JP4103319B2 - projector - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、カラー画像を投写するプロジェクタ(投写型表示装置)に関する。
【0002】
【従来の技術】
大型画面を有する表示装置として、スクリーン上に画像を拡大投写して表示するプロジェクタが多く利用されている。カラー画像を投写するプロジェクタとしては、液晶パネルのような電気光学装置をライトバルブとして3つ用いて、カラー画像を構成する3つの色成分画像を形成し、色合成手段としてのクロスダイクロイックプリズムを用いて3つの色成分画像を合成することによりカラー画像を形成するタイプのプロジェクタが知られている。このようなプロジェクタを「3板式プロジェクタ」と呼ぶ場合もある。
【0003】
このような3板式プロジェクタにおいては、クロスダイクロイックプリズムを小型化することによる装置の小型化、低価格化、色むらの抑制等を目的として、3つの電気光学装置を、それぞれの略矩形状の画像形成領域の長辺の方向がクロスダイクロイックプリズムの2種類のダイクロイック面による交線の方向に一致するように配置する構成とする場合がある。例えば、特開平11−249070号公報や特開2000−122174号公報に記載の例があげられる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、3つの電気光学装置を上記のように配置するプロジェクタにおいては、投写表示される画像を一般的な横長の画像とするために、画像形成領域の短辺の方向を含む平面内に3つの電気光学装置とクロスダイクロイックプリズム及びその他の光学素子を立体的に配置する必要がある。このため、全体的に背の高い縦長の外観を有するプロジェクタとなってしまう。また、光学系の製造が難しいというデメリットがある。また、電気光学装置を効率よく冷却することが難しいというデメリットもある。
【0005】
この発明は、従来技術における上述の課題を解決するためになされたものであり、電気光学装置と色光合成手段とを投写面に表示される投写画像の短辺の方向と略垂直な面に沿ってに配置しつつ、一般的な横長の画像を投写表示することが可能な技術を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
上述の課題の少なくとも一部を解決するため、本発明の装置は、略矩形状の画像を、投写面上に、投写画像として表示するプロジェクタであって、
3つの色成分画像を形成するための3つの電気光学装置と、
略X字状に配置された2種類のダイクロイック面を有し、前記3つの色成分画像を合成してカラー画像を形成するための色合成手段と、
前記色合成手段により形成されたカラー画像を投写する投写レンズと、を備え、
前記色合成手段は、前記2種類のダイクロイック面による交線の方向が、前記投写画像の短辺の方向に略平行となるように配置されており、
前記電気光学装置のそれぞれは、略矩形状の画像形成領域を有し、前記画像形成領域の長辺の方向が前記交線の方向に一致するように、前記色合成手段の前記交線に平行な前記色合成手段の3つの入射面のうち、それぞれに対応する入射面に対向して配置されており、
前記3つの電気光学装置および前記色合成手段は、前記投写画像の短辺の方向に略垂直な面に沿って配置されており、
前記プロジェクタは、さらに、
前記色合成手段により形成されたカラー画像の長辺の方向が、前記投写画像の長辺の方向を向くように、前記色合成手段により形成されたカラー画像を反射するための複数のミラーを備えることを特徴とする。
【0007】
上記複数のミラーは、色合成手段により形成されたカラー画像の長辺の方向が、前記投写画像の長辺の方向を向くように、前記色合成手段により形成されたカラー画像を反射することができるので、色合成手段により合成された縦長の画像(横向きの画像)を一般的な横長の画像とすることができる。このため、色合成手段を、その交線の方向が、投写画像の短辺の方向に略平行となるように配置することができる。また、3つの電気光学装置のそれぞれをそれらの画像形成領域の長辺の方向が色合成手段の交線の方向に一致させるように、色合成手段の交線に平行な3つの入射側面のうち、それぞれに対応する入射側面に対向して配置することができる。これにより、電気光学装置と色光合成手段とを投写画像の短辺の方向に略垂直な略方向に沿って配置しつつ、一般的な横長の画像を投写表示することができる。
【0008】
また、色合成手段により形成されたカラー画像を複数のミラーで反射させているので、1つのミラーで反射させる場合に比べて小さなスペースで同じ光路長を確保することができる。これにより、装置の小型化が可能である。
【0009】
なお、前記複数のミラーは、前記色合成手段により形成されたカラー画像の画面内における長辺の向きを、前記投写画像の画面内における長辺の向きとするように、所定の角度で回転させる少なくとも2つのミラーを有し、
前記少なくとも2つのミラーは、それぞれの反射面の中心を通る法線が互いに交わらないように配置することにより構成することができる。
【0010】
上記プロジェクタにおいて、前記所定の角度は90度であることが好ましい。
【0011】
こうすれば、プロジェクション部および複数のミラーの配置が容易である。
【0012】
また、上記プロジェクタにおいて、
前記複数のミラーのうち少なくとも1つは、前記投写レンズと一体的に配置されることが好ましい。
【0013】
こうすれば、少なくとも1つのミラーの配置スペースを削減することができるので、装置の小型化が可能である。なお、「一体的に配置される」とは、投写レンズの入射面または射出面近傍に組み合わされて一体的に配置される場合だけでなく、投写レンズの内部に配置される場合も含む。
【0014】
ここで、前記投写レンズと一体的に配置される少なくとも1つのミラーは、全反射プリズムにより構成されることが好ましい。
【0015】
こうすれば、反射率が高い反射面を容易に実現することができると共に、隣接するレンズ体との間で高いアライメント精度を実現することができる。
【0016】
上記プロジェクタにおいて、
前記3つの電気光学装置は、それぞれ前記画像形成領域の長辺を有する側に信号入力端子を有することが好ましい。
【0017】
従来からプロジェクタに利用されている電気光学装置の信号入力端子は画像形成領域の長辺を有する側に設けられている。従って、上記プロジェクタによれば、従来の電気光学装置を利用できる。
