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JP2010181670A - Projector - Google Patents

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Publication number
JP2010181670A
JP2010181670A JP2009025656A JP2009025656A JP2010181670A JP 2010181670 A JP2010181670 A JP 2010181670A JP 2009025656 A JP2009025656 A JP 2009025656A JP 2009025656 A JP2009025656 A JP 2009025656A JP 2010181670 A JP2010181670 A JP 2010181670A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical system
light
optical
transparent parallel
projector
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Withdrawn
Application number
JP2009025656A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshihiko Sakai
俊彦 坂井
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
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP2009025656A priority Critical patent/JP2010181670A/en
Priority to US12/700,057 priority patent/US20100201952A1/en
Publication of JP2010181670A publication Critical patent/JP2010181670A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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  • Liquid Crystal (AREA)
  • Mounting And Adjusting Of Optical Elements (AREA)
  • Projection Apparatus (AREA)

Abstract

【課題】複数の投射画像を半画素ピッチずらした状態で重畳するに際して、高精度に画素位置の調整を行なうことでき、かつ小型化と軽量化ができるプロジェクターを提供する。
【解決手段】プロジェクター1において、第1光学系4では、光変調装置43及び合成光学系6の間に回動可能な透明平行平板45を配置し、傾斜角度調整機構によりカラー偏光子44から射出された光の入射面の法線に直交する2つの軸に関して透明平行平板45を所定の傾斜角度にて回転させる。傾斜角度調整機構により透明平行平板45を回転させるという簡単な構成により、光学像を半画素ピッチずらせる。半画素ピッチずれた光学像と第2光学系5から射出された光学像とを合成光学系6にて合成して投射画像の高精度化を実現することができる。また、プロジェクター1の小型化と軽量化とコストの低減が図れる。
【選択図】図1
Provided is a projector that can adjust pixel positions with high accuracy and can be reduced in size and weight when a plurality of projected images are superimposed with a half-pixel pitch shifted.
In a projector 1, in a first optical system 4, a rotatable transparent parallel plate 45 is disposed between a light modulation device 43 and a combining optical system 6, and emitted from a color polarizer 44 by an inclination angle adjusting mechanism. The transparent parallel plate 45 is rotated at a predetermined inclination angle with respect to two axes orthogonal to the normal line of the incident surface of the light. The optical image is shifted by a half pixel pitch by a simple configuration in which the transparent parallel plate 45 is rotated by the tilt angle adjusting mechanism. The combined optical system 6 combines the optical image shifted by a half pixel pitch and the optical image emitted from the second optical system 5 to achieve high accuracy of the projected image. Further, the projector 1 can be reduced in size, weight, and cost.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、光源から射出された光を、画像情報に応じて変調して光学像を形成して投射するプロジェクターに関する。   The present invention relates to a projector that modulates light emitted from a light source according to image information to form an optical image and project it.

近年、デジタル画像の高解像度化に伴い、スクリーン上に投射画像を投射するプロジェクターにおいて、光源装置から射出された光をライトバルブ等の光変調素子で変調して光学像を形成する光学装置を複数設け、それぞれの光学装置で形成された光学像を縦方向及び横方向に半画素ピッチずらした状態で重畳し、投射画像の高解像度化、高精細化を実現する技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
前記特許文献1に記載の技術では、2つの光学装置(投射系表示モジュール)で形成された光学像を、それぞれの光学装置が有する投射レンズを介して拡大投射し、投射画像を半画素ピッチずらした状態で重畳させ、投射画像の高解像度化、高精細化を実現している。
ここで、前記特許文献1に記載の技術では、各光学装置から射出される投射画像を、半画素ピッチという高精度に位置調整を行なう必要があるため、それぞれの投射レンズの入射側又は反射側に光シフト素子を設け、この光シフト素子の光シフト量を調整することにより、半画素ピッチずらした投射画像同士の重畳を行なっている。
In recent years, with the increase in resolution of digital images, in a projector that projects a projected image on a screen, a plurality of optical devices that form an optical image by modulating light emitted from a light source device with a light modulation element such as a light valve. And a technique for realizing high resolution and high definition of a projected image by superimposing optical images formed by the respective optical devices in a state shifted by a half pixel pitch in the vertical and horizontal directions (for example, , See Patent Document 1).
In the technique described in Patent Document 1, an optical image formed by two optical devices (projection system display modules) is enlarged and projected via a projection lens included in each optical device, and the projected image is shifted by a half pixel pitch. In this state, the projected image is increased in resolution and definition.
Here, in the technique described in Patent Document 1, since it is necessary to adjust the position of the projection image emitted from each optical device with a high accuracy of a half pixel pitch, the incident side or the reflection side of each projection lens. Are provided with a light shift element, and by adjusting the light shift amount of the light shift element, the projected images shifted by a half pixel pitch are superimposed.

特開平6−123868号公報JP-A-6-123868

しかしながら、前記特許文献1に記載の技術では、光学装置のそれぞれが投射レンズを有し、それぞれの投射レンズから射出された投射画像を重畳しているため、各投射レンズに固有の収差、歪みなどの影響を受け、投射画像全体に高精度に半画素ピッチずらした状態で重畳することが困難であるという問題がある。
また、前記特許文献1に記載の技術では、各光学装置に投射レンズがあるため、小型化、軽量化が困難であるという問題がある。
さらに、複数の光学装置で形成された光学像を合成光学装置で合成し、これを1つの投射レンズから射出する方法も考えられ、いずれかの光学装置全体を位置調整可能とする構成を採用することも考えられる。
しかし、このような構造を採用した場合、投射レンズに固有の収差、歪みなどによる投射画像全体での重畳を精度よく行なうことはできるが、光学装置の位置調整装置を設けなければならないため、前記と同様に、小型化、軽量化を図ることが困難であるという問題がある。
However, in the technique described in Patent Document 1, each of the optical devices has a projection lens, and the projection images emitted from the respective projection lenses are superimposed. Therefore, there is a problem that it is difficult to superimpose the entire projected image with a half-pixel pitch shifted with high accuracy.
Further, the technique described in Patent Document 1 has a problem that it is difficult to reduce the size and weight because each optical device has a projection lens.
Furthermore, a method of combining optical images formed by a plurality of optical devices with a combining optical device and emitting it from a single projection lens is also conceivable, and a configuration is adopted in which any one of the optical devices can be adjusted in position. It is also possible.
However, when such a structure is adopted, it is possible to accurately superimpose the entire projection image due to aberrations, distortion, etc. inherent to the projection lens, but it is necessary to provide a position adjustment device for the optical device. Similarly, there is a problem that it is difficult to reduce the size and weight.

本発明の目的は、複数の投射画像を半画素ピッチずらした状態で重畳するに際して、高精度に画素位置の調整を行なうことができ、かつ小型化と軽量化ができるプロジェクターを提供することである。   An object of the present invention is to provide a projector capable of adjusting a pixel position with high accuracy and miniaturizing and reducing the weight when a plurality of projection images are superimposed while being shifted by a half pixel pitch. .

本発明に係るプロジェクターは、
光源装置から射出された光を、入力される画像情報に応じて変調して光学像を形成する光変調装置を備えた第1光学系及び第2光学系と、
前記第1光学系及び前記第2光学系のそれぞれで形成された光学像を合成する合成光学系と、
前記合成光学系で合成された合成光学像を投射する投射光学系と、
を備えたプロジェクターであって、
前記第1光学系及び前記第2光学系のいずれか一方には、前記光変調装置及び前記合成光学系の間に配置される回動可能な透明平行平板と、
前記透明平行平板を、前記光変調装置の入射面の法線に直交する第1の軸と、前記法線及び前記第1の軸に直交する第2の軸とに関して回転させて、前記法線に対する前記透明平行平板の傾斜角度を調整する傾斜角度調整機構を備えていることを特徴とする。
The projector according to the present invention is
A first optical system and a second optical system including a light modulator that modulates light emitted from the light source device according to input image information to form an optical image;
A combining optical system for combining optical images formed by the first optical system and the second optical system,
A projection optical system for projecting a composite optical image synthesized by the synthesis optical system;
A projector comprising:
In any one of the first optical system and the second optical system, a rotatable transparent parallel plate disposed between the light modulation device and the combining optical system,
The transparent parallel plate is rotated with respect to a first axis perpendicular to the normal of the incident surface of the light modulator and a second axis perpendicular to the normal and the first axis, and the normal And a tilt angle adjusting mechanism for adjusting the tilt angle of the transparent parallel flat plate.

