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JP2010151885A - Projector - Google Patents

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JP2010151885A
JP2010151885A JP2008327075A JP2008327075A JP2010151885A JP 2010151885 A JP2010151885 A JP 2010151885A JP 2008327075 A JP2008327075 A JP 2008327075A JP 2008327075 A JP2008327075 A JP 2008327075A JP 2010151885 A JP2010151885 A JP 2010151885A
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JP
Japan
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light
color
mirror
optical system
optical path
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Withdrawn
Application number
JP2008327075A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshihiro Shimizu
俊浩 清水
Katsumi Tanaka
克実 田中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
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Abstract

【課題】安価で小型なリレー光学系を組み込むことによって、低コストで小型化を達成できるプロジェクタを提供すること。
【解決手段】光路延長用のリレー系が、一旦形成された中間像IMを光束の発散を抑えつつ結像させる第1リレーレンズLL1と、ライトバルブ40cに入射する光束の状態を調整する第2リレーレンズLL2との2枚のレンズで構成されるので、第3光路OP3に配置されるレンズやその支持部材が従来に比較して減少し、第3光路OP3すなわち色分離導光光学系30を簡易で低コストなものとすることができる。このような色分離導光光学系30を組み込んだ本実施形態のプロジェクタ100は、小型で低コストなものとなる。
【選択図】図1
A projector capable of achieving downsizing at low cost by incorporating an inexpensive and small relay optical system.
A relay system for extending an optical path adjusts the state of a light beam incident on a first relay lens LL1 that forms an intermediate image IM formed once while suppressing the divergence of the light beam, and a light valve 40c. Since the lens is composed of two lenses, the relay lens LL2, the number of lenses and supporting members disposed in the third optical path OP3 is reduced as compared with the conventional one, and the third optical path OP3, that is, the color separation light guide optical system 30 is reduced. It can be simple and low-cost. The projector 100 of this embodiment incorporating such a color separation light guide optical system 30 is small and low-cost.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、照明光を液晶パネル等によって変調し、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 panel 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分離し、緑、青、赤の3色の光路に導入する色分離導光光学系と、3色の照明光によってそれぞれ照明される3つの液晶ライトバルブと、これら3つの液晶ライトバルブ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。このようなプロジェクタでは、例えば2色の光路長を等しくするとともに残った1色の光路を長くし、光路の長さの相対的な差を補償するため、1色の長い光路上にリレー光学系を配置している(例えば、特許文献1参照)。長い光路上のリレー光学系は、光源側から順に第1レンズと第2レンズとフィールドレンズとで構成され、第1レンズは、長い光路の途中に一旦形成される中間像の近傍に配置され、フィールドレンズは、液晶ライトバルブの近傍に配置され、第2レンズは、第1レンズとフィールドレンズとの中間位置に配置されている。
特開2005−266765号公報
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 light that has passed through the illumination optical system are separated into green, blue, and red light. Color separation light guide optical system to be introduced into the three-color optical path, three liquid crystal light valves respectively illuminated by the three-color illumination light, and a cross dichroic prism for synthesizing images from these three liquid crystal light valves. Some have a projection lens that projects a later magnified image. In such a projector, for example, the optical path lengths of two colors are made equal, the remaining one color optical path is lengthened, and the relative optical path length is compensated to compensate for the relay optical system on the long optical path of one color. (See, for example, Patent Document 1). The relay optical system on the long optical path is composed of a first lens, a second lens, and a field lens in order from the light source side, and the first lens is disposed in the vicinity of the intermediate image once formed in the middle of the long optical path, The field lens is disposed in the vicinity of the liquid crystal light valve, and the second lens is disposed at an intermediate position between the first lens and the field lens.
JP 2005-266765 A

近年、特定用途のプロジェクタでは、小型化や低コスト化の要求が高まっているが、リレー光学系がネックとなって省スペース化に限界があり、プロジェクタの小型化や低コスト化に対する要求に十分に応えられないという状況が生じている。   In recent years, there has been an increasing demand for miniaturization and cost reduction in projectors for specific applications. However, there is a limit to space saving due to the relay optical system as a bottleneck, which is sufficient for demands for miniaturization and cost reduction of projectors. There is a situation where it is not possible to respond to.

そこで、本発明は、安価で小型なリレー光学系を組み込むことによって、低コストで小型化を達成できるプロジェクタを提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a projector that can achieve miniaturization at low cost by incorporating an inexpensive and small relay optical system.

上記課題を解決するため、本発明に係るプロジェクタは、光源光を射出する光源と、光源光を均一化するための照明光学系と、照明光学系から射出された照明光を各色の光束に分離する色分離導光光学系と、色分離導光光学系によって分離された各色光の光束によってそれぞれ照明される各色用の光変調装置と、各色用の光変調装置から射出された各色の像光を合成する合成光学系と、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。ここで、色分離導光光学系は、各色の光路のうち一部を構成する少なくとも1色の光路において光路延長用のリレー系を有し、リレー系は、一旦形成された中間像を光束の発散を抑えつつ結像させる第1リレーレンズと、対応する光路上の光変調装置に入射する光束の状態を調整する第2リレーレンズとで構成される。   In order to solve the above-described problems, a projector according to the present invention separates a light source that emits light source light, an illumination optical system that equalizes the light source light, and illumination light emitted from the illumination optical system into light beams of respective colors. A color separation light guide optical system, a light modulation device for each color illuminated by a light beam of each color light separated by the color separation light guide optical system, and an image light of each color emitted from the light modulation device for each color And a projection optical system that projects image light that has passed through the synthesis optical system. Here, the color separation light guide optical system has a relay system for extending the optical path in the optical path of at least one color constituting a part of the optical path of each color, and the relay system converts the intermediate image once formed into the luminous flux. The first relay lens that forms an image while suppressing divergence and the second relay lens that adjusts the state of the light beam incident on the light modulation device on the corresponding optical path.

上記プロジェクタでは、光路延長用のリレー系が、2枚のレンズ、すなわち一旦形成された中間像を光束の発散を抑えつつ結像させる第1リレーレンズと、光変調装置に入射する光束の状態を調整する第2リレーレンズとで構成されるので、リレー光路に配置されるレンズやその支持部材が従来に比較して減少し、リレー系を簡易で低コストなものとすることができる。このようなリレー系を組み込んだプロジェクタは、小型で低コストなものとなる。   In the projector, the relay system for extending the optical path includes two lenses, that is, a first relay lens that forms an intermediate image once formed while suppressing the divergence of the light beam, and the state of the light beam incident on the light modulation device. Since the second relay lens to be adjusted is used, the number of lenses arranged in the relay optical path and its supporting members are reduced as compared with the conventional one, and the relay system can be simplified and reduced in cost. A projector incorporating such a relay system is small and low-cost.

