光LRは、偏光分離膜42gで反射され、反射膜42iで再度反射される。この際
、1/4波長板42hを往復するので偏光方向を90°回転させることができ、反射膜4
2iからの反射光である赤色光LRは、偏光分離膜42gを通過して、第2リレーレンズ
46に入射する。なお、第2の反射素子242Bは、図1に示すミラー42eと同様のも
のである。この場合も、第1実施形態の赤色用反射ミラー42c,42d,42eの場合
と同様に、反射素子系の部分で、すなわち偏光分離膜42gと、反射膜42と、反射素子
242Bとで計3回折り曲げられるので、赤色光LRの照明光像は、青色光LBや緑色光
LGの照明光像と比較した場合に、上下反転が生じているが左右反転が生じていない。よ
って、青色光LB、緑色光LG、及び赤色光LRの各照明光が最終的に合成される方向は
、左右に関して一致しており、左右方向に色ムラが生じにくくなっている。
FIG. 3 is a conceptual diagram illustrating the configuration of the optical system of the projector according to the third embodiment. In the
The red light LR that is the reflected light from 2i passes through the
なお、色分離導光光学系240に設けた場合、第1の反射素子242Aによって偏光方
向を切り替えることができるので、第3光路OP3において例えば1/2波長板を配置し
て偏光方向を切り替えていた場合は、このような1/2波長板が不要になる。また、第3
光路OP3において偏光方向を切り替える必要がない場合、光路上に1/2波長板を設け
て偏光方向を元に戻すことができる。
When the color separation light guide
When it is not necessary to switch the polarization direction in the optical path OP3, a polarization plate can be restored by providing a half-wave plate on the optical path.
〔第4実施形態〕
以下、本発明の第4実施形態に係るプロジェクタについて説明する。なお、第4実施形
態のプロジェクタは、第3実施形態のプロジェクタを一部変更したものであり、特に説明
しない部分については第3実施形態と同様であるものとする。
[Fourth Embodiment]
Hereinafter, a projector according to a fourth embodiment of the invention will be described. Note that the projector according to the fourth embodiment is obtained by partially changing the projector according to the third embodiment, and parts that are not particularly described are the same as those of the third embodiment.
図4は、第4実施形態に係るプロジェクタの光学系の構成を説明する概念図である。本
実施形態のプロジェクタ310では、色分離導光光学系340が、反射素子系として、第
1の反射素子342Aと、第2の反射素子342Bとを備える。ここで、第1の反射素子
342Aは、図3の第2の反射素子342Bと同様のものであり、第2の反射素子342
Bは、図3の第1の反射素子242Aと同様のものである。つまり、第1の反射素子34
2Aと第2の反射素子342Bの順番を入れ替えると第3実施形態の色分離導光光学系2
40と同様のものになる。この場合、光路を交差させる第2の反射素子342Bが液晶表
示パネル61rの比較的近くに配置される。
FIG. 4 is a conceptual diagram illustrating the configuration of the optical system of the projector according to the fourth embodiment. In the
B is the same as the first
When the order of 2A and the second
It will be the same as 40. In this case, the second reflecting
以上実施形態に即して本発明を説明したが、本発明は、上記の実施形態に限られるもの
ではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能で
あり、例えば次のような変形も可能である。
Although the present invention has been described based on the above embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments, and can be implemented in various modes without departing from the gist thereof. Such modifications are also possible.
すなわち、上記実施形態では、青色光LB、緑色光LG、及び赤色光LRを、第1光路
OP1、第2光路OP2、及び第3光路OP3にそれぞれ導く場合について説明したが、
色分離光学系である第1及び第2ダイクロイックミラー41a,41b等の設計変更によ
って、これらの組み合わせを自在に変更することができる。例えば青色光LBや緑色光L
Gを長い第3光路OP3に導くことができる。
That is, in the above embodiment, the case where the blue light LB, the green light LG, and the red light LR are guided to the first optical path OP1, the second optical path OP2, and the third optical path OP3, respectively, has been described.
These combinations can be freely changed by changing the design of the first and second
G can be guided to the long third optical path OP3.