このような発明によれば、特定位置に透明平行平板を設け、この透明平行平板を傾斜角度調整機構により特定方向に回転させるという簡単な構成により、光学像を半画素ピッチずらすことができる。そして、この半画素ピッチずれた光学像と、透明平行平板が設けられていない光学系から射出された光学像とを合成光学系にて合成し、この合成された光学像を投射光学系にて投射するため、投射画像の高精度化を実現することができる。
また、合成光学系と投射光学系との間に透明平行平板を配置したため、投射光学系の射出側に透明平行平板を設けた場合と比較して、光学像のずれる量が比較的小さくて済むので、光学像の位置調整を精度よく行うことができる。
また、透明平行平板を回転させて光学像をずらすため、光学装置全体を位置調整可能とする構成を設けなくて済むので、プロジェクターの小型化と軽量化とコストの低減が図れる。
According to such an invention, the optical image can be shifted by a half pixel pitch by a simple configuration in which a transparent parallel plate is provided at a specific position and the transparent parallel plate is rotated in a specific direction by the tilt angle adjusting mechanism. Then, the optical image shifted by the half pixel pitch and the optical image emitted from the optical system not provided with the transparent parallel plate are synthesized by the synthesis optical system, and the synthesized optical image is synthesized by the projection optical system. Since the projection is performed, the accuracy of the projected image can be increased.
Further, since the transparent parallel plate is disposed between the combining optical system and the projection optical system, the amount of deviation of the optical image can be relatively small compared to the case where the transparent parallel plate is provided on the exit side of the projection optical system. Therefore, the position adjustment of the optical image can be performed with high accuracy.
In addition, since the optical image is shifted by rotating the transparent parallel plate, it is not necessary to provide a configuration that can adjust the position of the entire optical device, so that the projector can be reduced in size, weight, and cost.

本発明では、
前記光源装置は、光源と、前記光源から射出された光を入射面に対して平行なP偏光光と、前記入射面に対して垂直なS偏光光を分離する偏光分離装置とを備え、
前記第1光学系は、前記偏光分離装置で分離されたP偏光光に基づいて光学像を形成し、
前記第2光学系は、前記偏光分離装置で分離されたS偏光光に基づいて光学像を形成することが好ましい。
In the present invention,
The light source device includes a light source, P-polarized light parallel to an incident surface of light emitted from the light source, and a polarization separation device that separates S-polarized light perpendicular to the incident surface,
The first optical system forms an optical image based on the P-polarized light separated by the polarization separation device,
It is preferable that the second optical system forms an optical image based on the S-polarized light separated by the polarization separation device.

このような発明によれば、光は主としてP偏光光とS偏光光とにより構成されているため、偏光分離装置で分離されたP偏光光とS偏光光とに基づいてそれぞれ光学像を形成することができる。したがって、光の利用効率を高めることができる。また、1つの光源装置で2つの光学系の光源像を形成できるため、小型化、軽量化を図ることができる。   According to such an invention, since the light is mainly composed of P-polarized light and S-polarized light, an optical image is formed based on the P-polarized light and S-polarized light separated by the polarization separation device, respectively. be able to. Therefore, the light use efficiency can be increased. Moreover, since light source images of two optical systems can be formed with one light source device, it is possible to reduce the size and weight.

本発明では、
前記第1光学系及び前記第2光学系は、
入射する光を、高波長域から低波長域、又は低波長域から高波長域に向かって、赤色光、緑色光、及び青色光に順次分離する色分離装置と、
分離された各色光のそれぞれを、入力される画像情報に応じて変調して光学像を形成する3つの前記光変調装置と、
各光変調装置で形成された各色光の光学像を合成する色合成光学装置と、
前記色合成光学装置及び前記合成光学系の間に設けられ、前記緑色光の偏光方向を変更するカラー偏光子とを備え、
前記透明平行平板は、前記カラー偏光子に設けられていることが好ましい。
In the present invention,
The first optical system and the second optical system are:
A color separation device that sequentially separates incident light into red light, green light, and blue light from a high wavelength region to a low wavelength region, or from a low wavelength region to a high wavelength region;
Each of the separated light components is modulated in accordance with input image information to form an optical image;
A color synthesizing optical device for synthesizing optical images of the respective color lights formed by the respective light modulation devices;
A color polarizer provided between the color synthesizing optical device and the synthesizing optical system and changing a polarization direction of the green light;
The transparent parallel plate is preferably provided on the color polarizer.

ここで、光を、高波長域から低波長域、又は低波長域から高波長域に向かって、赤色光、緑色光、及び青色光に順次分離し、これら各色光から光学像を合成する場合、赤色光及び青色光の偏光方向を反射率の高い入射面に垂直なS偏光光に揃え、緑色光の偏光方向を透過率の高いP偏光光とすることがある。
このような発明によれば、カラー偏光子により緑色光の偏光方向を赤色光及び青色光の偏光方向とそろえることができる。したがって、カラー光学像を構成する緑色光、赤色光、及び青色光の偏光方向がすべてそろっているため、透明平行平板の後段に配置された合成光学系などにおいて、カラー光学像の操作性が容易である。
Here, when light is sequentially separated into red light, green light, and blue light from the high wavelength region to the low wavelength region, or from the low wavelength region to the high wavelength region, and an optical image is synthesized from each color light. In some cases, the polarization directions of red light and blue light are aligned with S-polarized light perpendicular to the incident surface with high reflectance, and the polarization direction of green light is P-polarized light with high transmittance.
According to such an invention, the polarization direction of green light can be aligned with the polarization direction of red light and blue light by the color polarizer. Therefore, since the polarization directions of the green light, red light, and blue light that make up the color optical image are all the same, the operability of the color optical image is easy in a composite optical system, etc., placed behind the transparent parallel plate. It is.

本発明では、
前記透明平行平板は、厚みが0.5mm以上、30mm以下であることが好ましい。
In the present invention,
The transparent parallel flat plate preferably has a thickness of 0.5 mm or more and 30 mm or less.

このような発明によれば、透明平行平板の厚みを特定したため、強度を確保することができ、傾斜角度の微調整も容易に行うことができる。ここで、厚みを0.5mm未満にすると、強度が不足して損傷しやすくなる場合がある。一方、厚みが30mmを超えると、透明平行平板の傾斜角度をわずかに変更しても、光学像のずれる量が大きくなってしまうため、傾斜角度調整機構での微調整を行いにくくなる場合がある。   According to such an invention, since the thickness of the transparent parallel plate is specified, the strength can be ensured and the inclination angle can be easily finely adjusted. Here, if the thickness is less than 0.5 mm, the strength may be insufficient and damage may easily occur. On the other hand, if the thickness exceeds 30 mm, even if the tilt angle of the transparent parallel plate is slightly changed, the amount of shift of the optical image becomes large, and it may be difficult to perform fine adjustment with the tilt angle adjusting mechanism. .

本発明では、
前記傾斜角度調整機構は、前記法線に対する前記透明平行平板の傾斜角度を0より大きく5度以下の範囲とすることが好ましい。
In the present invention,
In the tilt angle adjusting mechanism, it is preferable that the tilt angle of the transparent parallel plate with respect to the normal line is in a range of more than 0 and 5 degrees or less.

このような発明によれば、傾斜角度を特定の範囲としたため、光学像を高精度に半画素ピッチずらすことができる。一方、傾斜角度が5度を超えると、光学像が半画素ピッチよりも多くずれてしまう場合がある。   According to such an invention, since the inclination angle is set to a specific range, the optical image can be shifted by a half pixel pitch with high accuracy. On the other hand, if the tilt angle exceeds 5 degrees, the optical image may be displaced more than the half pixel pitch.

本発明では、
前記透明平行平板は、ガラス材料からなることが好ましい。
In the present invention,
The transparent parallel flat plate is preferably made of a glass material.

このような発明によれば、透明平行平板のコストを低減することができる。ガラス材料は、例えば、石英ガラスや結晶化ガラスなどである。   According to such an invention, the cost of a transparent parallel plate can be reduced. Examples of the glass material include quartz glass and crystallized glass.