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、リレー系は、一旦形成された中間像を対応する光変調装置上に等倍で結像させる。この場合、リレー系による照度の増減を抑えることができ、リレー系のある光路に配置される光変調装置の照明光量と、その他のリレー系のない光路に配置される光変調装置の照明光量とのバランスを保つことができる。   According to a specific aspect or aspect of the present invention, in the projector, the relay system forms an intermediate image once formed on the corresponding light modulation device at an equal magnification. In this case, increase / decrease in illuminance by the relay system can be suppressed, and the illumination light quantity of the light modulation device arranged in the optical path with the relay system, and the illumination light quantity of the light modulation device arranged in the optical path without the other relay system Can keep the balance.

本発明の別の態様によれば、第1リレーレンズは、入射面と射出面のうち少なくとも一方の面が非球面である。この場合、第1リレーレンズを非球面レンズにすることにより、中間像を低収差で光変調装置上に再結像させることができ、光変調装置のより均一な照明が可能になる。   According to another aspect of the present invention, in the first relay lens, at least one of the entrance surface and the exit surface is an aspheric surface. In this case, by making the first relay lens an aspheric lens, the intermediate image can be re-imaged on the light modulation device with low aberration, and the light modulation device can be illuminated more uniformly.

本発明のさらに別の態様によれば、色分離導光光学系は、照明光学系から射出された光束を第1色光と他の色光とに分離する第1色分離ミラーと、他の色光を第2色光と第3色光とに分離する第2色分離ミラーと、第1色分離ミラーを経た第1色光を反射して光路を折り曲げることにより第1色光用の光変調装置に導く第1折曲ミラーと、第2分離ミラーを経た第3色光を反射して光路を折り曲げることにより第3色光用の光変調装置に導く第2及び第3折曲ミラーとを有する。さらに、第1リレーレンズは、第2折曲ミラーと第3折曲ミラーとの間に設けられる。なお、第2分離ミラーで分離された第2色光は、第2色光用の光変調装置に直接導かれる。この場合、第1リレーレンズを比較的光路下流に配置した構成とできる。   According to still another aspect of the present invention, the color separation light guide optical system includes a first color separation mirror that separates a light beam emitted from the illumination optical system into first color light and other color light, and other color light. A second color separation mirror that separates the second color light and the third color light, and a first fold that leads to the first color light modulation device by reflecting the first color light that has passed through the first color separation mirror and bending the optical path. A curved mirror, and second and third folding mirrors that guide the third color light to the light modulation device by reflecting the third color light that has passed through the second separation mirror and bending the optical path. Further, the first relay lens is provided between the second folding mirror and the third folding mirror. Note that the second color light separated by the second separation mirror is directly guided to the light modulation device for the second color light. In this case, the first relay lens can be arranged relatively downstream of the optical path.

本発明のさらに別の態様によれば、色分離導光光学系は、照明光学系から射出された光束を第1色光と他の色光とに分離する第1色分離ミラーと、他の色光を第2色光と第3色光とに分離する第2色分離ミラーと、第1色分離ミラーを経た第1色光を反射して光路を折り曲げることにより第1色光用の光変調装置に導く第1折曲ミラーと、第2分離ミラーを経た第3色光を反射して光路を折り曲げることにより第3色光用の光変調装置に導く第2及び第3折曲ミラーとを有する。さらに、第1リレーレンズは、第2色分離ミラーと第2折曲ミラーとの間に設けられる。なお、第2分離ミラーで分離された第2色光は、第2色光用の光変調装置に直接導かれる。この場合、第1リレーレンズを比較的光路上流に配置した構成とできる。   According to still another aspect of the present invention, the color separation light guide optical system includes a first color separation mirror that separates a light beam emitted from the illumination optical system into first color light and other color light, and other color light. A second color separation mirror that separates the second color light and the third color light, and a first fold that leads to the first color light modulation device by reflecting the first color light that has passed through the first color separation mirror and bending the optical path. A curved mirror, and second and third folding mirrors that guide the third color light to the light modulation device by reflecting the third color light that has passed through the second separation mirror and bending the optical path. Further, the first relay lens is provided between the second color separation mirror and the second folding mirror. Note that the second color light separated by the second separation mirror is directly guided to the light modulation device for the second color light. In this case, the first relay lens can be arranged relatively upstream of the optical path.

本発明のさらに別の態様によれば、第2リレーレンズが、第3折曲ミラーと第3色光用の光変調装置との間に設けられる。この場合、第2リレーレンズを第3色光用の光変調装置の直前に配置することになり、この光変調装置に入射する光束の角度状態を簡易に調整できる。   According to still another aspect of the present invention, the second relay lens is provided between the third bending mirror and the light modulation device for the third color light. In this case, the second relay lens is disposed immediately before the light modulator for the third color light, and the angular state of the light beam incident on the light modulator can be easily adjusted.

本発明のさらに別の態様によれば、第2色分離ミラーと第2折曲ミラーとの間の距離は、第2折曲ミラーと第3折曲ミラーとの間の距離よりも短い。この場合、リレー光路すなわちリレー系を配置する第3色光の光路を比較的短いもとのすることができる。さらに、第1リレーレンズを第2折曲ミラーと第3折曲ミラーとの間に配置する場合、第1リレーレンズを第2色分離ミラー側に近づけて配置しやすくなるので、第2色分離ミラーの光路下流に一旦形成される中間像からの光束の発散を第1リレーレンズによって抑える効果を高めることができる。   According to still another aspect of the present invention, the distance between the second color separation mirror and the second folding mirror is shorter than the distance between the second folding mirror and the third folding mirror. In this case, the optical path of the third color light in which the relay optical path, that is, the relay system is arranged can be made relatively short. Furthermore, when the first relay lens is disposed between the second and third folding mirrors, the first relay lens can be easily disposed closer to the second color separation mirror, so that the second color separation is performed. The effect of suppressing the divergence of the light beam from the intermediate image once formed downstream of the optical path of the mirror by the first relay lens can be enhanced.

本発明のさらに別の態様によれば、色分離導光光学系は、各色の光路のうち一部を構成する2色の光路において光路延長用のリレー系をそれぞれ有する。さらに、各リレー系は、対応する光路上に一旦形成された中間像を光束の発散を抑えつつ結像させる第1リレーレンズと、対応する光路上の光変調装置に入射する光束の状態を調整する第2リレーレンズとで構成される。この場合、2色のリレー系を備えるプロジェクタを比較的小型で低コストなものとできる。   According to still another aspect of the present invention, the color separation light guide optical system has a relay system for extending an optical path in each of two color optical paths constituting a part of the optical path of each color. Furthermore, each relay system adjusts the state of the light beam incident on the light modulation device on the corresponding optical path and the first relay lens that forms an intermediate image once formed on the corresponding optical path while suppressing the divergence of the light beam. And a second relay lens. In this case, a projector having a two-color relay system can be made relatively small and low cost.

〔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100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10、照明光学系20、色分離導光光学系30、光変調部40、クロスダイクロイックプリズム50、及び投射レンズ60を備えて構成される。ここで、光源ランプユニット10と照明光学系20とは、色分離導光光学系30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 projector 100 is an optical device for modulating a light beam emitted from a light source according to image information to form a color optical image, and enlarging and projecting the optical image on a screen. The illumination optical system 20, the color separation light guide optical system 30, the light modulation unit 40, the cross dichroic prism 50, and the projection lens 60 are configured. Here, the light source lamp unit 10 and the illumination optical system 20 constitute an illumination device that generates illumination light to be incident on the color separation light guide optical system 30 and the like.