【0018】
ここで、前記信号入力端子は、前記画像形成領域の長辺を有する側から、短辺を有する側に延びるように形成された信号線を有しており、
前記長辺方向に沿った信号線は、前記信号線の幅が狭くなるように立体的に折り曲げられた形状を有することが好ましい。
【0019】
こうすれば、信号入力端子のために必要な配置スペースを少なくすることができる。
【0020】
また、前記色合成手段の射出面に平行な第1の入射面側に配置された電気光学装置を第1の電気光学装置とし、前記第1の入射面に垂直な第2の入射面側に配置された電気光学装置を第2の電気光学装置とし、前記第2の入射面に平行な第3の入射面側に配置された電気光学装置を第3の電気光学装置とすると、
前記第1と第2の電気光学装置のいずれか一方の信号入力端子は、前記第2の電気光学装置を照明する光の光路中に配置されたリレー光学系の構成要素と前記色合成手段によって囲まれた空間領域に配置されることが好ましい。
【0021】
こうすれば、リレー光学系の構成要素と前記色合成手段によって囲まれた空間領域を利用して、第1と第2の電気光学装置の信号入力端子を配置することができる。
【0022】
また、前記3つの電気光学装置は、前記色合成手段の射出面に平行な第1の入射面側に配置された電気光学装置と、前記第1の入射面に垂直な第2および第3の入射面側に配置された電気光学装置とで、それぞれの画像形成領域の長辺方向に関する駆動方向が反対向きである2種類の電気光学装置により構成されることが好ましい。
【0023】
こうすれば、3つの電気光学装置を2種類の電気光学装置で構成することができるので、電気光学装置の最適化が容易である。
【0024】
また、前記3つの電気光学装置は、前記色合成手段の射出面に平行な第1の入射面側に配置された電気光学装置を第1の電気光学装置とし、前記第1の入射面に垂直な第2の入射面側に配置された電気光学装置を第2の電気光学装置とし、前記第2の入射面に平行な第3の入射面側に配置された電気光学装置を第3の電気光学装置とすると、前記第2の電気光学装置の画像形成領域の長辺方向に関する駆動方向が前記第1の電気光学装置に対して反対向きであり、前記第3の電気光学装置の画像形成領域の短辺方向に関する駆動方向が前記第1の電気光学装置に対して反対向きである3種類の電気光学装置により構成されることが好ましい。
【0025】
こうすれば、3つの電気光学装置の信号入力端子をそれぞれ異なった空間領域に配置することができるので、装置の構成が容易である。
【0026】
【発明の実施の形態】
A.第1実施例:
次に、本発明の実施の形態を実施例に基づき説明する。図1は、この発明の第1実施例としてのリアプロジェクタ(背面投写型表示装置)の概略構成を示す説明図である。このリアプロジェクタ10は、図1(A)の斜視図に示すように、プロジェクション部PJと、2つの投写光反射ミラーMR1、MR2と、リアスクリーンSCRとを備えている。
【0027】
以下では、プロジェクション部PJからの投写光の光軸方向をy方向とし、+y方向を見て3時の方向をx方向、12時の方向をz方向とする。xy平面を水平面とする。また、光の方向の説明を容易にするため、光の中心軸の方向を光の方向として説明する。
【0028】
A1.プロジェクション部PJ:
図2は、プロジェクション部PJの光学系の要部を示す概略平面図である。プロジェクション部PJは、照明光学系100と、色光分離光学系200と、リレー光学系300と、3つのライトバルブ400R,400G,400Bと、クロスダイクロイックプリズム500と、投写レンズ600とを備えている。各構成要素は、クロスダイクロイックプリズム500を中心に略水平な面(すなわち、xy平面)に沿って配置されている。このため、プロジェクション部PJは、図1(A)に示すように、全体として背の低い横長の形状を有している。
【0029】
照明光学系100は、光源110と、インテグレータ光学系120と、照明光反射ミラー130とを備えている。光源110から射出された光は、インテグレータ光学系120を介して、照明対象であるライトバルブ400R,400G,400Bを均一に照明する。照明光反射ミラー130は、インテグレータ光学系120から射出される照明光を色光分離光学系200の方向に反射する機能を有している。この照明光反射ミラー130は、インテグレータ光学系120内の光路中に配置されることもある。なお、照明光反射ミラー130は、光源110およびインテグレータ光学系120の配置の仕方に応じて省略することも可能である。偏光変換光学系140は、非偏光な光をライトバルブ400R,400G,400Bで利用可能な偏光方向を有する偏光光に揃える機能を有している。
【0030】
色光分離光学系200は、2つのダイクロイックミラー210,220と、反射ミラー230とを備え、照明光学系100から射出される照明光を、それぞれ異なる波長域の3つの色光に分離する機能を有している。
【0031】
第1のダイクロイックミラー210は、赤色(R)の光を透過させるとともに、透過された色光よりも短波長側の色光(略緑色(G)の光および青色(B)の光)を反射する。第1のダイクロイックミラー210を透過したR光は、反射ミラー230で反射され、フィールドレンズ240を通ってR用のライトバルブ400Rに入射する。
【0032】
第1のダイクロイックミラー210で反射されたG光とB光のうちで、G光は第2のダイクロイックミラー220によって反射され、フィールドレンズ250を通ってG用のライトバルブ400Gに入射る。一方、B光は、第2のダイクロイックミラー220を透過し、リレー光学系300、すなわち、入射側レンズ310、第1のリレー反射ミラー320、リレーレンズ330、第2のリレー反射ミラー340、および射出側レンズ350を介してB用のライトバルブ400Bに入射する。ここで、B光にリレー光学系300が用いられているのは、B光の光路の長さが他の色光の光路の長さよりも長いため、光の拡散等による光の利用効率の低下を防止するためである。
【0033】
各色用のライトバルブ400R,400G,400Bは、それぞれに入射した色光を対応する色信号(画像情報)に応じて変調し、変調光を透過光として射出する。このような透過型のライトバルブとしては、透過型の液晶パネルが用いられる。なお、これらのライトバルブ400R,400G,400Bが本発明の電気光学装置に相当し、各色の変調光によって表される画像が、カラー画像を構成する各色の色成分画像に相当する。
【0034】