また、上記実施形態のプロジェクタ10では、光源ランプユニット20のランプ本体2
1として高圧水銀ランプ等を用いているが、略白色の照明光を得ることができる各種ラン
プや、LED等の固体発光素子を用いることができる。
In the
A high-pressure mercury lamp or the like is used as 1, but various lamps capable of obtaining substantially white illumination light and solid light-emitting elements such as LEDs can be used.
また、上記実施形態のプロジェクタ10では、照明光学系30をマルチレンズ31,3
2、偏光変換装置34、及び重畳レンズ35で構成したが、マルチレンズ31,32等に
ついてはこれを省略することができ、或いはこれをロッドインテグレータに置き換えるこ
とができる。
Further, in the
2, the
また、本発明は、投射画像を観察する側から投射するフロント投射型プロジェクタにも
、投射画像を観察する側とは反対の側から投写するリア投射型プロジェクタにも適用可能
である。
Further, the present invention can be applied to a front projection type projector that projects from the side that observes the projected image, and a rear projection type projector that projects from the side opposite to the side that observes the projected image.
10…プロジェクタ、 20…光源ランプユニット、 21…ランプ本体、 22…副
鏡、 23…主鏡、 24…凹レンズ、 31,32…マルチレンズ、 34…偏光変換
装置、 40…色分離導光光学系、 41a…第1ダイクロイックミラー、 41b…第
2ダイクロイックミラー、 42…反射膜、 42c,42d,42e…赤色用反射ミラ
ー、 42f…偏光ビームスプリッタ、 42i…反射膜、 45,46…リレーレンズ
、 61b,61g,61r…液晶表示パネル、 62b,62g,62r…偏光フィル
タ、 71…第1誘電体多層膜、 72…第2誘電体多層膜、 LB…青色光、 LG,
…緑色光、 LR…赤色光、 OA…システム光軸、 OP1〜OP3…第1〜第3光路
DESCRIPTION OF
... Green light, LR ... Red light, OA ... System optical axis, OP1-OP3 ... First to third optical paths
Claims (7)
前記照明装置からの照明光を3つの色光に分離する色分離光学系と、前記3つの色光の
それぞれの光路のうち他の色用の光路よりも長くなる1つの所定色用の光路において照明
光像を倒立させつつ伝達するリレー光学系と、前記所定色用の光路の折り曲げによって照
明光像を左右反転させる反射素子系とを含む色分離導光光学系と、
前記色分離導光光学系で分離された各色光用の光路に導かれた光を、画像情報に応じて
それぞれ変調する各色光用の液晶ライトバルブと、
前記液晶ライトバルブで変調された各色の像光を合成する光合成光学系と、
前記光合成光学系を経た像光を投射する投射光学系と、
を備えるプロジェクタ。 An illumination device that emits illumination light;
Illumination light in a color separation optical system that separates illumination light from the illumination device into three color lights, and one optical path for a predetermined color that is longer than the optical paths for the other colors among the optical paths of the three color lights A color separation light-guiding optical system including a relay optical system that transmits an inverted image and a reflection element system that horizontally inverts an illumination light image by bending the optical path for the predetermined color;
A liquid crystal light valve for each color light that modulates the light guided to the optical path for each color light separated by the color separation light guide optical system according to image information;
A light combining optical system for combining image light of each color modulated by the liquid crystal light valve;
A projection optical system for projecting image light that has passed through the light combining optical system;
A projector comprising:
前記他の色用の光路に関する前記色分離導光光学系及び光合成光学系での反射回数よりも
奇数回多い請求項1記載のプロジェクタ。 The number of reflections in the color separation light guiding optical system and the light combining optical system regarding the optical path for the predetermined color is
The projector according to claim 1, wherein the number of times of reflection by the color separation light guide optical system and the light combining optical system regarding the optical path for the other color is an odd number of times.