光源ランプユニット10は、ランプ本体11から周囲に放射された光束を集めて射出し、照明光学系20等を介して光変調部40を照明するための光源である。光源ランプユニット10は、発光管であるランプ本体11と、ランプ本体11から前方に射出された光源光を反射する球面状の副鏡12と、ランプ本体11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13と、コリメート用の凹レンズ14とを備える。この光源ランプユニット10において、ランプ本体11から射出された略白色の光源光は、副鏡12を介して又は直接的に主鏡13に入射して前方側に反射され、凹レンズ14によって平行化された状態で照明光学系20側に射出される。なお、上述したランプ本体11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10に組み込み可能なランプは、高圧水銀ランプ以外の各種発光ランプとすることができ、例えばLED等の固体発光素子とすることもできる。また、主鏡13としては、楕円面に限らず放物面等の反射面形状を有する各種リフレクタを用いることができる。放物面状の主鏡13を用いた場合、主鏡13の後段に凹レンズ14等を設けることなく、光源ランプユニット10から平行光束を射出させることができる。   The light source lamp unit 10 is a light source for collecting and emitting light beams emitted from the lamp body 11 to the surroundings and illuminating the light modulation unit 40 via the illumination optical system 20 and the like. The light source lamp unit 10 reflects a lamp main body 11 that is an arc tube, a spherical secondary mirror 12 that reflects light source light emitted forward from the lamp main body 11, and light source light emitted rearward from the lamp main body 11. An ellipsoidal primary mirror 13 and a collimating concave lens 14 are provided. In the light source lamp unit 10, the substantially white light source light emitted from the lamp body 11 is incident on the primary mirror 13 via the secondary mirror 12 or directly and reflected to the front side, and is collimated by the concave lens 14. In this state, the light is emitted to the illumination optical system 20 side. In addition, although the high-pressure mercury lamp is normally used for the lamp body 11 described above in that high-intensity light can be emitted over the wavelength of each color, the lamp that can be incorporated in the light source lamp unit 10 is Various light-emitting lamps other than the high-pressure mercury lamp can be used. For example, a solid-state light-emitting element such as an LED can be used. The primary mirror 13 is not limited to an elliptical surface, and various reflectors having a reflecting surface shape such as a paraboloid can be used. When the parabolic main mirror 13 is used, a parallel light beam can be emitted from the light source lamp unit 10 without providing the concave lens 14 or the like after the main mirror 13.

照明光学系20は、均一化された照度の照明光を光変調部40に供給する。この照明光学系20は、光源ランプユニット10から射出された光束を適当な状態に分割する第1及び第2レンズアレイ23a,23bと、両レンズアレイ23a,23bを経た複数の光束を重畳させる重畳レンズ25と、重畳レンズ25に入射する光束の偏光方向を揃える偏光変換装置24とを備える。このうち、第1レンズアレイ23aを構成する要素レンズ27aによって、光源ランプユニット10の凹レンズ14から射出された光束は複数の部分光束に分割される。また、第2レンズアレイ23bを構成する要素レンズ27bによって、第1レンズアレイ23aからの各部分光束は適当な発散角で射出される。重畳レンズ25は、第2レンズアレイ23bから射出され偏光変換装置24を経た部分光束を全体として適宜収束させる。これにより、重畳レンズ25の後段のライトバルブ40a,40b,40cの被照明領域すなわち表示領域において照明光を重畳させる照明光の均一化が可能になる。偏光変換装置24は、PBS(偏光ビームスプリッタ)、ミラー、位相差板等を一組の要素とする光学素子のアレイで形成されており、第1レンズアレイ23a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。このような偏光変換装置24を用いることにより、光変調部40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 illumination optical system 20 supplies the illumination light with uniform illuminance to the light modulation unit 40. This illumination optical system 20 superimposes the first and second lens arrays 23a and 23b that divide the light beam emitted from the light source lamp unit 10 into an appropriate state and a plurality of light beams that have passed through both lens arrays 23a and 23b. A lens 25 and a polarization conversion device 24 that aligns the polarization direction of the light beam incident on the superimposing lens 25 are provided. Among these, the luminous flux emitted from the concave lens 14 of the light source lamp unit 10 is divided into a plurality of partial luminous fluxes by the element lens 27a constituting the first lens array 23a. In addition, each partial light beam from the first lens array 23a is emitted at an appropriate divergence angle by the element lens 27b constituting the second lens array 23b. The superimposing lens 25 appropriately converges the partial light beam emitted from the second lens array 23b and passing through the polarization conversion device 24 as a whole. As a result, it is possible to make the illumination light uniform so as to superimpose the illumination light in the illuminated areas of the light valves 40a, 40b, and 40c at the subsequent stage of the superimposing lens 25, that is, the display areas. The polarization conversion device 24 is formed by an array of optical elements having a set of elements such as a PBS (polarization beam splitter), a mirror, a phase difference plate, etc., and polarization of each partial light beam divided by the first lens array 23a. It has the role of aligning the direction with linearly polarized light in one direction. By using such a polarization conversion device 24, the utilization factor of the light source light used in the light modulation unit 40 can be improved.

色分離導光光学系30は、第1及び第2色分離ミラー31a,31bと、第1〜第3折曲ミラー32b,32c,32dと、フィールドレンズ33a,33bと、第1リレーレンズLL1と、第2リレーレンズLL2とを備える。色分離導光光学系30は、照明光学系20から出射した照明光を青(B)色、緑(G)色、及び赤(R)色の3色に分離するとともに、各色光を後段のライトバルブ40a,40b,40cへ導く。より詳しく説明すると、まず、第1色分離ミラー31aは、ダイクロイックミラーで形成されており、RGBの3色のうち第1色光の一例であるB色光を反射し他の色光すなわちG色光及びR色光を透過させる。また、第2色分離ミラー31bは、ダイクロイックミラーで形成されており、GRの2色のうち第2色光の一例であるG色光を反射し第3色光の一例であるR色光を透過させる。なお、色分離導光光学系30は、B色光、G色光及びR色光を各色用の光路OP1,OP2,OP3に分離するため、XZ面内に沿って2次元的に配置されたシステム光軸OAを有する光学系となっている。   The color separation light guide optical system 30 includes first and second color separation mirrors 31a and 31b, first to third bending mirrors 32b, 32c, and 32d, field lenses 33a and 33b, and a first relay lens LL1. And a second relay lens LL2. The color separation light guide optical system 30 separates the illumination light emitted from the illumination optical system 20 into three colors of blue (B), green (G), and red (R), and separates each color light in the subsequent stage. Guide to light valves 40a, 40b, 40c. More specifically, first, the first color separation mirror 31a is formed of a dichroic mirror, reflects B color light, which is an example of first color light among the three colors of RGB, and emits other color light, that is, G color light and R color light. Permeate. The second color separation mirror 31b is formed of a dichroic mirror, reflects G color light, which is an example of second color light, and transmits R color light, which is an example of third color light, of the two colors of GR. The color separation light guide optical system 30 is a system optical axis that is two-dimensionally arranged along the XZ plane in order to separate the B color light, the G color light, and the R color light into the optical paths OP1, OP2, and OP3 for each color. The optical system has OA.