図3は、クロスダイクロイックプリズム500と各色用のライトバルブ400R,400G,400Bとを示す概略斜視図である。クロスダイクロイックプリズム500は、第1のダイクロイック面510と第2のダイクロイック面520とが交差する交線530がxy平面、すなわち、水平面に対して垂直となるように配置されている。また、4つの側面550,560,570,580のうち、第1の側面、すなわち、射出面550および第2の側面560がxz平面に平行で、第3および第4の側面570,580がyz平面に平行となるように配置されている。第2ないし第4の側面560,570,580には、それぞれ対応する色用のライトバルブ400G,400B,400Rが配置されている。これらのライトバルブ400R,400G,400Bは、略矩形状の画像形成領域(光照射面)の長辺の方向(長辺方向)lsが交線530の方向(交線方向)、すなわち、z方向に一致するように縦長に配置されている。以下、このような配置を「縦長配置」と呼ぶ場合もある。
【0035】
なお、第2の側面560が本発明の第1の入射面に相当する。また、第3の側面570が本発明の第2の入射面に相当し、第4の側面580が第3の側面に相当する。
【0036】
R用のライトバルブ400Rから射出されたR光は、第1のダイクロイック面で反射されて射出面550から射出される。また、B用のライトバルブ400Bから射出されたB光は、第2のダイクロイック面で反射されて射出面550から射出される。さらに、G用のライトバルブ400Gから射出されたG光は、第1のダイクロイック面510および第2のダイクロイック面520を透過して射出面550から射出される。これにより、各色用のライトバルブ400R,400G,400Bにおいて変調された3色の変調光は、クロスダイクロイックプリズム500で合成される。合成された変調光の表すカラー画像は、投写レンズ600によって投写される。ただし、クロスダイクロイックプリズム500で合成されたカラー画像は、ライトバルブ400R,400G,400Bの縦長配置に対応して長辺がz方向を向く縦長の画像となり、一方、投写レンズ600によって投写された後、スクリーンSCRに表示される画像は、長辺がy方向を向く横長の画像となる。なお、カラー画像を表す光は、+y方向に射出される。
【0037】
図2に示すようなプロジェクタの各部の構成および機能については、例えば、本願出願人によって開示された特開平10−177151号公報や特開平10−186548号公報に詳述されているので、本明細書において詳細な説明は省略する。
【0038】
A2.投写光反射ミラーMR1,MR2の配置:
第2の投写光反射ミラーMR2は、図1(C)に示すように、+y方向に進むプロジェクション部PJからの投写光を+z方向に反射するように配置されている。具体的には、第2の投写光反射ミラーMR2の反射面における法線n2が、yz平面に平行で、かつ、y軸に対して時計回りの向きに45度の傾きを有するように配置されている。また、第1の投写光反射ミラーMR1は,図1(B)に示すように、+z方向に進む第2の投写光反射ミラーMR2からの投写光を+x方向に反射するように配置されている。具体的には、第1の投写光反射ミラーMR1の反射面における法線n1が、xz平面に平行で、かつ、z軸に対して反時計回りの向きに45度の傾きを有するように配置されている。すなわち、第1と第2の投写光反射ミラーMR1,MR2は、それぞれの反射面における法線n1,n2が互いに交わらないねじれの位置に配置されている。リアスクリーンSCRは、yz平面に平行に配置されている。
【0039】
以上のように配置されたプロジェクション部PJと2つの投写光反射ミラーMR1,MR2とによって、プロジェクション部PJからの投写光は、第2の投写光反射ミラーMR2および第1の投写光反射ミラーMR1で反射してリアスクリーンSCRに入射する。
【0040】
ここで、2つの投写光反射ミラーMR1,MR2は、プロジェクション部PJから投写される画像の画面内における長辺の向きを、リアスクリーンSCRに投写される画像の画面内における長辺の向きとするように、90度回転させる。この結果、図1(A)に示すように、プロジェクション部PJから投写される横向きの矢印画像は、ねじれの位置に配置された2つの投写光反射ミラーMR1,MR2によって、上向きの矢印図形となるように回転されて、リアスクリーンSCR上に投写される。
【0041】
以上説明したように、本実施例のリアプロジェクタ10においては、プロジェクション部PJにおける3つのライトバルブ400R,400G,400Bの画像形成領域の長辺方向をクロスダイクロイックプリズム500の交線530の方向に一致させた構成のままで、プロジェクション部PJを構成する光学系の各構成要素を、スクリーンSCRに投写される画像の短辺の方向(図1(A)ではz方向)に垂直な平面(図1(A)ではxy平面)に沿って配置しつつ、一般的な横長の画像を投写表示することができる。
【0042】
また、本実施例のリアプロジェクタ10では、2つの投写光反射ミラーMR1,MR2をねじれの位置に配置しているため、プロジェクション部PJがスクリーンSCRと略平行な状態で配置される。このため、リアプロジェクタ10の奥行きと高さ(図1(A)のx方向とz方向)を短くでき、装置全体の大きさを小型化することができる。
【0043】
ところで、第2の投写光反射ミラーは、下記のように配置することができる。図4は、第2の投写光反射ミラーMR2をプロジェクション部PJの投写レンズ内に配置した例を示す説明図である。投写レンズ600は、図4(A)に示すように、複数のレンズで構成される複合レンズである(図4は3つの部分レンズを5つのレンズで構成した例を示している)。そこで、図4(B)に示すように、プロジェクション部PJの投写レンズとして、複合レンズの光路中に第2の投写光反射ミラーMR2を配置した投写レンズ600’を利用するようにしてもよい。このような投写レンズ600’を用いれば、図1における第2の投写光反射ミラーMR2の配置スペースを削減することができるので、リアプロジェクタの小型化をさらに図ることが可能となる。なお、投写レンズ内に第2の投写光反射ミラーMR2を配置する場合、この投写光反射ミラーを全反射プリズムにより構成することが好ましい。全反射プリズムによれば、反射率が高いミラーを投写レンズ内に容易に構成することができる。
【0044】