本発明の第1実施形態に係るプロジェクターの構造を表す模式図。1 is a schematic diagram illustrating a structure of a projector according to a first embodiment of the invention. 前記実施形態における透明平行平板が配置された状態(A)、(B)を表す模式図。The schematic diagram showing the state (A) and (B) with which the transparent parallel plate in the said embodiment is arrange | positioned. 前記実施形態における傾斜角度調整機構を示す正面図。The front view which shows the inclination angle adjustment mechanism in the said embodiment. 前記実施形態における傾斜角度調整機構を示す側面図。The side view which shows the inclination angle adjustment mechanism in the said embodiment. 前記実施形態における合成光学系によって合成された第1、第2光学系の投射画像の状態を表す模式図。The schematic diagram showing the state of the projection image of the 1st, 2nd optical system synthesize | combined by the synthetic | combination optical system in the said embodiment. 本発明の第2実施形態に係るプロジェクターの構造を表す模式図。FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a structure of a projector according to a second embodiment of the invention. 前記実施形態における傾斜角度調整機構を示す正面図。The front view which shows the inclination angle adjustment mechanism in the said embodiment.

以下、本発明の実施の一形態について、図面に基づいて説明する。
〔第1実施形態〕
図1には、本発明の実施形態に係るプロジェクター1が示されており、このプロジェクター1は、照明光学装置2と、偏光分離装置3と、第1光学系4と、第2光学系5と、合成光学系6と、投射光学系7と、を備えている。また、図3,4に示されるように、プロジェクター1は、後述する透明平行平板45を回転させる傾斜角度調整機構9を備える。これらの光学素子は、図示を略したが、1つの筐体に収納されている。このプロジェクター1は、照明光学装置2から射出された光を、第1光学系4、第2光学系5のそれぞれで入力する画像情報に応じて変調して光学像を形成し、合成光学系6にて各光学系4、5で形成された光学像を合成し、投射光学系7により合成された光学像を投射するものである。なお、主光線の進行方向をZ軸方向とし、主光線の進行方向に直交する方向である2つの軸をX軸方向(紙面に平行な方向)及びY軸方向(紙面に直交する方向)としている。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[First Embodiment]
FIG. 1 shows a projector 1 according to an embodiment of the present invention. The projector 1 includes an illumination optical device 2, a polarization separation device 3, a first optical system 4, and a second optical system 5. , A synthesis optical system 6 and a projection optical system 7 are provided. 3 and 4, the projector 1 includes an inclination angle adjusting mechanism 9 that rotates a transparent parallel flat plate 45 described later. Although not shown, these optical elements are housed in a single housing. The projector 1 modulates the light emitted from the illumination optical device 2 in accordance with image information input by each of the first optical system 4 and the second optical system 5 to form an optical image, and combines the combined optical system 6. The optical images formed by the optical systems 4 and 5 are synthesized and the optical image synthesized by the projection optical system 7 is projected. The traveling direction of the principal ray is the Z-axis direction, and two axes that are orthogonal to the traveling direction of the principal ray are the X-axis direction (direction parallel to the paper surface) and the Y-axis direction (direction orthogonal to the paper surface). Yes.

図1に示すように、照明光学装置2は、光源装置21、第1レンズアレイ22、第2レンズアレイ23、及び重畳レンズ24を備える。
光源装置21は、放射状の光線を射出する光源としての光源ランプ211と、当該光源ランプ211から射出された放射光を反射して所定位置に収束させるリフレクタ212とを備えている。このような光源ランプ211としては、ハロゲンランプ、メタルハライドランプ及び高圧水銀ランプ等を利用することができる。また、リフレクタ212としては、回転放物面を反射面とする放物面リフレクタや、回転楕円面を反射する楕円面リフレクタを採用することができる。リフレクタ212によって反射された光は、第1レンズアレイ22に供給される。
As shown in FIG. 1, the illumination optical device 2 includes a light source device 21, a first lens array 22, a second lens array 23, and a superimposing lens 24.
The light source device 21 includes a light source lamp 211 as a light source that emits a radial light beam, and a reflector 212 that reflects the emitted light emitted from the light source lamp 211 and converges it to a predetermined position. As such a light source lamp 211, a halogen lamp, a metal halide lamp, a high-pressure mercury lamp, or the like can be used. In addition, as the reflector 212, a parabolic reflector having a rotating paraboloid as a reflecting surface or an ellipsoidal reflector reflecting a rotating ellipsoid can be employed. The light reflected by the reflector 212 is supplied to the first lens array 22.

第1レンズアレイ22及び第2レンズアレイ23は、それぞれ対応する小レンズがマトリクス状に配列された構成を有し、第1レンズアレイ22は、光源装置21から入射した光を複数の部分光に分割して、第2レンズアレイ23近傍に結像させる。
第2レンズアレイ23は、光路後段に位置する重畳レンズ24とともに、後述する第1光学系4を構成する液晶パネル42R、42G、42B、及び、第2光学系5を構成する液晶パネル52R、52G、52Bの画像形成領域に第1レンズアレイ22で分割された複数の部分光を重畳させる。重畳レンズ24の後段には、偏光分離装置3が配置されている。
Each of the first lens array 22 and the second lens array 23 has a configuration in which corresponding small lenses are arranged in a matrix, and the first lens array 22 converts light incident from the light source device 21 into a plurality of partial lights. The image is divided and imaged in the vicinity of the second lens array 23.
The second lens array 23 includes liquid crystal panels 42R, 42G, and 42B that constitute a first optical system 4 to be described later, and liquid crystal panels 52R and 52G that constitute the second optical system 5, together with a superimposing lens 24 that is positioned downstream of the optical path. , 52B, a plurality of partial lights divided by the first lens array 22 are superimposed. The polarization separation device 3 is disposed at the subsequent stage of the superimposing lens 24.

偏光分離装置3は、照明光学装置2から射出された光の光路中心軸に対して、略45度傾斜して配置される板状体であり、BK7、石英ガラス等の透明基板上に誘電体多層膜を形成した光学素子である。偏光分離装置3の誘電体多層膜は、照明光学装置2から射出されたランダムな偏光光を2種類の直線偏光光に分離する機能を有し、光の入射面に対して平行な直線偏光光(P偏光光)を透過し、入射面に対して垂直な直線偏光(S偏光光)を反射する。この偏光分離装置3で分離されたS偏光光は、投射光学系7と正対する方向に配置される第1光学系4に供給され、P偏光光は、投射光学系7に対して直角方向に配置される第2光学系5に供給される。   The polarization separation device 3 is a plate-like body disposed at an inclination of about 45 degrees with respect to the optical path central axis of the light emitted from the illumination optical device 2, and is a dielectric on a transparent substrate such as BK7 or quartz glass. An optical element in which a multilayer film is formed. The dielectric multilayer film of the polarization separation device 3 has a function of separating random polarized light emitted from the illumination optical device 2 into two types of linearly polarized light, and is linearly polarized light parallel to the light incident surface. Transmits (P-polarized light) and reflects linearly polarized light (S-polarized light) perpendicular to the incident surface. The S-polarized light separated by the polarization separation device 3 is supplied to the first optical system 4 arranged in the direction facing the projection optical system 7, and the P-polarized light is perpendicular to the projection optical system 7. The second optical system 5 is supplied.

第1光学系4は、偏光分離装置3で分離されたS偏光光を、画像情報に応じて変調して光学像を形成する部分であり、色分離光学装置41、光変調装置42、色合成光学装置43、カラー偏光子44、及び透明平行平板45を備える。
色分離光学装置41は、入射したS偏光光を赤色光(R)、緑色光(G)、青色光(B)の三色光に分離する機能を有し、ダイクロイックミラー411、412、反射ミラー413、414、415、及び位相差板416、417を備える。
The first optical system 4 is a part that modulates the S-polarized light separated by the polarization separation device 3 according to image information to form an optical image. The first optical system 4 is a color separation optical device 41, a light modulation device 42, and a color composition. An optical device 43, a color polarizer 44, and a transparent parallel plate 45 are provided.
The color separation optical device 41 has a function of separating incident S-polarized light into three-color light of red light (R), green light (G), and blue light (B), and includes dichroic mirrors 411 and 412 and a reflection mirror 413. 414, 415 and phase difference plates 416, 417.