この色分離導光光学系30において、第1色分離ミラー31aで反射によって分離されたB色光は、第1折曲ミラー32bを経て入射角調節用のフィールドレンズ33aに入射する。また、第1色分離ミラー31aを透過し、第2色分離ミラー31bで反射によって分離されたG色光は、入射角調節用のフィールドレンズ33bに入射する。さらに、第2色分離ミラー31bを通過によって分離されたR色光は、結像用の第1リレーレンズLL1と、光路折り曲げ用の第2及び第3折曲ミラー32c,32dとを経て、入射角調節用の第2リレーレンズLL2に入射する。ここで、第1及び第2リレーレンズLL1,LL2は、他に比較して長い第3光路OP3上に配置されており、光路延長用のリレー系を構成する。なお、第1リレーレンズLL1は正の比較的強いパワーを有する凸レンズであり、第2リレーレンズLL2は正の比較的弱いパワーを有する凸レンズである。   In the color separation light guide optical system 30, the B color light separated by reflection by the first color separation mirror 31a enters the field lens 33a for adjusting the incident angle through the first bending mirror 32b. Further, the G color light that is transmitted through the first color separation mirror 31a and separated by reflection by the second color separation mirror 31b is incident on the field lens 33b for adjusting the incident angle. Further, the R color light separated by passing through the second color separation mirror 31b passes through the first relay lens LL1 for image formation and the second and third bending mirrors 32c and 32d for bending the optical path, and the incident angle. The light enters the second relay lens LL2 for adjustment. Here, the first and second relay lenses LL1 and LL2 are disposed on the third optical path OP3 that is longer than the others, and constitute a relay system for extending the optical path. The first relay lens LL1 is a convex lens having positive relatively strong power, and the second relay lens LL2 is a convex lens having positive relatively weak power.

本実施形態の場合、第1リレーレンズLL1は、R色光用の第3光路OP3上において、第2折曲ミラー32cと第3折曲ミラー32dとの間であって、両折曲ミラー32c,32dの略中間位置に配置される。この第1リレーレンズLL1は、照明光学系20の重畳レンズ25によって第3光路OP3上に一旦重畳されて形成された中間像IMからの光束を、その発散を抑えつつ光変調部40の液晶パネル41c上に略等倍の照明像として再結像させる役割を有する。なお、中間像IMが形成される位置は、第1光路OP1上の液晶パネル41aや第2光路OP2上の液晶パネル41bと共役な位置となっている。   In the case of the present embodiment, the first relay lens LL1 is located between the second folding mirror 32c and the third folding mirror 32d on the third optical path OP3 for R-colored light, and both the folding mirrors 32c, It is arranged at a substantially middle position of 32d. The first relay lens LL1 is a liquid crystal panel of the light modulation unit 40 while suppressing the divergence of the light beam from the intermediate image IM that is once superimposed on the third optical path OP3 by the superimposing lens 25 of the illumination optical system 20. It has the role of re-imaging as a substantially equal magnification illumination image on 41c. The position where the intermediate image IM is formed is a conjugate position with the liquid crystal panel 41a on the first optical path OP1 and the liquid crystal panel 41b on the second optical path OP2.

また、本実施形態の場合、第2色分離ミラー31bと第2折曲ミラー32cとの間の距離aは、第1色分離ミラー31aと第2色分離ミラー31bとの間の距離aと等しくなっているが、第2折曲ミラー31cと第3折曲ミラー32dとの間の距離bよりも短くなっている。この結果、リレー光路である第3光路OP3を比較的短いもとのすることができ、色分離導光光学系30を省スペースで配置することができる。この例では、距離aが距離bよりも短いこと等に起因して、照明光学系20によって一旦形成される中間像IMが第2折曲ミラー32cの中心よりも光路下流側に配置されている。   In the present embodiment, the distance a between the second color separation mirror 31b and the second folding mirror 32c is equal to the distance a between the first color separation mirror 31a and the second color separation mirror 31b. However, it is shorter than the distance b between the second folding mirror 31c and the third folding mirror 32d. As a result, the third optical path OP3 that is a relay optical path can be made relatively short, and the color separation light guide optical system 30 can be arranged in a space-saving manner. In this example, due to the distance a being shorter than the distance b, the intermediate image IM once formed by the illumination optical system 20 is disposed downstream of the center of the second folding mirror 32c on the optical path. .

なお、第1リレーレンズLL1の入射面である第1面S1は非球面となっており、第2リレーレンズLL2の射出面である第2面S2は球面となっている。第1リレーレンズLL1をこのように非球面レンズとすることにより、中間像IMを低収差で液晶パネル41c上に結像させることができ、液晶パネル41cのより均一な照明が可能になる。   The first surface S1 that is the incident surface of the first relay lens LL1 is an aspheric surface, and the second surface S2 that is the exit surface of the second relay lens LL2 is a spherical surface. By using the first relay lens LL1 as an aspheric lens in this manner, the intermediate image IM can be formed on the liquid crystal panel 41c with low aberration, and the liquid crystal panel 41c can be illuminated more uniformly.

光変調部40において、各ライトバルブ40a,40b,40cは、非発光型の光変調装置として、入射した照明光の空間的強度分布を個別に変調する。ライトバルブ40a,40b,40cは、色分離導光光学系30から射出された各色光に対応してそれぞれ照明される3つの液晶パネル41a,41b,41cと、各液晶パネル41a,41b,41cの入射側にそれぞれ配置される3つの入射側偏光板42a,42b,42cと、各液晶パネル41a,41b,41cの射出側にそれぞれ配置される3つの射出側偏光板43a,43b,43cとを備える。   In the light modulation unit 40, each light valve 40a, 40b, 40c individually modulates the spatial intensity distribution of the incident illumination light as a non-light-emitting light modulation device. The light valves 40a, 40b, and 40c include three liquid crystal panels 41a, 41b, and 41c that are illuminated corresponding to the respective color lights emitted from the color separation light guide optical system 30, and the liquid crystal panels 41a, 41b, and 41c. Three incident side polarizing plates 42a, 42b, and 42c arranged on the incident side, respectively, and three emission side polarizing plates 43a, 43b, and 43c arranged on the emission side of the liquid crystal panels 41a, 41b, and 41c, respectively. .