また、投写光反射ミラーMR2を図4(B)に示すように複数のレンズの途中に配置する構成だけでなく、投写レンズの入射面あるいは射出面側に一体的に配置する構成としてもよい。
【0045】
A3.ライトバルブ400R,400G,400Bの配置:
図5は、クロスダイクロイックプリズム500の周辺を拡大して示す概略平面図である。ライトバルブの信号入力端子は、画像形成領域の長辺を有する側(以下、単に「長辺側」と呼ぶ場合もある。)に設けられているのが一般的である。そこで、プロジェクション部PJにおいて、ライトバルブ400R,400G,400Bを配置するにあたっては、長辺側に設けられたそれぞれの信号入力端子のための配置スペースを考慮する必要がある。具体的には、G用のライトバルブ400G及びB用のライトバルブ400Bのそれぞれの信号入力端子410G,410Bが、リレー光学系300の入射側レンズ310とリレーレンズ330と射出側レンズ350とフィールドレンズ250とクロスダイクロイックプリズム500とで囲まれた空間領域SP1(図の破線円で示された領域)にあるように配置している。また、R用のライトバルブ400Rの信号入力端子410Rが投写レンズ600側の空間領域SP3にあるように配置している。
【0046】
図6は、図5に示す配置における各色用のライトバルブ400R,400G,400Bを光入射面側(光照射面側)から見た概略正面図である。図の実線矢印は、画像形成領域の長辺方向に関する駆動方向と、短辺方向に関する駆動方向とを示している。また、破線矢印は明視方向を示している。図5に示す配置においては、図6(B)に示すG用のライトバルブを基準とすると、図6(A),(C)に示すように、R用のライトバルブ400RおよびB用のライトバルブ400Bは、長辺方向に関する駆動方向が反対向きで、明視方向が短辺方向に対して対称な種類のライトバルブが用いられる。すなわち、3つのライトバルブを2種類のライトバルブで構成することができる。
【0047】
なお、図5に示すように、2つのフィールドレンズ240,250と、クロスダイクロイックプリズム500と、第1のダイクロイックミラー210とで囲まれた空間領域SP2に、信号入力端子のための配置スペースがある場合には、この空間領域SP2にR用のライトバルブ400Rの信号入力端子410R及びG用のライトバルブ400Bの信号入力端子410Gを配置するようにしてもよい。ただし、照明光学系100から第1のダイクロイックミラー210に入射する光線束の大きさは各色用のライトバルブ400R,400G,400Bに入射する光線束の大きさに比べて大きく、第1のダイクロイックミラー210の色光分離面(ダイクロイック面)をかなり大きくする必要がある。このため、空間領域SP2には、信号入力端子を配置するための配置スペースがほとんど無い場合が多い。一方、リレー光学系300を通過する光線束はかなり集光され、その大きさが第1のダイクロイックミラー210に入射する光線束の大きさに比べてかなり小さくなる。このため、空間領域SP1には、G用のライトバルブ400Gの信号入力端子410GおよびB用のライトバルブ400Bの信号入力端子410Bを配置するスペースを確保することができる。
【0048】
図7は、G用のライトバルブ400Gの信号入力端子410Gについて示す説明図である。ライトバルブ400Gの信号入力端子410Gは、図7(A)に示すように、長辺側である側面から短辺側である上面に延びるように形成されている。この信号入力端子410Gには、FPC(flexible Printed Circuit)を用いて複数の信号線が平面的に形成されており、A−B線に沿った断面形状は図7(B)に示すように平面的である。ただし、FPCの途中部分における断面形状は平面的ではなく、例えば、C−D線に沿った断面形状は図7(C)に示すような3つに折りたたんだ形状、または、図7(D)に示すようにコの字状に折り曲げた形状のような立体的な形状を有している。これらのように、信号入力端子410Gの途中部分を複数の信号線が立体的に集合した構造とすれば、信号入力端子410Gの一方向(図5ではx方向)に必要な配置スペースを削減することができる。また、信号入力端子410Gを長辺側から短辺側に延ばすことにより、冷却風の上下方向(図5ではz方向)の流路を確保することができるため、冷却効率を高めることができる。
【0049】
なお、他の色用のライトバルブ400R,400Bも同様であるので説明を省略する。
【0050】
図8は、クロスダイクロイックプリズム500の周辺を拡大して示す別の概略平面図である。この例では、G用のライトバルブ400Gの信号入力端子410Gのみが空間領域SP1に配置されている。そして、R用のライトバルブ400Rの信号入力端子410Rが投写レンズ600側の空間領域SP3にあるように配置され、B用のライトバルブ400Bの信号入力端子410Bが投写レンズ600側の空間領域SP4にあるように配置されている。
【0051】
図9は、図8に示す配置におけるライトバルブ400R,400G,400Bを光入射面側から見た概略正面図である。図の実線矢印は、画像形成領域の長辺方向に関する駆動方向と、短辺方向に関する駆動方向とを示している。また、破線矢印は明視方向を示している。図8に示す配置の場合、図9(A),(B),(C)に示すように、3つのライトバルブ400R,400G,400Bには、それぞれ異なった種類のライトバルブが用いられる。具体的には、図9(B)のG用のライトバルブ400Bを基準とすると、R用のライトバルブ400Rは、図9(A)に示すように、長辺方向の駆動方向が反対向きで、明視方向が反対向きのライトバルブが用いられる。B用のライトバルブ400Bは、図9(C)に示すように、短辺方向の駆動方向が反対向きで、明視方向が長辺方向に対して対称なライトバルブが用いられる。
【0052】
図8に示す配置の場合、各色用のライトバルブ400R,400G,400Bの入力端子410R,410G,410Bを、それぞれ異なった空間領域SP1,SP3,SP4に配置すればよいので、配置が容易である。ただし、図9に示すように3種類のライトバルブを用いる必要がある。この点、図5に示す配置の方が、2種類のライトバルブを用いればよいので有利である。
【0053】
B.第2実施例:
図10は、第2実施例のリアプロジェクタ20を第1実施例のリアプロジェクタ10と比較して示す説明図である。第2実施例のリアプロジェクタ20は、第1実施例と同様の構成について同じ符号を付しており、以下では説明を省略する。第1実施例のリアプロジェクタ10において+y方向に進むプロジェクション部PJからの投写光は、図10(A)に示すように、第2の投写光反射ミラーMR2で反射して+z方向に進み、さらに第1の投写光反射ミラーMR1で反射して+x方向に進み、リアスクリーンSCRに入射する。このため、第2の投写光反射ミラーMR2は、その反射面における法線n2が、yz平面に平行で、かつ、y軸に対して時計回りの向きに45度の傾きを有するように配置されている(図1(C))。また、第1の投写光反射ミラーMR1は、その反射面における法線n1が、xz平面に平行で、かつ、z軸に対して反時計回りの向きにθ1(=45度)度の傾きを有するように配置されている。
【0054】
一方、図10(B)に示すように、第2実施例のリアプロジェクタ20において+y方向に進むプロジェクション部PJからの投写光は、第2の投写光反射ミラーMR2で反射して、+z方向に対して反時計回りにα度傾いた方向に進み、さらに第1の投写光反射ミラーMR1で反射して+x方向に進み、リアスクリーンSCRに入射する。このため、第2実施例における第2の投写光反射ミラーMR2は、第1実施例の第2の投写光反射ミラーMR2をy軸に平行な中心軸を中心に反時計回りに角度αだけ回転して配置されている。また、第1の投写光反射ミラーMR1は、その反射面における法線n1が、xz平面に平行で、かつ、z軸に対して反時計回りの向きにθ2(=(45+α/2))度の傾きを有するように配置されている。すなわち、第1実施例と同様に、第1と第2の投写光反射ミラーMR1,MR2は、それぞれの反射面における法線n1,n2が互いに交わらないねじれの位置に配置されている。
【0055】
ただし、θ2>θ1(0<α<90)である。従って、第2実施例における第1の投写光反射ミラーMR1のyz平面に対する傾きは、第1実施例における第1の投写光反射ミラーMR1の傾きよりも小さくできる。これにより、第2実施例のリアプロジェクタ20は、第1実施例のリアプロジェクタ10に比べて薄型の構成とすることができる。
【0056】
なお、第1実施例のリアプロジェクタ10は、第2実施例のリアプロジェクタ20において、α=0とした場合に等しい。
【0057】
ただし、リアプロジェクタ20において、プロジェクション部PJは、水平面(xy平面)に対してy軸に平行な中心軸を中心に反時計回りの向きにα度回転して配置されていることが好ましい。
【0058】
従って、本発明の「3つの電気光学装置および色合成手段は、投写画像の短辺の方向に略垂直な面に沿って配置されており」とは、第1実施例のように、投写画像の短辺の方向に垂直な面(すなわち、xy平面)に沿って、ライトバルブ(電気光学装置)と色合成手段(クロスダイクロイックプリズム)とを含む光学系を配置する場合だけでなく、上述のようにプロジェクション部PJをα度傾けることにより光学系を傾けて配置する場合も含んでいる。
【0059】
C.第3実施例:
図11は、第3実施例としてのリアプロジェクタの概略構成を示す説明図である。このリアプロジェクタ30は、第1実施例のリアプロジェクタ10(図1(A))が2つの投写光反射ミラーMR1,MR2によってプロジェクション部PJからの投写光を反射するのに対して、図11(A)の斜視図に示すように、2つの投写光反射ミラーMR1,MR2にもう一つの投写光反射ミラーMR3を加えて3つの投写光反射ミラーによってプロジェクション部PJからの投写光を反射する点が異なっている。なお、第3実施例のリアプロジェクタ30において、第1実施例のリアプロジェクタ10と同様の構成については同じ符号を付しており、以下では説明を省略する。
【0060】
第3の投写光反射ミラーMR3は、図11(C)に示すように、+y方向に進むプロジェクション部PJからの投写光を−z方向に反射するように配置されている。具体的には、第3の投写光反射ミラーMR3の反射面における法線n3が、yz平面に平行で、かつ、y軸に対して反時計回りの向きに45度の傾きを有するように配置されている。第2の投写光反射ミラーMR2は、図11(B)に示すように、−z方向に進む第3の投写光反射ミラーMR3からの投写光を+z方向に対して反時計回りの向きにα度傾いた方向に反射するように配置されている。具体的には、第2の投写光反射ミラーMR2の反射面における法線n2が、xz平面に平行で、かつ、z軸に対して反時計回りの向きにα/2度(0<α<90)の傾きを有するように配置されている。また、第1の投写光反射ミラーMR1は、図11(B)に示すように、+z方向に対してα度傾いて進む第2の投写光反射ミラーMR2からの投写光を、+x方向に反射するように配置されている。具体的には、第1の投写光反射ミラーMR1の反射面における法線n1が、xz平面に平行で、かつ、z軸に対して時計回りの向きに(45+α/2)度の傾きを有するように配置されている。すなわち、第2の投写光反射ミラーMR2と第3の投写光反射ミラーMR3とは、それぞれの反射面における法線n2, n3が互いに交わらないねじれの位置に配置されている。リアスクリーンSCRは、yz平面に平行に配置されている。
【0061】
以上のようにプロジェクション部PJおよび3つの投写光反射ミラーMR1〜MR3を配置することにより、プロジェクション部PJからの投写光は、第3の投写光反射ミラーMR3ないし第1の投写光反射ミラーMR1で反射してリアスクリーンSCRに入射する。
【0062】
ここで、2つの投写光反射ミラーMR3,MR2は、プロジェクション部PJから投写される画像の画面内における長辺の向きを、反射後の画像、すなわち、リアススクリーンSCRに投写される画像の画面内における長辺の向きとなるように、画面に垂直な中心軸を中心に時計回りに90度回転させる。第1の投写光反射ミラーMR1は、第2の投写光反射ミラーMR2で反射された画像に回転を生じさせることなく、リアスクリーンSCRの方向に反射する。この結果、図11(A)に示すように、プロジェクション部PJから投写される横向きの矢印画像は、ねじれの位置に配置された2つの投写光反射ミラーMR3,MR2によって、上向きの矢印図形となるように回転されて、リアスクリーンSCR上に投写される。これにより、本実施例においても、プロジェクション部PJの3つのライトバルブ400R,400G,400Bの画像形成領域の長辺方向をクロスダイクロイックプリズム500の交線530の方向に一致させた構成のままで、プロジェクション部PJを構成する光学系の各構成要素を、スクリーンSCRに投写される画像の短辺の方向(図11(A)ではz方向)に垂直な平面(図11(A)ではxy平面)に沿って配置しつつ、一般的な横長の画像を投写表示することができる。