ダイクロイックミラー411、412は、S偏光光の光路中心軸に対して略45度傾斜して配置され、BK7、石英ガラス等の透明基板上に誘電体多層膜を形成した光学素子である。ダイクロイックミラー411、412の誘電体多層膜は、特定の波長域の光を反射し、それ以外の光を透過して、S偏光光を複数の色光に分離する機能を有する。光路前段に配置されるダイクロイックミラー411は、青色光(B)を反射し、それ以外の赤色光(R)、緑色光(G)を透過し、一方、光路後段に配置されるダイクロイックミラー412は、緑色光(G)を反射し、赤色光(R)を透過する。ダイクロイックミラー411の後段には、反射ミラー413が配置され、ダイクロイックミラー412の後段には、反射ミラー414、415が配置されている。
反射ミラー413、414、415は、ダイクロイックミラー411、412で分離された各色光R、G、Bを、光変調装置42に導く光学素子であり、全反射ミラーで構成される。反射ミラー413の後段には、位相差板416が配置され、反射ミラー415の後段には、波長位相差板417が配置されている。
位相差板416、417は、反射ミラー413、415で反射されたS偏光光の各色光R、Bを、P偏光光の各色光R、Bに変更する光学素子であり、1/2波長位相差板で構成される。位相差板416、417は、P偏光光の各色光R、Bを光変調装置42を構成する液晶パネル42R、42Bに供給する。
The dichroic mirrors 411 and 412 are optical elements that are arranged with an inclination of about 45 degrees with respect to the optical path center axis of the S-polarized light and in which a dielectric multilayer film is formed on a transparent substrate such as BK7 or quartz glass. The dielectric multilayer films of the dichroic mirrors 411 and 412 have a function of reflecting light in a specific wavelength region, transmitting other light, and separating S-polarized light into a plurality of color lights. The dichroic mirror 411 disposed at the front stage of the optical path reflects the blue light (B) and transmits the other red light (R) and green light (G), while the dichroic mirror 412 disposed at the rear stage of the optical path. , Green light (G) is reflected and red light (R) is transmitted. A reflection mirror 413 is disposed at the subsequent stage of the dichroic mirror 411, and reflection mirrors 414 and 415 are disposed at the subsequent stage of the dichroic mirror 412.
The reflection mirrors 413, 414, and 415 are optical elements that guide the color lights R, G, and B separated by the dichroic mirrors 411 and 412 to the light modulation device 42, and are configured by total reflection mirrors. A phase difference plate 416 is disposed downstream of the reflection mirror 413, and a wavelength phase difference plate 417 is disposed downstream of the reflection mirror 415.
The phase difference plates 416 and 417 are optical elements that change the respective color lights R and B of the S-polarized light reflected by the reflection mirrors 413 and 415 to the respective color lights R and B of the P-polarized light. Consists of a phase difference plate. The phase difference plates 416 and 417 supply the respective color lights R and B of the P-polarized light to the liquid crystal panels 42R and 42B constituting the light modulation device 42.

光変調装置42は、3つの液晶パネル42R、42G、42Bと、各液晶パネル42R、42G、42Bの光路前段に配置される3つの入射側偏光板421R、421G、421Bと、各液晶パネル42R、42G、42Bの光路後段に配置される3つの射出側偏光板422R、422G、422Bとを備える。
3つの入射側偏光板421R、421G、421Bは、BK7、石英ガラス等の透明基板上に偏光膜を形成して構成されており、このうち2つの入射側偏光板421R、421Bは、位相差板416,417から射出されたP偏光光を透過する性質を有する。
液晶パネル42R、42Bは、一対の透明なガラス基板に電気光学物質である液晶が密閉封入された構成を有し、入力される画像情報に応じて液晶の配向状態が制御されることで、入射側偏光板421R、421Bから射出されたP偏光光の偏光方向をS偏光光に変調する。
射出側偏光板422R、422Bは、液晶パネル42R、42Bを介して射出された光のうち、S偏光光のみを透過し、その他の光を吸収する。透過したS偏光光は、色合成光学装置43に供給される。
一方、入射側偏光板421Gは、偏光分離装置3で分離されたS偏光光を透過する性質を有し、光路途中のダイクロイックミラー412等で位相が変更された光を吸収する。
液晶パネル42Gは、一対の透明なガラス基板に電気光学物質である液晶が密閉封入された構成を有し、入力される画像情報に応じて液晶の配向状態が制御されることで、入射側偏光板421Gから射出されたS偏光光の偏光方向をP偏光光に変調する。
射出側偏光板422Gは、液晶パネル42Gを介して射出された光のうち、P偏光光のみを透過し、その他の光を吸収する。透過したP偏光光は、色合成光学装置43に供給される。
The light modulation device 42 includes three liquid crystal panels 42R, 42G, and 42B, three incident-side polarizing plates 421R, 421G, and 421B disposed in front of the optical paths of the liquid crystal panels 42R, 42G and 42B, and the liquid crystal panels 42R, 42G and 42B, and three exit side polarizing plates 422R, 422G, and 422B disposed in the latter stage of the optical path.
The three incident-side polarizing plates 421R, 421G, and 421B are configured by forming a polarizing film on a transparent substrate such as BK7 or quartz glass. Among these, the two incident-side polarizing plates 421R and 421B are retardation plates. It has the property of transmitting P-polarized light emitted from 416,417.
The liquid crystal panels 42R and 42B have a configuration in which a liquid crystal, which is an electro-optical material, is hermetically sealed between a pair of transparent glass substrates. The liquid crystal panels 42R and 42B are incident by controlling the alignment state of the liquid crystal according to input image information. The polarization direction of the P-polarized light emitted from the side polarizing plates 421R and 421B is modulated into S-polarized light.
Outgoing-side polarizing plates 422R and 422B transmit only S-polarized light and absorb other light out of the light emitted through the liquid crystal panels 42R and 42B. The transmitted S-polarized light is supplied to the color synthesis optical device 43.
On the other hand, the incident-side polarizing plate 421G has a property of transmitting S-polarized light separated by the polarization separation device 3, and absorbs light whose phase has been changed by the dichroic mirror 412 or the like in the middle of the optical path.
The liquid crystal panel 42G has a configuration in which a liquid crystal, which is an electro-optical material, is hermetically sealed between a pair of transparent glass substrates, and the alignment state of the liquid crystal is controlled according to input image information, so that incident-side polarization The polarization direction of the S-polarized light emitted from the plate 421G is modulated into P-polarized light.
The emission-side polarizing plate 422G transmits only P-polarized light and absorbs other light out of the light emitted through the liquid crystal panel 42G. The transmitted P-polarized light is supplied to the color synthesis optical device 43.

色合成光学装置43は、各射出側偏光板422R、422G、422Bから射出された変調光を合成してカラー画像を形成する機能を有し、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有し、直角プリズム同士を貼り合わせた界面には、2つの誘電体多層膜が形成されたクロスダイクロイックプリズムとして構成される。2つの誘電体多層膜は、一方が赤色光(R)を反射し、緑色光(G)を透過する性質を有し、他方が青色光(B)を反射し、緑色光(G)を透過する性質を有し、これら誘電体多層膜によって赤色光(R)、緑色光(G)、青色光(B)が合成されてカラー画像が形成される。形成されたカラー画像は、色合成光学装置43の後段に配置されたカラー偏光子44に供給される。   The color synthesizing optical device 43 has a function of synthesizing the modulated lights emitted from the emission-side polarizing plates 422R, 422G, and 422B to form a color image, and has a substantially square shape in plan view in which four right-angle prisms are bonded. And a cross dichroic prism in which two dielectric multilayer films are formed at the interface where the right-angle prisms are bonded together. One of the two dielectric multilayer films reflects red light (R) and transmits green light (G), and the other reflects blue light (B) and transmits green light (G). These dielectric multilayer films combine red light (R), green light (G), and blue light (B) to form a color image. The formed color image is supplied to a color polarizer 44 arranged at the subsequent stage of the color synthesis optical device 43.