以上の光変調部40において、色分離導光光学系30の第1色分離ミラー31aで反射されれて第1光路OP1に導かれたB色の光束は、フィールドレンズ33aを介して光変調装置たるライトバルブ40aに入射し、ライトバルブ40aを構成する液晶パネル41a上の表示領域を照明する。色分離導光光学系30の第1色分離ミラー31aを透過し第2色分離ミラー31bで反射され第2光路OP2に導かれたG色の光束は、フィールドレンズ33bを介して光変調装置たるライトバルブ40bに入射し、ライトバルブ40bを構成する液晶パネル41b上の表示領域を照明する。第1及び第2色分離ミラー31a,31bの双方を透過して第3光路OP3に導かれたR色の光束は、第1及び第2リレーレンズLL1,LL2等を介して光変調装置たるライトバルブ40cに入射し、ライトバルブ40cを構成する液晶パネル41c上の表示領域を照明する。各液晶パネル41a,41b,41cは、入射した照明光の偏光方向の空間的分布を変調し、各液晶パネル41a,41b,41cにそれぞれ入射した3色の照明光束は、画素単位で偏光状態を調節される。この際、入射側偏光板42a,42b,42cによって、各液晶パネル41a,41b,41cに入射する照明光の偏光方向が調整されるとともに、射出側偏光板43a,43b,43cによって、各液晶パネル41a,41b,41cから射出される変調光から所定の偏光方向の変調光が取り出される。以上により、各ライトバルブ40a,40b,40cは、それぞれに対応する各色の変調光すなわち像光を形成する。   In the light modulator 40 described above, the B-color light beam reflected by the first color separation mirror 31a of the color separation light guide optical system 30 and guided to the first optical path OP1 is transmitted through the field lens 33a. The light enters the light bulb 40a and illuminates the display area on the liquid crystal panel 41a constituting the light valve 40a. The G light beam transmitted through the first color separation mirror 31a of the color separation light guide optical system 30, reflected by the second color separation mirror 31b, and guided to the second optical path OP2 serves as a light modulation device via the field lens 33b. The light enters the light valve 40b and illuminates the display area on the liquid crystal panel 41b constituting the light valve 40b. The R-color light beam transmitted through both the first and second color separation mirrors 31a and 31b and guided to the third optical path OP3 is a light that is a light modulation device via the first and second relay lenses LL1 and LL2. The light enters the bulb 40c and illuminates the display area on the liquid crystal panel 41c constituting the light bulb 40c. Each of the liquid crystal panels 41a, 41b, and 41c modulates the spatial distribution of the polarization direction of the incident illumination light, and the three color illumination light beams incident on the respective liquid crystal panels 41a, 41b, and 41c change the polarization state in units of pixels. Adjusted. At this time, the polarization direction of the illumination light incident on each liquid crystal panel 41a, 41b, 41c is adjusted by the incident side polarizing plates 42a, 42b, 42c, and each liquid crystal panel is formed by the emission side polarizing plates 43a, 43b, 43c. Modulated light having a predetermined polarization direction is extracted from the modulated light emitted from 41a, 41b, and 41c. As described above, each light valve 40a, 40b, 40c forms modulated light, that is, image light of each color corresponding thereto.

クロスダイクロイックプリズム50は、像光用の光合成光学系を具体化したものであり、各ライトバルブ40a,40b,40cからの各色の像光を合成する。より詳しく説明すると、クロスダイクロイックプリズム50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51a,51bが形成されている。一方の第1誘電体多層膜51aは、B色光を反射し、他方の第2誘電体多層膜51bは、R色光を反射する。クロスダイクロイックプリズム50は、ライトバルブ40aからのB色光を誘電体多層膜51aで反射して進行方向右側に射出させ、ライトバルブ40bからのG色光を誘電体多層膜51a,51bを介して直進・射出させ、ライトバルブ40cからのR色光を誘電体多層膜51bで反射して進行方向左側に射出させる。このようにして、クロスダイクロイックプリズム50によりB色光、G色光及びR色光が合成され、カラー画像による画像光である合成光が形成される。   The cross dichroic prism 50 embodies a light combining optical system for image light, and combines the image light of each color from each light valve 40a, 40b, 40c. More specifically, the cross dichroic prism 50 has a substantially square shape in plan view in which four right angle prisms are bonded together, and a pair of dielectric multilayer films intersecting in an X shape at the interface where the right angle prisms are bonded to each other. 51a and 51b are formed. One first dielectric multilayer film 51a reflects B color light, and the other second dielectric multilayer film 51b reflects R color light. The cross dichroic prism 50 reflects the B color light from the light valve 40a by the dielectric multilayer film 51a and emits it to the right in the traveling direction, and the G color light from the light valve 40b travels straight through the dielectric multilayer films 51a and 51b. The R color light from the light valve 40c is reflected by the dielectric multilayer film 51b and emitted to the left in the traveling direction. In this way, the B-color light, the G-color light, and the R-color light are combined by the cross dichroic prism 50 to form combined light that is image light based on a color image.

投射レンズ60は、投射光学系を具体化したものであり、クロスダイクロイックプリズム50を経て形成された合成光による画像光を所望の拡大率で拡大してスクリーン(不図示)上にカラーの画像を投射する。   The projection lens 60 embodies a projection optical system, and enlarges the image light by the combined light formed through the cross dichroic prism 50 at a desired magnification to form a color image on a screen (not shown). Project.

以上説明した本実施形態のプロジェクタ100では、光路延長用のリレー系LL1,LL1が、一旦形成された中間像IMを光束の発散を抑えつつ結像させる第1リレーレンズLL1と、ライトバルブ40cに入射する光束の状態を調整する第2リレーレンズLL2との2枚のレンズで構成されるので、第3光路OP3に配置されるレンズやその支持部材が従来に比較して減少し、第3光路OP3すなわち色分離導光光学系30を簡易で低コストなものとすることができる。このような色分離導光光学系30を組み込んだ本実施形態のプロジェクタ100は、小型で低コストなものとなる。   In the projector 100 of the present embodiment described above, the relay systems LL1 and LL1 for extending the optical path are formed on the first relay lens LL1 that forms the intermediate image IM once formed while suppressing the divergence of the light beam and the light valve 40c. Since it is composed of two lenses, the second relay lens LL2 that adjusts the state of the incident light beam, the number of lenses arranged in the third optical path OP3 and its supporting members are reduced as compared with the prior art, and the third optical path. The OP3, that is, the color separation light guide optical system 30 can be made simple and low cost. The projector 100 of this embodiment incorporating such a color separation light guide optical system 30 is small and low-cost.

〔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。図2は、第2実施形態のプロジェクタの光学系を説明する概念図である。なお、第2実施形態のプロジェクタ200は、第1実施形態のプロジェクタ100を第1リレーレンズLL1の配置に関して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. FIG. 2 is a conceptual diagram illustrating the optical system of the projector according to the second embodiment. The projector 200 according to the second embodiment is obtained by changing the projector 100 according to the first embodiment with respect to the arrangement of the first relay lens LL1, and the parts not particularly described are the same as those in the first embodiment. .

図2に示すように、本実施形態のプロジェクタ200の場合、中間像IMの再結像用の第1リレーレンズLL1は、第2折曲ミラー32cと第3折曲ミラー32dとの間であって、第2折曲ミラー32cに近接して配置される。つまり、第1リレーレンズLL1が中間像IMに近づけて配置されているので、中間像IMからの光束の発散を第1リレーレンズLL1によって抑える効果を比較的高めることができる。なお、図2の第1リレーレンズLL1のパワーは、結像確保のため、図1の第1リレーレンズLL1のパワーよりも強くなっている。   As shown in FIG. 2, in the projector 200 of the present embodiment, the first relay lens LL1 for re-imaging the intermediate image IM is between the second folding mirror 32c and the third folding mirror 32d. Thus, it is arranged in the vicinity of the second folding mirror 32c. That is, since the first relay lens LL1 is arranged close to the intermediate image IM, the effect of suppressing the divergence of the light beam from the intermediate image IM by the first relay lens LL1 can be relatively enhanced. Note that the power of the first relay lens LL1 in FIG. 2 is stronger than the power of the first relay lens LL1 in FIG.