【0063】
また、本実施例のリアプロジェクタ30は、プロジェクション部からの投写光を3つの投写光反射ミラーMR1〜MR3によって反射する構成としているので、投写距離の長い投写レンズを用いた場合であっても、プロジェクション部からの投写光を1つの投写光反射ミラーによって反射する構成のリアプロジェクタに比べて装置全体の大きさを小型化することができる。
【0064】
なお、第1の投写光反射ミラーMR1は、その反射面における法線n1が、xz平面に平行で、かつ、z軸に対して反時計回りの向きに(45+α/2)度の傾きを有するように配置されており、第2の投写光反射ミラーMR2からの投写光の傾きαに依存している。従って、第2実施例と同様に、第1の投写光反射ミラーMR1のyz平面に対する傾きを第2の投写光反射ミラーMR2からの投写光の傾きに応じて変化させることができるので、第1実施例のリアプロジェクタ10に比べて薄型の構成とすることができる。
【0065】
D.第4実施例:
第1ないし第3記実施例では、透過型の液晶パネルをライトバルブとして適用したプロジェクション部PJを用いた場合を例に説明しているが、反射型の液晶パネルを適用したプロジェクション部を用いることもできる。
【0066】
図12は、反射型液晶パネルをライトバルブとして用いたプロジェクション部PJ’の光学系の要部を示す概略平面図である。プロジェクション部PJ’は、照明光学系100と、色光分離光学系200’と、リレー光学系300’と、偏光ビームスプリッタ700R,700G,700Bと、ライトバルブ400R’,400G’,400B’と、クロスダイクロイックプリズム500と、投写レンズ600とを備えている。各構成要素は、クロスダイクロイックプリズム500を中心に略水平方向に配置されている。
【0067】
明光学系100から射出される光は、色光分離光学系200’に入射し3つの色光に分離される。第1のダイクロイックミラー210’は、B光を反射させるとともに、B光よりも長波長側の色光(G光およびR光)を反射する。
【0068】
第1のダイクロイックミラー210’を透過したG光およびR光のうち、R光は、第2のダイクロイックミラー220’も透過し、フィールドレンズ240を通ってR用の偏光ビームスプリッタ700Rに入射する。G光は、第2のダイクロイックミラー220’によって反射され、フィールドレンズ250を通ってG用の偏光ビームスプリッタ700Gに入射する。
【0069】
第1のダイクロイックミラー210’で反射されたB光は、リレー光学系300’、すなわち、入射側レンズ310、リレー反射ミラー320、リレーレンズ330、を通り、さらに射出側レンズ350を通ってB用の偏光ビームスプリッタ700Bに入射する。
【0070】
各色用の偏光ビームスプリッタ700R,700G,700Bに入射した各色光は、対応する偏光ビームスプリッタ700R,700G,700Bの偏光分離面710R,710G,710Bで2種類の偏光光(s偏光光とp偏光光)に分離される。各色用のライトバルブ400R’,400G’,400B’は、対応する偏光ビームスプリッタ700R,700G,700Bから射出されるどちらか一方の偏光光の光軸上に配置されている。図の例では、各偏光ビームスプリッタ700R,700G,700Bの偏光分離面710R、710G、710Bがs偏光光を反射してp偏光光を透過する構成とし、各色用のライトバルブ400R’,400G’,400B’はs偏光光の光軸上に配置されている。従って、s偏光光の各色光が対応するライトバルブ400R’,400G’,400B’に照明光として入射する。
【0071】
各色用のライトバルブ400R’,400G’,400B’は、照明光として入射したそれぞれの色光を、それぞれ対応する色信号(画像情報)に応じて変調し、反射光として射出する。このような反射型のライトバルブ400R’,400G’,400B’としては、反射型の液晶パネルが用いられる。
【0072】
なお、各色のライトバルブ400R’,400G’,400B’は、プロジェクション部PJにおける各色のライトバルブ400R,400G,400Bと同様に縦長配置されている。
【0073】
各色用のライトバルブ400R’,400G’,400B’から射出される光は、対応する各色の偏光ビームスプリッタ700R,700G,700Bに再入射する。再入射した各色光は、変調された光(p偏光光)と、変調されていない光(s偏光光)とを含んだ混合光である。従って、各色の射出光のうち、変調光のみが対応する偏光ビームスプリッタ700R,700G,700Bの偏光分離面710R,710G,710Bを透過してクロスダイクロイックプリズム500に入射する。
【0074】
クロスダイクロイックプリズム500に入射した各色光は合成されて投写レンズ600に向かって射出される。これにより、クロスダイクロイックプリズム500で合成された光の表すカラー画像が、投写レンズ600によって投写される。ただし、クロスダイクロイックプリズム500で合成されたカラー画像の向きは、各色用のライトバルブ400R’,400G’,400B’の縦長配置に対応してx或いはz方向を向く横向きの画像となる。
【0075】
なお、本例のプロジェクション部PJ’においてもリレーレンズ330、入射側レンズ310と偏光ビームスプリッタ700Gで囲まれた空間に、ライトバルブ400G’の信号入力端子を配置する構成とすることができ、長辺側に信号入力端子が配置されたライトバルブを使用することができる。
【0076】
E.変形例:
なお、この発明は上記の実施例や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。
【0077】
(1)上記実施例では、2または3の投写光反射ミラーを用いたリアプロジェクタを例に説明しているが、これに限定されるものではなく、4以上の投写光反射ミラーを用いたリアプロジェクタであってもよい。すなわち、複数の投写光反射ミラーを備えるリアプロジェクタに適用可能である。そして、像の回転を生じる複数の投写光反射ミラー間では、それぞれの法線が互いに交わらないねじれの位置に配置されていればよい。
【0078】