カラー偏光子44は、第1光学系4で形成された青色のS偏光光の偏光方向と赤色のS偏光光の偏光方向とを変更する光学素子であり、青色波長域のS偏光光をP偏光光に変更する青色変更層と、赤色波長域のS偏光光をP偏光光に変更する赤色変更層とにて構成されている。これら青色変更層及び赤色変更層の材料としては、高分子材料や無機材料が用いられる。高分子材料としては、ポリビニルアルコール、ポリカーボネート、マイラー、ポリプロピレン、ポリスチレン、トリアセテート(トリブチルアセテート)及びポリメチルメタクリレートなどである。無機材料としては、水晶、マイカ、及び方解石などである。
P偏光光の緑色光とP偏光光の赤色光とP偏光光の青色光とは、カラー偏光子44の後段に配置された透明平行平板45に供給される。
The color polarizer 44 is an optical element that changes the polarization direction of the blue S-polarized light and the polarization direction of the red S-polarized light formed by the first optical system 4. It is comprised by the blue change layer which changes into polarized light, and the red change layer which changes S polarized light of a red wavelength range into P polarized light. As materials for the blue color changing layer and the red color changing layer, polymer materials and inorganic materials are used. Examples of the polymer material include polyvinyl alcohol, polycarbonate, mylar, polypropylene, polystyrene, triacetate (tributyl acetate), and polymethyl methacrylate. Inorganic materials include quartz, mica, and calcite.
The green light of the P-polarized light, the red light of the P-polarized light, and the blue light of the P-polarized light are supplied to the transparent parallel plate 45 disposed at the subsequent stage of the color polarizer 44.

透明平行平板45は、図2に示されるように、入射側平面45Aと出射側平面45Bとを有する。ここで、図2では、光学像がY軸回りにずれる場合を説明するが、X軸回りに光学像がずれる場合も同様である。なお、上述の第1の軸は、入射面の法線Aに直交するY軸に対応し、第2の軸は、その法線A及びY軸に直交するX軸に対応する。
図2(A)に示すように、入射側平面45Aは、カラー偏光子44から射出されたP偏光光の主光線が法線Aに対して傾斜角度(α)となるように傾斜している。傾斜角度(α度)は、0度<α度≦10度であることが好ましく、さらに好ましくは、0度≦α度≦5度である。傾斜角度(α度)が10度を超える場合、非点収差が増大し結像性能が実用に耐えない場合がある。一方、入射側平面45Aが法線Aに直交する(α度=0度)場合、図2(B)に示すように、光学像は、ずれることなく透過する。
また、透明平行平板45の厚み(d)は、0.5mm以上30mm以下であることが好ましい。厚みが0.5mm未満の場合、透明平行平板45の強度が不足して、損傷しやすくなる場合がある。一方、厚みが30mmを超える場合、透明平行平板45の傾斜角度をわずかに変更しても、光学像のずれる量が大きくなってしまうため、後述する傾斜角度調整機構9での微調整を行いにくくなる場合がある。
As shown in FIG. 2, the transparent parallel plate 45 has an incident side plane 45A and an output side plane 45B. Here, FIG. 2 illustrates a case where the optical image is shifted about the Y axis, but the same applies to the case where the optical image is shifted about the X axis. Note that the first axis described above corresponds to the Y axis orthogonal to the normal A of the incident surface, and the second axis corresponds to the X axis orthogonal to the normal A and the Y axis.
As shown in FIG. 2A, the incident-side plane 45A is inclined such that the principal ray of P-polarized light emitted from the color polarizer 44 is at an inclination angle (α) with respect to the normal A. . The inclination angle (α degree) is preferably 0 degree <α degree ≦ 10 degrees, and more preferably 0 degree ≦ α degree ≦ 5 degrees. When the tilt angle (α degree) exceeds 10 degrees, astigmatism increases and the imaging performance may not be practical. On the other hand, when the incident side plane 45A is orthogonal to the normal line A (α degree = 0 degree), the optical image is transmitted without deviation as shown in FIG.
Moreover, it is preferable that the thickness (d) of the transparent parallel flat plate 45 is 0.5 mm or more and 30 mm or less. If the thickness is less than 0.5 mm, the strength of the transparent parallel plate 45 may be insufficient and may be easily damaged. On the other hand, if the thickness exceeds 30 mm, even if the tilt angle of the transparent parallel plate 45 is slightly changed, the amount of deviation of the optical image becomes large, and it is difficult to make fine adjustments with the tilt angle adjusting mechanism 9 described later. There is a case.

透明平行平板45は、ガラス材料であることが好ましい。ガラス材料としては、BK7,石英ガラスや結晶化ガラスなどが例示できる。また、ガラス材料は、nd=1.51680、rd=64.2が好ましい。   The transparent parallel flat plate 45 is preferably a glass material. Examples of the glass material include BK7, quartz glass, and crystallized glass. The glass material is preferably nd = 1.51680 and rd = 64.2.

傾斜角度調整機構9は、Y軸及びX軸に関して透明平行平板45を回転させる機構であり、支持台91上に一軸ゴニオステージ92を回転可能に支持させた構成である。
ゴニオステージ92は、支持台91上で回転することにより、透明平行平板45をY軸に関して回転させる。尚、ゴニオステージ92は、支持台91に設けられるY軸回り回転つまみ911を操作することにより、支持台91上を回転させる。
ゴニオステージ92は、下部受部93及び上部摺動部94を備えている。
下部受部93の上端面には、プロジェクター1の主光線の軸となるZ軸方向に沿った断面が円弧状となる円筒内周面となる凹面921が形成されている。
上部摺動部94の上部には、連結部95を介して保持枠96が設けられ、透明平行平板45は、この保持枠96に保持されている。
また、上部摺動部94の下端面には、凹面921に倣う凸面922とされ、この凸面922が凹面921上を摺動することにより、透明平行平板45をX軸に関して回転させる。なお、X軸に関する回転は、下部受部93に設けられるX軸回り回転つまみ931を操作することにより、上部摺動部94をX軸に関して回転させることが可能となる。
The tilt angle adjusting mechanism 9 is a mechanism that rotates the transparent parallel flat plate 45 with respect to the Y axis and the X axis, and has a configuration in which a uniaxial goniometer stage 92 is rotatably supported on a support base 91.
The gonio stage 92 rotates the transparent parallel plate 45 about the Y axis by rotating on the support base 91. The gonio stage 92 rotates on the support base 91 by operating a rotation knob 911 around the Y axis provided on the support base 91.
The gonio stage 92 includes a lower receiving part 93 and an upper sliding part 94.
A concave surface 921 is formed on the upper end surface of the lower receiving portion 93. The concave surface 921 is a cylindrical inner peripheral surface whose cross section along the Z-axis direction serving as the principal ray axis of the projector 1 has an arc shape.
A holding frame 96 is provided above the upper sliding portion 94 via a connecting portion 95, and the transparent parallel flat plate 45 is held by the holding frame 96.
Further, the lower end surface of the upper sliding portion 94 is a convex surface 922 that follows the concave surface 921, and the convex surface 922 slides on the concave surface 921, thereby rotating the transparent parallel plate 45 about the X axis. In addition, the rotation about the X-axis allows the upper sliding portion 94 to rotate about the X-axis by operating an X-axis rotation knob 931 provided in the lower receiving portion 93.

図1に示すように、第2光学系5は、偏光分離装置3で分離されたP偏光光を、画像情報に応じて変調して光学像を形成する部分であり、基本的には第1光学系4と同様に、色分離光学装置51、光変調装置52、色合成光学装置53、及びカラー偏光子54を備え、その機能及び作用も基本的には同じである。
色分離光学装置51は、ダイクロイックミラー511、512、及び反射ミラー513、514、515を備えているが、P偏光光の光路前段に配置されるダイクロイックミラー511は、赤色光(R)を反射し、緑色光(G)及び青色光(B)を透過する誘電体多層膜が透明基板上に形成されており、後段に配置されるダイクロイックミラー512は、緑色光(G)を反射し、青色光(B)を透過する誘電体多層膜が透明基板上に形成されている。
As shown in FIG. 1, the second optical system 5 is a part that modulates the P-polarized light separated by the polarization separation device 3 in accordance with image information to form an optical image. Similar to the optical system 4, a color separation optical device 51, a light modulation device 52, a color synthesis optical device 53, and a color polarizer 54 are provided, and their functions and operations are basically the same.
The color separation optical device 51 includes dichroic mirrors 511 and 512, and reflection mirrors 513, 514, and 515. The dichroic mirror 511 disposed in the front stage of the P-polarized light path reflects red light (R). A dielectric multilayer film that transmits green light (G) and blue light (B) is formed on a transparent substrate, and a dichroic mirror 512 disposed in the subsequent stage reflects green light (G) to generate blue light. A dielectric multilayer film that transmits (B) is formed on the transparent substrate.