〔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。図3は、第3実施形態のプロジェクタの光学系を説明する概念図である。なお、第3実施形態のプロジェクタ300は、第1実施形態のプロジェクタ100を色分離導光光学系30に関して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. FIG. 3 is a conceptual diagram illustrating the optical system of the projector according to the third embodiment. The projector 300 according to the third embodiment is obtained by partially changing the projector 100 according to the first embodiment with respect to the color separation light guide optical system 30, and the parts that are not particularly described are the same as those in the first embodiment. And

図3に示すように、本実施形態のプロジェクタ300の場合、色分離導光光学系30において、第2色分離ミラー31bと第2折曲ミラー32cとの間の距離a1は、第1色分離ミラー31aと第2色分離ミラー31bとの間の距離aよりも長くなっており、第2折曲ミラー32cと第3折曲ミラー32dとの間の距離b1よりも長くなっている。この結果、照明光学系20によって一旦形成される中間像IMが第2折曲ミラー32cの中心よりも光路上流側に形成されている。これに対応して、中間像IMの再結像用の第1リレーレンズLL1は、第2色分離ミラー31bと第2折曲ミラー32cとの間であって、第2折曲ミラー32cに近接して配置される。この場合、第1リレーレンズLL1が中間像IMに近づけて配置されているので、中間像IMからの光束の発散を第1リレーレンズLL1によって抑える効果を比較的高めることができる。   As shown in FIG. 3, in the case of the projector 300 of this embodiment, in the color separation light guide optical system 30, the distance a1 between the second color separation mirror 31b and the second folding mirror 32c is the first color separation. It is longer than the distance a between the mirror 31a and the second color separation mirror 31b, and longer than the distance b1 between the second folding mirror 32c and the third folding mirror 32d. As a result, the intermediate image IM once formed by the illumination optical system 20 is formed on the upstream side of the optical path from the center of the second bending mirror 32c. Correspondingly, the first relay lens LL1 for re-imaging the intermediate image IM is between the second color separation mirror 31b and the second folding mirror 32c and close to the second folding mirror 32c. Arranged. In this case, since the first relay lens LL1 is arranged close to the intermediate image IM, the effect of suppressing the divergence of the light beam from the intermediate image IM by the first relay lens LL1 can be relatively enhanced.

〔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。図4は、第4実施形態のプロジェクタの光学系を説明する概念図である。なお、第4実施形態のプロジェクタ400は、第3実施形態のプロジェクタ300を色分離導光光学系30に関して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. FIG. 4 is a conceptual diagram illustrating the optical system of the projector according to the fourth embodiment. The projector 400 according to the fourth embodiment is obtained by partially changing the projector 300 according to the third embodiment with respect to the color separation / light guiding optical system 30, and parts that are not particularly described are the same as those according to the third embodiment. And

図4に示すように、本実施形態のプロジェクタ400の場合、色分離導光光学系30において、第2色分離ミラー31bと第2折曲ミラー32cとの間の距離aは、第1色分離ミラー31aと第2色分離ミラー31bとの間の距離aと等しく、第2折曲ミラー31cと第3折曲ミラー32dとの間の距離aとも等しくなっている。この結果、照明光学系20によって一旦形成される中間像IMが第2折曲ミラー32cの中心よりも光路上流側に形成されている。また、中間像IMの再結像用の第1リレーレンズLL1は、第2折曲ミラー32cと第3折曲ミラー32dとの間に配置される。   As shown in FIG. 4, in the case of the projector 400 of this embodiment, in the color separation light guide optical system 30, the distance a between the second color separation mirror 31b and the second folding mirror 32c is the first color separation. It is equal to the distance a between the mirror 31a and the second color separation mirror 31b, and is also equal to the distance a between the second folding mirror 31c and the third folding mirror 32d. As a result, the intermediate image IM once formed by the illumination optical system 20 is formed on the upstream side of the optical path from the center of the second bending mirror 32c. The first relay lens LL1 for re-imaging the intermediate image IM is disposed between the second folding mirror 32c and the third folding mirror 32d.

〔第5実施形態〕
以下、本発明の第5実施形態に係るプロジェクタについて説明する。図5は、第5実施形態のプロジェクタの光学系を説明する概念図である。なお、第5実施形態のプロジェクタ500は、第1実施形態のプロジェクタ100を色分離導光光学系30に関して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。
[Fifth Embodiment]
Hereinafter, a projector according to a fifth embodiment of the invention will be described. FIG. 5 is a conceptual diagram illustrating an optical system of the projector according to the fifth embodiment. Note that a projector 500 according to the fifth embodiment is obtained by changing the projector 100 according to the first embodiment with respect to the color separation light guide optical system 30, and parts not specifically described are the same as those in the first embodiment. .

第5実施形態のプロジェクタ500におこいて、色分離導光光学系530は、クロスダイクロイックミラー531と、第4折曲ミラー532e,532fと、第5折曲ミラー532g,532hと、第1リレーレンズLL1,LL1と、第2リレーレンズLL2,LL2と、フィールドレンズ33bとを備える。この色分離導光光学系530において、照明光学系20からの略白色の光源光は、クロスダイクロイックミラー531に入射する。クロスダイクロイックミラー531を構成する一方の第1ダイクロイックミラー部531aで反射されたB色光は、第1光路OP1に沿って、第4折曲ミラー532eと、第1リレーレンズLL1と、第5折曲ミラー532gと、第2リレーレンズLL2とを順次通過して、ライトバルブ40aに入射する。クロスダイクロイックミラー531を直進したG色光は、第2光路OP2に沿ってフィールドレンズ33bを通過して、ライトバルブ40bに入射する。クロスダイクロイックミラー531を構成する他方の第2ダイクロイックミラー部531bで反射されたR色光は、第3光路OP3に沿って、第4折曲ミラー532fと、第1リレーレンズLL1と、第5折曲ミラー532hと、第2リレーレンズLL2とを順次通過して、ライトバルブ40cに入射する。   In the projector 500 of the fifth embodiment, the color separation light guide optical system 530 includes a cross dichroic mirror 531, fourth folding mirrors 532e and 532f, fifth folding mirrors 532g and 532h, and a first relay lens. LL1, LL1, second relay lenses LL2, LL2, and a field lens 33b. In the color separation light guide optical system 530, the substantially white light source light from the illumination optical system 20 enters the cross dichroic mirror 531. The B-color light reflected by one of the first dichroic mirror units 531a constituting the cross dichroic mirror 531 passes along the first optical path OP1, and the fourth bending mirror 532e, the first relay lens LL1, and the fifth bending light. The light passes through the mirror 532g and the second relay lens LL2 sequentially and enters the light valve 40a. The G-color light traveling straight through the cross dichroic mirror 531 passes through the field lens 33b along the second optical path OP2 and enters the light valve 40b. The R-color light reflected by the other second dichroic mirror 531b constituting the cross dichroic mirror 531 follows the third optical path OP3, the fourth folding mirror 532f, the first relay lens LL1, and the fifth folding. The light passes through the mirror 532h and the second relay lens LL2 sequentially and enters the light valve 40c.