(2)上記実施例では、リアプロジェクタを例に説明しているが、前面投写型のプロジェクタ(フロントプロジェクタ)に適用することも可能である。リアプロジェクタの場合はリアスクリーンSCRを透過した光によって画像が表示され、一方、フロントプロジェクタの場合は、スクリーンを反射した光によって画像が表示される。フロントプロジェクタではプロジェクション部とスクリーンとを一体化できないため、投写レンズの前後或いは内部に投写光反射ミラーの全てを配置することが必要である。
【0079】
図13は、2つの投写光反射ミラーMR1、MR2を投写レンズ内に配置した例を示す説明図である。この投写レンズ600’’は、3つの部分レンズ611,612,613のうち、第2の部分レンズ612と、第3の部分レンズ613との間に、2つの投写光反射ミラーMR1,MR2を配置した構成を有している。なお、2つの反射ミラーMR1,MR2は、第1の部分レンズ611と、第2の部分レンズ612との間に配置するようにしてもよい。また、第2の投写光反射ミラーMR2を第1の部分レンズ611と第2の部分レンズ612との間に、第1の投写光反射ミラーMR1を第2の部分レンズ612と第3の部分レンズ613との間に配置するようにしてもよい。すなわち、複数の投写光反射ミラーは、投写レンズ内のいずれかの位置に配置されるようにすればよい。また、2つの投写光反射ミラーMR1,MR2は、必ずしも、投写レンズ内に配置される必要はなく、第1の部分レンズ611の入射面側あるいは、第3の部分レンズ613の射出面側に投写レンズと一体的に配置されるようにしてもよい。また、2つの投写光反射ミラーMR1,MR2のうち、どちらか一方を投写レンズ内に配置し、他方を第1の部分レンズ611の入射面側あるいは、第3の部分レンズ613の射出面側に投写レンズと一体的に配置するようにしてもよい。
【0080】
なお、投写レンズ600’’内に配置される2つの投写光反射ミラーMR1,MR2は、図4の投写レンズ600’における第2の投写光反射ミラーMR2と同様に、全反射プリズムによって構成することが好ましい。
【0081】
(3)上記実施例では、色合成手段としてクロスダイクロイックプリズムを用いていたが、これに代えてクロスダイクロイックミラーを用いることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1実施例としてのリアプロジェクタの概略構成を示す説明図である。
【図2】プロジェクション部PJの光学系の要部を示す概略平面図である。
【図3】クロスダイクロイックプリズム500と各色用のライトバルブ400R,400G,400Bとを示す概略斜視図である。
【図4】第2の投写光反射ミラーMR2をプロジェクション部PJの投写レンズ内に配置した例を示す説明図である。
【図5】クロスダイクロイックプリズム500の周辺を拡大して示す概略平面図である。
【図6】図5に示す配置における各色用のライトバルブ400R,400G,400Bを光入射面側から見た概略正面図である。
【図7】G用のライトバルブ400Gの信号入力端子410Gについて示す説明図である。
【図8】クロスダイクロイックプリズム500の周辺を拡大して示す別の概略平面図である。
【図9】図8に示す配置におけるライトバルブ400R,400G,400Bを光入射面側から見た概略正面図である。
【図10】第2実施例のリアプロジェクタ20を第1実施例のリアプロジェクタ10と比較して示す説明図である。
【図11】第3実施例としてのリアプロジェクタの概略構成を示す説明図である。
【図12】反射型液晶パネルをライトバルブとして用いたプロジェクション部PJ’の光学系の要部を示す概略平面図である。
【図13】2つの投写光反射ミラーMR1、MR2を投写レンズ内に配置した例を示す説明図である。
【符号の説明】
10…リアプロジェクタ
20…リアプロジェクタ
30…リアプロジェクタ
100…照明光学系
110…光源
120…インテグレータ光学系
130…照明光反射ミラー
140…偏光変換光学系
200…色光分離光学系
200’…色光分離光学系
210,220…ダイクロイックミラー
210’,220’…ダイクロイックミラー
230…反射ミラー
240,250…フィールドレンズ
300…リレー光学系
300’…リレー光学系
310…入射側レンズ
320,340…リレー反射ミラー
330…リレーレンズ
350…射出側レンズ(フィールドレンズ)
400R,400G,400B…ライトバルブ
410R,410G,410B…信号入力端子
400R’,400G’,400B’…ライトバルブ
500…クロスダイクロイックプリズム
510…第1のダイクロイック面
520…第2のダイクロイック面
530…交線
550…第1の側面(射出面)
560…第2の側面(第1の入射面)
570…第3の側面(第2の入射面)
580…第4の側面(第3の入射面)
600…投写レンズ
600’…投写レンズ
600’’…投写レンズ
700R,700G,700B…偏光ビームスプリッタ
710R,710G,710B…偏光分離面
PJ…プロジェクタ
PJ’…プロジェクタ
MR1,MR2,MR3…投写光反射ミラー
SCR…リアスクリーン
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a projector (projection display device) that projects a color image.
[0002]
[Prior art]
As a display device having a large screen, a projector that displays an enlarged image on a screen is often used. As a projector for projecting a color image, three electro-optical devices such as a liquid crystal panel are used as light valves to form three color component images constituting the color image, and a cross dichroic prism is used as a color composition unit. A type of projector that forms a color image by combining three color component images is known. Such a projector may be referred to as a “three-plate projector”.