光変調装置52は、第1光学系4と同様に、3つの液晶パネル52R、52G、52Bと、各液晶パネル52R、52G、52Bの光路前段に配置される入射側偏光板521R、521G、521Bと、各液晶パネル52R、52G、52Bの光路後段に配置される射出側偏光板522R、522G、522Bとを備える。しかし、第1光学系4と異なり、第2光学系5では、位相差板416、417及び透明平行平板45が配置されておらず、位相差板516及びカラー偏光子54を配置している点が相違する。
位相差板516は、ダイクロイックミラー512及び入射側偏光板521Gの間に配置されており、ダイクロイックミラー512から射出された緑色光のP偏光光をS偏光光に変更して、入射側偏光板521Gに射出する。
カラー偏光子54は、第2光学系5で形成された緑色のP偏光光を緑色のS偏光光に変更する光学素子であり、緑色波長域の偏光光を変更する緑色変更層を含んで構成されている。そして、カラー偏光子54は、S偏光光の緑色光とS偏光光の赤色光とS偏光光の青色光を合成光学系6に供給する。
Similar to the first optical system 4, the light modulation device 52 includes three liquid crystal panels 52R, 52G, and 52B, and incident-side polarizing plates 521R, 521G, and 521B disposed in front of the optical paths of the liquid crystal panels 52R, 52G, and 52B. And emission-side polarizing plates 522R, 522G, and 522B disposed in the rear stage of the optical path of the liquid crystal panels 52R, 52G, and 52B. However, unlike the first optical system 4, in the second optical system 5, the retardation plates 416 and 417 and the transparent parallel plate 45 are not arranged, but the retardation plate 516 and the color polarizer 54 are arranged. Is different.
The phase difference plate 516 is disposed between the dichroic mirror 512 and the incident-side polarizing plate 521G, and changes the green P-polarized light emitted from the dichroic mirror 512 to S-polarized light, thereby changing the incident-side polarizing plate 521G. To ejaculate.
The color polarizer 54 is an optical element that changes green P-polarized light formed by the second optical system 5 to green S-polarized light, and includes a green changing layer that changes polarized light in the green wavelength region. Has been. Then, the color polarizer 54 supplies green light of S-polarized light, red light of S-polarized light, and blue light of S-polarized light to the combining optical system 6.

合成光学系6は、第1光学系4及び第2光学系5で形成された光学像を合成するものであり、2つの三角形状のプリズムを貼り合わせた平面視略正方形状を有し、プリズム同士を貼り合わせた界面には、誘電体多層膜が形成されている。この誘電体多層膜は、前述した偏光分離装置3と同様に、P偏光光を透過し、S偏光光を反射する偏光分離膜とされる。
合成光学系6は、図5に示されるように、第1光学系4の画素P1に対して、第2光学系5の画素P2を、左右方向に1/2画素、上下方向に1/2画素ずらして各光学系4、5の光学像を合成する。
投射光学系7は、図1では図示を略したが、鏡筒内に複数のレンズが光軸を合わせて配列された組レンズから構成され、合成光学系6で合成された光学像を投射面上に投射する。
The combining optical system 6 combines the optical images formed by the first optical system 4 and the second optical system 5 and has a substantially square shape in plan view in which two triangular prisms are bonded together. A dielectric multilayer film is formed at the interface where the two are bonded together. This dielectric multilayer film is a polarization separation film that transmits P-polarized light and reflects S-polarized light, similarly to the polarization separation device 3 described above.
As shown in FIG. 5, the combining optical system 6 is configured so that the pixel P2 of the second optical system 5 is ½ pixel in the horizontal direction and ½ in the vertical direction with respect to the pixel P1 of the first optical system 4. The optical images of the optical systems 4 and 5 are synthesized by shifting the pixels.
Although not shown in FIG. 1, the projection optical system 7 is composed of a combination lens in which a plurality of lenses are arranged in the lens barrel with the optical axis aligned, and an optical image synthesized by the synthesis optical system 6 is projected onto the projection surface. Project to the top.

このような本実施形態に係るプロジェクター1において、第1光学系4では、光変調装置43及び合成光学系6の間に回動可能な透明平行平板45を配置し、傾斜角度調整機構9によりカラー偏光子44から射出された光の法線Aに直交するY軸に関して透明平行平板45を所定の傾斜角度(α)にて回転させる。
従って、傾斜角度調整機構9により透明平行平板45を特定方向に回転させるという簡単な構成により、光学像を半画素ピッチずらすことができる。そして、この半画素ピッチずれた光学像と、第2光学系5から射出された光学像とを合成光学系6にて合成し、この合成された光学像を投射光学系7にて投射するため、投射画像の高精度化を実現することができる。
また、透明平行平板45を回転させて光学像をずらすため、光学装置全体を位置調整可能とする構成を設けなくて済むので、プロジェクター1の小型化と軽量化とコストの低減が図れる。
In the projector 1 according to this embodiment, in the first optical system 4, a rotatable transparent parallel plate 45 is disposed between the light modulation device 43 and the combining optical system 6, and the color is adjusted by the tilt angle adjusting mechanism 9. The transparent parallel plate 45 is rotated at a predetermined inclination angle (α) with respect to the Y axis orthogonal to the normal A of the light emitted from the polarizer 44.
Therefore, the optical image can be shifted by a half pixel pitch by a simple configuration in which the transparent parallel flat plate 45 is rotated in a specific direction by the tilt angle adjusting mechanism 9. Then, in order to synthesize the optical image shifted by the half pixel pitch and the optical image emitted from the second optical system 5 by the synthesis optical system 6 and project the synthesized optical image by the projection optical system 7. Therefore, it is possible to achieve high accuracy of the projected image.
Further, since the optical image is shifted by rotating the transparent parallel flat plate 45, it is not necessary to provide a configuration that allows the entire optical apparatus to be position-adjusted, so that the projector 1 can be reduced in size, weight, and cost.

[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態について説明する。尚、以下の説明では、既に説明した部分等については、同一符号を付してその説明を省略する。
前述した第1実施形態に係るプロジェクター1では、照明光学装置2の後段に偏光分離装置3を設け、照明光学装置2から射出された光を、P偏光光とS偏光光に分離し、第1光学系4でS偏光光に基づいて光学像を形成して、この形成した光学像を半画素ピッチずらし、第2光学系5でP偏光光に基づいて光学像を形成し、各光学像を合成光学系6で合成して投射画像を形成していた。
これに対して、第2実施形態に係るプロジェクター8では、図6に示されるように、第1光学系4及び第2光学系5のそれぞれに照明光学装置2を設け、各照明光学装置2から射出された光に基づいて、第1光学系4及び第2光学系5のそれぞれで光学像を形成し、第1光学系4では形成した光学像を半画素ピッチずらし、合成光学系6で各光学像を合成して、投射画像を形成している点が相違する。
また、前述した第1実施形態に係るプロジェクター1では、第1光学系4で形成した光学像を傾斜角度調整機構9により、半画素ピッチずらしていた。
これに対して、第2実施形態に係るプロジェクター8では、図7に示されるように、傾斜角度調整機構9Aにより、X軸及びY軸回りに光学画像を半画素ピッチずらす点が相違する。
図7では、カラー偏光子44から射出された光学像は、紙面の裏側から表側に向かって透明平行平板45を透過している。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the following description, parts that have already been described are assigned the same reference numerals and description thereof is omitted.
In the projector 1 according to the first embodiment described above, the polarization separation device 3 is provided at the subsequent stage of the illumination optical device 2, and the light emitted from the illumination optical device 2 is separated into P-polarized light and S-polarized light, and the first The optical system 4 forms an optical image based on the S-polarized light, the formed optical image is shifted by a half pixel pitch, the second optical system 5 forms an optical image based on the P-polarized light, and each optical image is A synthesized image was synthesized by the synthesis optical system 6 to form a projection image.
In contrast, in the projector 8 according to the second embodiment, as shown in FIG. 6, the illumination optical device 2 is provided in each of the first optical system 4 and the second optical system 5, and Based on the emitted light, each of the first optical system 4 and the second optical system 5 forms an optical image. The first optical system 4 shifts the formed optical image by a half pixel pitch, and the combining optical system 6 The difference is that optical images are combined to form a projected image.
In the projector 1 according to the first embodiment described above, the optical image formed by the first optical system 4 is shifted by a half pixel pitch by the tilt angle adjusting mechanism 9.
On the other hand, as shown in FIG. 7, the projector 8 according to the second embodiment is different in that the optical image is shifted by a half-pixel pitch around the X axis and the Y axis by the tilt angle adjusting mechanism 9A.
In FIG. 7, the optical image emitted from the color polarizer 44 is transmitted through the transparent parallel plate 45 from the back side to the front side of the drawing.