以上説明した第5実施形態のプロジェクタ500では、光路延長用の各リレー系が、一旦形成された中間像IMを光束の発散を抑えつつ結像させる第1リレーレンズLL1,LL1と、ライトバルブ40a,40cに入射する光束の状態を調整する第2リレーレンズLL2,LL2との2枚のレンズで構成されるので、第1及び第3光路OP1,OP3すなわち色分離導光光学系530を簡易で低コストなものとすることができる。このような色分離導光光学系530を組み込んだ本実施形態のプロジェクタ500は、小型で低コストなものとなる。   In the projector 500 of the fifth embodiment described above, each relay system for extending the optical path forms the first relay lenses LL1 and LL1 that form the intermediate image IM once formed while suppressing the divergence of the light beam, and the light valve 40a. , 40c, and the second relay lenses LL2 and LL2 for adjusting the state of the light beam incident thereon, the first and third optical paths OP1 and OP3, that is, the color separation light guide optical system 530 can be simplified. It can be made low-cost. The projector 500 according to this embodiment in which such a color separation light guide optical system 530 is incorporated is small and low-cost.

なお、上記第5実施形態のプロジェクタ500では、第4折曲ミラー532e,532fと第5折曲ミラー532g,532hとの間に第1リレーレンズLL1を配置しているが、クロスダイクロイックミラー531と第4折曲ミラー532e,532fとの間に第1リレーレンズLL1,LL1を配置する構成も可能である。この際、第4折曲ミラー532e,532f及び第5折曲ミラー532g,532h間の距離bを、クロスダイクロイックミラー531及び第4折曲ミラー532e,532f間の距離aよりも大きくするだけに限らず、両距離a,bを等しく、或いは距離bを距離aよりも小さくすることができる。   In the projector 500 according to the fifth embodiment, the first relay lens LL1 is disposed between the fourth bending mirrors 532e and 532f and the fifth bending mirrors 532g and 532h, but the cross dichroic mirror 531 A configuration in which the first relay lenses LL1 and LL1 are disposed between the fourth bending mirrors 532e and 532f is also possible. At this time, the distance b between the fourth bent mirrors 532e and 532f and the fifth bent mirrors 532g and 532h is limited only to be larger than the distance a between the cross dichroic mirror 531 and the fourth bent mirrors 532e and 532f. Instead, both the distances a and b can be made equal, or the distance b can be made smaller than the distance a.

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-described embodiments, and can be implemented in various modes without departing from the gist thereof. Such modifications are also possible.

すなわち、上記実施形態のプロジェクタ100,200,300,400,500では、照明光学系20を第1及び第2レンズアレイ23a,23b、偏光変換装置24、及び重畳レンズ25で構成したが、レンズアレイ23a,23b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。   That is, in the projectors 100, 200, 300, 400, and 500 according to the above-described embodiments, the illumination optical system 20 includes the first and second lens arrays 23a and 23b, the polarization conversion device 24, and the superimposing lens 25. This can be omitted for 23a, 23b, or it can be replaced by a rod integrator.

また、上記実施形態のプロジェクタ100,200,300,400では、短い第1及び光路OP1,OP2にB色光及びG色光をそれぞれ導き、長い第3光路OP3にR色光を導いているが、これらの組み合わせは用途等に応じて適宜変更可能である。例えば、短い第1光路OP1にR色光を導き、短い第2光路OP2にG色光を導き、長い第3光路OP3にB色光を導く構成とすることができる。   In the projectors 100, 200, 300, and 400 according to the above-described embodiments, B-color light and G-color light are guided to the short first and optical paths OP1 and OP2, respectively, and R-color light is guided to the long third optical path OP3. The combination can be appropriately changed depending on the application. For example, it may be configured such that R color light is guided to the short first optical path OP1, G color light is guided to the short second optical path OP2, and B color light is guided to the long third optical path OP3.

また、上記実施形態のプロジェクタ100,200,300,400,500では、第2リレーレンズLL2をライトバルブ40c等の直前に配置しているが、かかる第2リレーレンズLL2を第3折曲ミラー32dや第5折曲ミラー532g,532hに近接してこれらの第3折曲ミラー32dや第5折曲ミラー532g,532hの光路上流に配置することもできる。   In the projectors 100, 200, 300, 400, and 500 according to the above-described embodiments, the second relay lens LL2 is disposed immediately before the light valve 40c and the like. However, the second relay lens LL2 is disposed at the third folding mirror 32d. Alternatively, it can be disposed in the vicinity of the fifth folding mirrors 532g and 532h and upstream of the third folding mirror 32d and the fifth folding mirrors 532g and 532h.

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.

また、上記実施形態のプロジェクタ100,200,300,400,500では、BGRの分離及び合成にクロスダイクロイックプリズム50を用いたが、クロスダイクロイックミラーを用いてもよい。   In the projectors 100, 200, 300, 400, and 500 according to the above-described embodiments, the cross dichroic prism 50 is used for the separation and synthesis of BGR, but a cross dichroic mirror may be used.

本発明の第1実施形態に係るプロジェクタの構成を説明する概念図である。It is a conceptual diagram explaining the structure of the projector which concerns on 1st Embodiment of this invention. 第2実施形態に係るプロジェクタの構成を説明する概念図である。It is a conceptual diagram explaining the structure of the projector which concerns on 2nd Embodiment. 第3実施形態に係るプロジェクタの構成を説明する概念図である。It is a conceptual diagram explaining the structure of the projector which concerns on 3rd Embodiment. 第4実施形態に係るプロジェクタの構成を説明する概念図である。It is a conceptual diagram explaining the structure of the projector which concerns on 4th Embodiment. 第5実施形態に係るプロジェクタの構成を説明する概念図である。It is a conceptual diagram explaining the structure of the projector which concerns on 5th Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