クロイックミラーを備え、
前記他の色用の光路のうち一方は、光学的に上流の前記ダイクロイックミラーで折り曲
げられ、光路折曲用の追加ミラーで再度折り曲げられ、前記光合成光学系内で折り曲げら
れるような方向から前記光合成光学系に導かれ、
前記他の色用の光路のうち他方は、光学的に下流の前記ダイクロイックミラーで折り曲
げられ、前記光合成光学系内で直進するような方向から前記光合成光学系に導かれ、
前記所定色用の光路は、前記2つのダイクロイックミラーを直進し、前記リレー光学系
及び前記反射素子系を経て、前記光合成光学系内で折り曲げられるような方向から前記光
合成光学系に導かれる請求項2記載のプロジェクタ。 The color separation light guide optical system includes two dichroic mirrors arranged along an optical path as the color separation optical system,
One of the optical paths for the other colors is bent by the optically upstream dichroic mirror, bent again by an additional mirror for optical path bending, and the light combining from the direction where it is bent in the light combining optical system. Led to the optical system,
The other of the optical paths for the other colors is bent by the optically downstream dichroic mirror and guided to the light combining optical system from a direction that goes straight in the light combining optical system,
The optical path for the predetermined color travels straight through the two dichroic mirrors, and is guided to the light combining optical system from a direction in which the light path is bent in the light combining optical system via the relay optical system and the reflecting element system. 2. The projector according to 2.
記載のプロジェクタ。 The projector according to any one of claims 1 to 3, wherein the reflective element system includes three reflective elements.
、及びミラーからなる反射素子とのいずれかを含む請求項1から請求項4のいずれか一項
記載のプロジェクタ。 The projector according to any one of claims 1 to 4, wherein the reflection element system includes any one of a reflection element including only a mirror, and a reflection element including a polarization beam splitter, a phase difference plate, and a mirror.
項5のいずれか一項記載のプロジェクタ。 The projector according to any one of claims 1 to 5, wherein illumination optical axes of the optical paths for the three colors are arranged on the same plane.
クタ。 The projector according to claim 6, wherein illumination optical axes of the optical path for the predetermined color intersect on the same plane.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006347221A JP2008158274A (en) | 2006-12-25 | 2006-12-25 | projector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006347221A JP2008158274A (en) | 2006-12-25 | 2006-12-25 | projector |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2008158274A true JP2008158274A (en) | 2008-07-10 |
Family
ID=39659237
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2006347221A Withdrawn JP2008158274A (en) | 2006-12-25 | 2006-12-25 | projector |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2008158274A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008170714A (en) * | 2007-01-11 | 2008-07-24 | Necディスプレイソリューションズ株式会社 | Lighting optical system and projection type display apparatus |
| US9964838B2 (en) | 2016-09-01 | 2018-05-08 | JVC Kenwood Corporation | Projection display device |
-
2006
- 2006-12-25 JP JP2006347221A patent/JP2008158274A/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008170714A (en) * | 2007-01-11 | 2008-07-24 | Necディスプレイソリューションズ株式会社 | Lighting optical system and projection type display apparatus |
| US9964838B2 (en) | 2016-09-01 | 2018-05-08 | JVC Kenwood Corporation | Projection display device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4514440B2 (en) | Projection display device | |
| CN104536248B (en) | Projector | |
| JP5386815B2 (en) | Projection type display device and image display method | |
| JP2002023105A (en) | Illumination optical system and projector using the same | |
| US6987618B2 (en) | Polarization converting device, illumination optical system and projector | |
| US8398244B2 (en) | Projector | |
| CN101782200B (en) | Illumination apparatus and projector having the same | |
| JP4835754B2 (en) | projector | |
| JP2004191796A (en) | Illumination optical system, projector having the same, light source device used for illumination optical system, and arc tube used for the same | |
| JP2008158274A (en) | projector | |
| JP4572347B2 (en) | projector | |
| JP2008165136A (en) | projector | |
| JP5245878B2 (en) | LIGHTING DEVICE AND PROJECTOR HAVING THE SAME | |
| JP2010129503A (en) | Lighting system and projector equipped with the same | |
| JP2007086414A (en) | projector | |
| JP2009192669A (en) | projector | |
| JP2010151885A (en) | Projector | |
| JP2010113266A (en) | Projection display device | |
| JP2004219467A (en) | Illumination optical system and projector using the same | |
| JP2014095911A (en) | Projector | |
| JP2009237020A (en) | Light source device and projector | |
| JP2010078760A (en) | Projector | |
| JP2010217652A (en) | Projector | |
| JP2009282553A (en) | projector | |
| JP2010060871A (en) | Projector |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20100302 |