各照明光学装置2の第3レンズアレイ23及び重畳レンズ24の間には、偏光変換素子81、82が設けられている。偏光変換素子81、82は、照明光学装置2から射出された光を、略1種類の直線偏光光に変換するために設けられており、第1光学系4の偏光変換素子81は、照明光学装置2から射出された光をS偏光光に変換する。一方、第2光学系5の偏光変換素子82は照明光学装置2から射出された光をP偏光光に変換する。
偏光変換素子81、82は、一方の対角が45度、他方の対角が略135度とされた断面平行四辺形状の複数のプリズムを、斜面同士を接合して形成された板状体であり、接合される界面には、偏光分離膜と全反射ミラーが交互に蒸着形成されている。
また、偏光変換素子81、82の光射出面には、所定のピッチで複数の1/2波長位相差板が設けられている。
Polarization conversion elements 81 and 82 are provided between the third lens array 23 and the superimposing lens 24 of each illumination optical device 2. The polarization conversion elements 81 and 82 are provided to convert the light emitted from the illumination optical device 2 into approximately one type of linearly polarized light, and the polarization conversion element 81 of the first optical system 4 includes illumination optics. The light emitted from the device 2 is converted into S-polarized light. On the other hand, the polarization conversion element 82 of the second optical system 5 converts the light emitted from the illumination optical device 2 into P-polarized light.
The polarization conversion elements 81 and 82 are plate-like bodies formed by joining a plurality of prisms having a parallelogram cross section with one diagonal being 45 degrees and the other diagonal being approximately 135 degrees. In addition, polarization separation films and total reflection mirrors are alternately deposited on the bonded interface.
In addition, a plurality of half-wave retardation plates are provided on the light exit surfaces of the polarization conversion elements 81 and 82 at a predetermined pitch.

このような偏光変換素子81、82では、偏光分離膜を形成した面に光を入射させると、P偏光光はそのまま透過して射出され、S偏光光は、偏光分離膜で略直角に折り曲げられ、全反射ミラーで再度直角に折り曲げられて射出される。
射出されたP偏光光、S偏光光のいずれかは、後段に設けられる1/2波長位相差板によって、偏光方向が90度変換され、これにより入射した光を1種類の直線偏光
光に変換することが可能となる。尚、偏光変換素子81は、1/2波長位相差板が偏光分離膜に対応する位置に設けられ、偏光変換素子82は、1/2波長位相差板が全反射ミラーに対応する位置に設けられている。
In such polarization conversion elements 81 and 82, when light is incident on the surface on which the polarization separation film is formed, the P-polarized light is transmitted and emitted as it is, and the S-polarized light is bent at a substantially right angle by the polarization separation film. Then, it is again bent at a right angle by the total reflection mirror and emitted.
The emitted P-polarized light or S-polarized light has its polarization direction converted by 90 degrees by a half-wave retardation plate provided at the subsequent stage, thereby converting the incident light into one kind of linearly polarized light. It becomes possible to do. The polarization conversion element 81 is provided at a position where the half-wave retardation plate corresponds to the polarization separation film, and the polarization conversion element 82 is provided at a position where the half-wave retardation plate corresponds to the total reflection mirror. It has been.

傾斜角度調整機構9Aは,図7に示されるように、支持台91A上に枠体92Aを回転可能に支持させ、さらに、枠体92Aに対して保持枠95Aを回転可能に支持させた構成である。
支持台91A上に支持された枠体92Aは、Y軸に関して回転可能とされており、枠体92Aが回転することで透明平行平板45をY軸に関して回転させることが可能となる。なお、枠体92Aの回転は第1実施形態と同様に、支持台91A上に設けられるY軸回り回転調整つまみ911Aによって行われる。
枠体92Aは,正面視略U字状体の金属体から構成され、U字上部の一方の端部には、U字の向き合う側面に穴931Aが形成され、他方の端部には、貫通孔932Aが形成されている。
保持枠95Aは,矩形状の枠内部に透明平行平板45を収納して保持するともに、矩形の水平方向で互いに対向する端部略中央の両端には、回転連結具941Aが設けられている。
この回転連結具941Aが穴931Aに挿入され、他方の回転連結具941Aが貫通孔932Aに挿入され、枠体92Aの外側から貫通孔932Aに取り付けられるX軸回り回転調整つまみ943Bによって、透明平行平板45をX軸に関して回転調整可能とする。
As shown in FIG. 7, the tilt angle adjusting mechanism 9A has a structure in which a frame 92A is rotatably supported on a support base 91A, and a holding frame 95A is rotatably supported with respect to the frame 92A. is there.
The frame body 92A supported on the support base 91A is rotatable about the Y axis, and the transparent parallel flat plate 45 can be rotated about the Y axis by rotating the frame body 92A. Note that the rotation of the frame 92A is performed by the Y axis rotation adjustment knob 911A provided on the support base 91A, as in the first embodiment.
The frame body 92A is made of a substantially U-shaped metal body when viewed from the front. A hole 931A is formed on one end of the U-shaped upper portion on the side surface facing the U-shape, and a penetrating hole is formed on the other end. A hole 932A is formed.
The holding frame 95A accommodates and holds the transparent parallel flat plate 45 inside the rectangular frame, and rotary couplings 941A are provided at both ends of the substantially central ends that face each other in the rectangular horizontal direction.
The rotary connector 941A is inserted into the hole 931A, the other rotary connector 941A is inserted into the through hole 932A, and the transparent parallel flat plate is rotated by the X axis rotation adjustment knob 943B attached to the through hole 932A from the outside of the frame 92A. 45 can be rotated and adjusted with respect to the X axis.

このような第2実施形態に係るプロジェクター8では、前述した第1実施形態に係るプロジェクター1の効果に加えて、各光学系4、5に光を供給する照明光学装置2が独立してそれぞれ設けられているため、それぞれの光学系4、5で形成する光学像の光量を多く確保することができ、投射画像の高輝度化を図ることができる。
また、各照明光学装置2を独立して駆動制御することにより、それぞれの照明光学装置2から射出される光の光量を調整することができるため、合成光学系6で合成された投射画像の輝度ムラ、色ムラ等をより少なくすることができる。
In the projector 8 according to the second embodiment, in addition to the effects of the projector 1 according to the first embodiment described above, the illumination optical device 2 that supplies light to the optical systems 4 and 5 is provided independently. Therefore, a large amount of light of the optical image formed by each of the optical systems 4 and 5 can be secured, and the brightness of the projected image can be increased.
Further, by independently controlling the driving of each illumination optical device 2, the amount of light emitted from each illumination optical device 2 can be adjusted, so that the brightness of the projection image synthesized by the synthesis optical system 6 can be adjusted. Unevenness, color unevenness, etc. can be further reduced.

また、プロジェクター8は、ジンバル式のため、X軸方向の回転中心と透明平行平板45の中心は常に一致している。従って、回転連結具941Aの回転角度に応じて透明平行平板45をまわすことができるため、いわゆるゴニオステージを備えた傾斜角度調整機構9と比較して、第2傾斜角度調整機構9Aは、ZX回転連結具941Aの比較的少ない回転量で透明平行平板45を容易に回転させることができる。   Further, since the projector 8 is a gimbal type, the center of rotation in the X-axis direction and the center of the transparent parallel plate 45 always coincide. Accordingly, since the transparent parallel flat plate 45 can be rotated according to the rotation angle of the rotary coupler 941A, the second inclination angle adjustment mechanism 9A has a ZX rotation as compared with the inclination angle adjustment mechanism 9 having a so-called gonio stage. The transparent parallel plate 45 can be easily rotated with a relatively small amount of rotation of the coupler 941A.