10…光源ランプユニット、 11…ランプ本体、 20…照明光学系、 23a,23b…レンズアレイ、 24…偏光変換装置、 25…重畳レンズ、 30…色分離導光光学系、 31a…第1色分離ミラー、 31b…第2色分離ミラー、 32b…第1折曲ミラー、 32c…第2折曲ミラー、 32d…第3折曲ミラー、 33a,33b…フィールドレンズ、 40…光変調部、 40a,40b,40c…ライトバルブ、 41a,41b,41c…液晶パネル、 42a,42b,42c…入射側偏光板、 43a,43b,43c…射出側偏光板、 50…クロスダイクロイックプリズム、 60…投射レンズ、 100,200,300,400,500…プロジェクタ、 IM…中間像、 LL1…第1リレーレンズ、 LL2…第2リレーレンズ、 OA…システム光軸、 OP1…第1光路、 OP2…第2光路、 OP3…第3光路   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Light source lamp unit, 11 ... Lamp main body, 20 ... Illumination optical system, 23a, 23b ... Lens array, 24 ... Polarization conversion apparatus, 25 ... Superimposition lens, 30 ... Color separation light guide optical system, 31a ... 1st color separation Mirror, 31b ... 2nd color separation mirror, 32b ... 1st bending mirror, 32c ... 2nd bending mirror, 32d ... 3rd bending mirror, 33a, 33b ... Field lens, 40 ... Light modulation part, 40a, 40b , 40c ... light valve, 41a, 41b, 41c ... liquid crystal panel, 42a, 42b, 42c ... incident side polarizing plate, 43a, 43b, 43c ... exit side polarizing plate, 50 ... cross dichroic prism, 60 ... projection lens, 100, 200, 300, 400, 500 ... projector, IM ... intermediate image, LL1 ... first relay lens, LL2 ... first 2 relay lenses, OA ... system optical axis, OP1 ... first optical path, OP2 ... second optical path, OP3 ... third optical path

Claims (8)

光源光を射出する光源と、
前記光源光を均一化するための照明光学系と、
前記照明光学系から射出された照明光を各色の光束に分離する色分離導光光学系と、
前記色分離導光光学系によって分離された各色光の光束によってそれぞれ照明される各色用の光変調装置と、
前記各色用の光変調装置から射出された前記各色の像光を合成する合成光学系と、
前記合成光学系を経た像光を投射する投射光学系と、
を備え、
前記色分離導光光学系は、各色の光路のうち一部を構成する少なくとも1色の光路において光路延長用のリレー系を有し、
前記リレー系は、一旦形成された中間像を光束の発散を抑えつつ結像させる第1リレーレンズと、対応する光路上の光変調装置に入射する光束の状態を調整する第2リレーレンズとで構成される、プロジェクタ。
A light source that emits light source light;
An illumination optical system for making the light source light uniform;
A color separation light guide optical system for separating the illumination light emitted from the illumination optical system into light beams of respective colors;
A light modulation device for each color that is illuminated by a light beam of each color light separated by the color separation light guide optical system;
A combining optical system that combines the image light of each color emitted from the light modulation device for each color;
A projection optical system for projecting image light that has passed through the synthetic optical system;
With
The color separation light guide optical system has a relay system for extending an optical path in an optical path of at least one color constituting a part of an optical path of each color,
The relay system includes a first relay lens that forms an intermediate image once formed while suppressing divergence of the light beam, and a second relay lens that adjusts the state of the light beam incident on the light modulation device on the corresponding optical path. Constructed projector.
前記リレー系は、一旦形成された中間像を前記対応する光変調装置上に等倍で結像させる、請求項1に記載のプロジェクタ。   The projector according to claim 1, wherein the relay system forms an intermediate image once formed on the corresponding light modulation device at an equal magnification. 前記第1リレーレンズは、入射面と射出面のうち少なくとも一方の面が非球面である、請求項1及び請求項2のいずれか一項に記載のプロジェクタ。   The projector according to claim 1, wherein the first relay lens has an aspheric surface at least one of an incident surface and an exit surface. 前記色分離導光光学系は、前記照明光学系から射出された光束を第1色光と他の色光とに分離する第1色分離ミラーと、前記他の色光を第2色光と第3色光とに分離する第2色分離ミラーと、前記第1色分離ミラーを経た前記第1色光を反射して光路を折り曲げることにより第1色光用の光変調装置に導く第1折曲ミラーと、前記第2分離ミラーを経た前記第3色光を反射して光路を折り曲げることにより第3色光用の光変調装置に導く第2及び第3折曲ミラーとを有し、
前記第1リレーレンズは、前記第2折曲ミラーと前記第3折曲ミラーとの間に設けられる、
請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載のプロジェクタ。
The color separation light guide optical system includes a first color separation mirror that separates a light beam emitted from the illumination optical system into a first color light and another color light, and the other color light as a second color light and a third color light. A second color separation mirror that separates the first color light, a first folding mirror that reflects the first color light that has passed through the first color separation mirror and bends an optical path to guide the first color light to a light modulation device; A second and a third bent mirror for reflecting the third color light that has passed through the two separation mirrors and bending the optical path to lead to the light modulator for the third color light;
The first relay lens is provided between the second folding mirror and the third folding mirror;
The projector as described in any one of Claim 1- Claim 3.
前記色分離導光光学系は、前記照明光学系から射出された光束を第1色光と他の色光とに分離する第1色分離ミラーと、前記他の色光を第2色光と第3色光とに分離する第2色分離ミラーと、前記第1色分離ミラーを経た前記第1色光を反射して光路を折り曲げることにより第1色光用の光変調装置に導く第1折曲ミラーと、前記第2分離ミラーを経た前記第3色光を反射して光路を折り曲げることにより第3色光用の光変調装置に導く第2及び第3折曲ミラーとを有し、
前記第1リレーレンズは、前記第2色分離ミラーと前記第2折曲ミラーとの間に設けられる、
請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載のプロジェクタ。
The color separation light guide optical system includes a first color separation mirror that separates a light beam emitted from the illumination optical system into a first color light and another color light, and the other color light as a second color light and a third color light. A second color separation mirror that separates the first color light, a first folding mirror that reflects the first color light that has passed through the first color separation mirror and bends an optical path to guide the first color light to a light modulation device; A second and a third bent mirror for reflecting the third color light that has passed through the two separation mirrors and bending the optical path to lead to the light modulator for the third color light;
The first relay lens is provided between the second color separation mirror and the second folding mirror;
The projector as described in any one of Claim 1- Claim 3.
前記第2リレーレンズは、前記第3折曲ミラーと前記第3色光用の光変調装置との間に設けられる、請求項4及び請求項5のいずれか一項に記載のプロジェクタ。   6. The projector according to claim 4, wherein the second relay lens is provided between the third bending mirror and the light modulator for the third color light. 7. 前記第2色分離ミラーと前記第2折曲ミラーとの間の距離は、前記第2折曲ミラーと前記第3折曲ミラーとの間の距離よりも短い、請求項4から請求項6までのいずれか一項に記載のプロジェクタ。   The distance between the second color separation mirror and the second folding mirror is shorter than the distance between the second folding mirror and the third folding mirror. The projector according to any one of the above. 前記色分離導光光学系は、各色の光路のうち一部を構成する2色の光路において光路延長用のリレー系をそれぞれ有し、
各リレー系は、対応する光路上に一旦形成された中間像を光束の発散を抑えつつ結像させる第1リレーレンズと、対応する光路上の光変調装置に入射する光束の状態を調整する第2リレーレンズとで構成される、請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載のプロジェクタ。
The color separation light guide optical system has a relay system for extending an optical path in two color optical paths constituting a part of each color optical path,
Each relay system adjusts the state of the first relay lens that forms an intermediate image once formed on the corresponding optical path while suppressing the divergence of the light flux and the state of the light flux incident on the light modulator on the corresponding optical path. The projector according to any one of claims 1 to 3, comprising two relay lenses.
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