[実施形態の変形]
尚、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、以下に示すような変形をも含むものである。
前記実施形態では、光変調装置として透過型の液晶パネル42R、42G、42B、52R、52G、52Bを採用していたが本発明はこれに限られず、例えば、反射型の液晶パネルや、マイクロミラーを用いたデバイスで2つの光学系を構成し、これを合成して投射画像を投射するプロジェクターに本発明を採用してもよい。
その他、本発明の実施の際の具体的な構造及び形状等は、本発明の目的を達成できる範囲で他の構造等としてもよい。
[Modification of Embodiment]
In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, The deformation | transformation as shown below is also included.
In the above-described embodiment, the transmissive liquid crystal panels 42R, 42G, 42B, 52R, 52G, and 52B are employed as the light modulation device. However, the present invention is not limited to this, and for example, a reflective liquid crystal panel or a micromirror The present invention may be adopted in a projector that composes two optical systems with a device using the, and combines them to project a projected image.
In addition, the specific structure, shape, and the like in the implementation of the present invention may be other structures as long as the object of the present invention can be achieved.

本発明は、いわゆる6LCD型プロジェクターなどの複数の色合成光学系を備えたプロジェクターに利用することができる。   The present invention can be used for a projector including a plurality of color synthesis optical systems such as a so-called 6LCD type projector.

1…プロジェクター、2…照明光学装置、3…偏光分離装置、4…第1光学系、5…第2光学系、6…合成光学系、7…投射光学系、8…プロジェクター、21…光源装置、22…第1レンズアレイ、23…第2レンズアレイ、24…重畳レンズ、41…色分離光学装置、42…光変調装置、42R、42G、42B…液晶パネル、43…色合成光学装置、44…カラー偏光子、45…透明平行平板、51…色分離光学装置、52…光変調装置、52R、52G、52B…液晶パネル、53…色合成光学装置、54…カラー偏光子、81、82…偏光変換素子、211…光源ランプ、212…リフレクタ、411、412…ダイクロイックミラー、413、414、415…反射ミラー、421R、421G、421B…入射側偏光板、422R、422G、422B…射出側偏光板、511、512…ダイクロイックミラー、513、514、515…反射ミラー、521R、521G、521B…入射側偏光板、522R、522G、522B…射出側偏光板、P1…画素、P2…画素、9、9A…傾斜角度調整機構、91、91A…支持台、92…ゴニオステージ、92A…枠体、93…下部受部、94…上部摺動部、94A…回転連結具、95…連結部、95A、96…保持枠、921…凹面、922…凸面、931A…穴、932A…貫通孔、941A…回転連結具
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Projector, 2 ... Illumination optical apparatus, 3 ... Polarization separation apparatus, 4 ... 1st optical system, 5 ... 2nd optical system, 6 ... Synthesis optical system, 7 ... Projection optical system, 8 ... Projector, 21 ... Light source device 22 ... first lens array, 23 ... second lens array, 24 ... superimposing lens, 41 ... color separation optical device, 42 ... light modulation device, 42R, 42G, 42B ... liquid crystal panel, 43 ... color synthesis optical device, 44 ... Color polarizer, 45 ... Transparent parallel plate, 51 ... Color separation optical device, 52 ... Light modulation device, 52R, 52G, 52B ... Liquid crystal panel, 53 ... Color synthesis optical device, 54 ... Color polarizer, 81, 82 ... Polarization conversion element 211 ... light source lamp 212 ... reflector 411, 412 ... dichroic mirror, 413, 414, 415 ... reflection mirror, 421R, 421G, 421B ... incident side polarizing plate, 42 R, 422G, 422B: Emission side polarizing plate, 511, 512 ... Dichroic mirror, 513, 514, 515 ... Reflection mirror, 521R, 521G, 521B ... Incident side polarizing plate, 522R, 522G, 522B ... Emission side polarizing plate, P1 ... Pixel, P2 ... Pixel, 9, 9A ... Inclination angle adjustment mechanism, 91, 91A ... Support base, 92 ... Gonio stage, 92A ... Frame, 93 ... Lower receiving part, 94 ... Upper sliding part, 94A ... Rotating connection 95, connecting portion, 95A, 96 ... holding frame, 921 ... concave surface, 922 ... convex surface, 931A ... hole, 932A ... through hole, 941A ... rotary connector

Claims (6)

光源装置から射出された光を、入力される画像情報に応じて変調して光学像を形成する光変調装置を備えた第1光学系及び第2光学系と、
前記第1光学系及び前記第2光学系のそれぞれで形成された光学像を合成する合成光学系と、
前記合成光学系で合成された合成光学像を投射する投射光学系と、
を備えたプロジェクターであって、
前記第1光学系及び前記第2光学系のいずれか一方には、前記光変調装置及び前記合成光学系の間に配置される回動可能な透明平行平板と、
前記透明平行平板を、前記光変調装置の入射面の法線に直交する第1の軸と、前記法線及び前記第1の軸に直交する第2の軸とに関して回転させて、前記法線に対する前記透明平行平板の傾斜角度を調整する傾斜角度調整機構を備えている
ことを特徴とするプロジェクター。
A first optical system and a second optical system including a light modulator that modulates light emitted from the light source device according to input image information to form an optical image;
A combining optical system for combining optical images formed by the first optical system and the second optical system,
A projection optical system for projecting a composite optical image synthesized by the synthesis optical system;
A projector comprising:
In any one of the first optical system and the second optical system, a rotatable transparent parallel plate disposed between the light modulation device and the combining optical system,
The transparent parallel plate is rotated with respect to a first axis perpendicular to the normal of the incident surface of the light modulator and a second axis perpendicular to the normal and the first axis, and the normal And a tilt angle adjusting mechanism for adjusting the tilt angle of the transparent parallel plate with respect to the projector.
請求項1に記載のプロジェクターにおいて、
前記光源装置は、光源と、前記光源から射出された光を入射面に対して平行なP偏光光と、前記入射面に対して垂直なS偏光光を分離する偏光分離装置とを備え、
前記第1光学系は、前記偏光分離装置で分離されたP偏光光に基づいて光学像を形成し、
前記第2光学系は、前記偏光分離装置で分離されたS偏光光に基づいて光学像を形成する
ことを特徴とするプロジェクター。
The projector according to claim 1.
The light source device includes a light source, P-polarized light parallel to an incident surface of light emitted from the light source, and a polarization separation device that separates S-polarized light perpendicular to the incident surface,
The first optical system forms an optical image based on the P-polarized light separated by the polarization separation device,
The second optical system forms an optical image based on S-polarized light separated by the polarization separation device.
請求項1又は請求項2に記載のプロジェクターにおいて、
前記第1光学系及び前記第2光学系は、
入射する光を、高波長域から低波長域、又は低波長域から高波長域に向かって、赤色光、緑色光、及び青色光に順次分離する色分離装置と、
分離された各色光のそれぞれを、入力される画像情報に応じて変調して光学像を形成する3つの前記光変調装置と、
各光変調装置で形成された各色光の光学像を合成する色合成光学装置と、
前記色合成光学装置及び前記合成光学系の間に設けられ、前記緑色光の偏光方向を変更するカラー偏光子とを備え、
前記透明平行平板は、前記カラー偏光子に設けられている
ことを特徴とするプロジェクター。
The projector according to claim 1 or 2,
The first optical system and the second optical system are:
A color separation device that sequentially separates incident light into red light, green light, and blue light from a high wavelength region to a low wavelength region, or from a low wavelength region to a high wavelength region;
Each of the separated light components is modulated in accordance with input image information to form an optical image;
A color synthesizing optical device for synthesizing optical images of the respective color lights formed by the respective light modulation devices;
A color polarizer provided between the color synthesizing optical device and the synthesizing optical system and changing a polarization direction of the green light;
The transparent parallel flat plate is provided in the color polarizer.
請求項1乃至請求項3のいずれかに記載のプロジェクターにおいて、
前記透明平行平板は、厚みが0.5mm以上、30mm以下である
ことを特徴とするプロジェクター。
The projector according to any one of claims 1 to 3,
The transparent parallel flat plate has a thickness of 0.5 mm or more and 30 mm or less.
請求項1乃至請求項4のいずれかに記載のプロジェクターにおいて、
前記傾斜角度調整機構は、前記法線に対する前記透明平行平板の傾斜角度を0より大きく5度以下の範囲とする
ことを特徴とするプロジェクター。
The projector according to any one of claims 1 to 4,
The tilt angle adjusting mechanism has a tilt angle of the transparent parallel plate with respect to the normal line in a range of greater than 0 and 5 degrees or less.
請求項1乃至請求項5のいずれかに記載のプロジェクターにおいて、
前記透明平行平板は、ガラス材料からなる
ことを特徴とするプロジェクター。
The projector according to any one of claims 1 to 5,
The transparent parallel flat plate is made of a glass material.
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