[0003]
In such a three-plate projector, the three electro-optical devices are arranged in a substantially rectangular image for the purpose of reducing the size of the device by reducing the size of the cross dichroic prism, reducing the price, and suppressing color unevenness. In some cases, the long side direction of the formation region is arranged so as to coincide with the direction of the line of intersection of the two types of dichroic surfaces of the cross dichroic prism. Examples include those described in JP-A-11-249070 and JP-A-2000-122174.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the projector in which the three electro-optical devices are arranged as described above, in order to make a projected and displayed image a general horizontally long image, three projectors are arranged in a plane including the direction of the short side of the image forming area. The electro-optical device, the cross dichroic prism, and other optical elements must be arranged three-dimensionally. For this reason, the projector has an overall tall and long appearance. In addition, there is a demerit that it is difficult to manufacture an optical system. There is also a demerit that it is difficult to efficiently cool the electro-optical device.
[0005]
The present invention has been made to solve the above-described problems in the prior art, and the electro-optical device and the color light combining means are along a plane substantially perpendicular to the direction of the short side of the projected image displayed on the projection plane. It is an object of the present invention to provide a technology capable of projecting and displaying a general horizontally long image while being arranged on the screen.
[0006]
[Means for solving the problems and their functions and effects]
In order to solve at least a part of the problems described above, an apparatus according to the present invention is a projector that displays a substantially rectangular image on a projection surface as a projection image,
Three electro-optic devices for forming three color component images;
A color synthesizing unit having two types of dichroic surfaces arranged in a substantially X shape, and synthesizing the three color component images to form a color image;
A projection lens for projecting a color image formed by the color synthesizing means,
The color synthesizing means is arranged so that the direction of the line of intersection by the two types of dichroic surfaces is substantially parallel to the direction of the short side of the projected image,
Each of the electro-optical devices has a substantially rectangular image forming area, and is parallel to the intersecting line of the color synthesizing unit so that the direction of the long side of the image forming area coincides with the direction of the intersecting line. Of the three entrance surfaces of the color composition means, the respective entrance surfaces are arranged to face each other,
The three electro-optical devices and the color synthesizing means are arranged along a plane substantially perpendicular to the direction of the short side of the projected image,
The projector further includes:
A plurality of mirrors for reflecting the color image formed by the color synthesizing unit so that the direction of the long side of the color image formed by the color synthesizing unit faces the direction of the long side of the projected image; It is characterized by that.
[0007]
The plurality of mirrors may reflect the color image formed by the color synthesizing unit such that the direction of the long side of the color image formed by the color synthesizing unit faces the direction of the long side of the projection image. Therefore, a vertically long image (landscape image) synthesized by the color synthesizing means can be made a general horizontally long image. For this reason, the color synthesizing means can be arranged such that the direction of the intersecting line is substantially parallel to the direction of the short side of the projected image. In addition, among the three incident side surfaces parallel to the intersecting line of the color synthesizing unit so that each of the three electro-optical devices has the direction of the long side of the image forming area coincident with the direction of the intersecting line of the color synthesizing unit. , And can be arranged to face the incident side surface corresponding to each. As a result, a general horizontally long image can be projected and displayed while the electro-optical device and the color light combining means are arranged along a direction substantially perpendicular to the direction of the short side of the projected image.
[0008]
In addition, since the color image formed by the color synthesizing means is reflected by a plurality of mirrors, the same optical path length can be ensured in a small space as compared with the case of reflecting by one mirror. Thereby, the apparatus can be miniaturized.
[0009]
The plurality of mirrors are rotated at a predetermined angle so that the direction of the long side in the screen of the color image formed by the color composition unit is the direction of the long side in the screen of the projected image. Having at least two mirrors,
The at least two mirrors can be configured by arranging so that normals passing through the centers of the respective reflecting surfaces do not cross each other.
[0010]
In the projector, the predetermined angle is preferably 90 degrees.
[0011]
In this way, the projection unit and the plurality of mirrors can be easily arranged.
[0012]
In the above projector,
It is preferable that at least one of the plurality of mirrors is disposed integrally with the projection lens.
[0013]
By doing so, the arrangement space of at least one mirror can be reduced, and the apparatus can be downsized. Note that “integrated arrangement” includes not only the case where the projection lens is disposed in an integrated manner in the vicinity of the incident surface or the exit surface of the projection lens but also the case where the projection lens is disposed inside the projection lens.
[0014]
Here, it is preferable that at least one mirror arranged integrally with the projection lens is constituted by a total reflection prism.
[0015]
In this way, it is possible to easily realize a reflective surface having a high reflectivity, and to realize high alignment accuracy between adjacent lens bodies.
[0016]
In the above projector,
Preferably, each of the three electro-optical devices has a signal input terminal on the side having the long side of the image forming area.
[0017]
A signal input terminal of an electro-optical device conventionally used in a projector is provided on the side having the long side of the image forming area. Therefore, according to the projector, a conventional electro-optical device can be used.
[0018]
Here, the signal input terminal has a signal line formed so as to extend from the side having the long side of the image forming region to the side having the short side,
It is preferable that the signal line along the long side direction has a shape bent three-dimensionally so that the width of the signal line becomes narrow.
[0019]
In this way, the arrangement space required for the signal input terminal can be reduced.
[0020]
The electro-optical device disposed on the first incident surface side parallel to the emission surface of the color synthesizing unit is a first electro-optical device, and is on the second incident surface side perpendicular to the first incident surface. When the electro-optical device disposed is a second electro-optical device, and the electro-optical device disposed on the third incident surface side parallel to the second incident surface is a third electro-optical device,
Either one of the first and second electro-optical devices has a signal input terminal formed by a component of a relay optical system disposed in an optical path of light that illuminates the second electro-optical device and the color synthesizing unit. It is preferably arranged in the enclosed space area.
[0021]
By doing this, it is possible to arrange the signal input terminals of the first and second electro-optical devices by utilizing the spatial region surrounded by the components of the relay optical system and the color synthesizing means.
[0022]
The three electro-optical devices include an electro-optical device arranged on a first incident surface side parallel to an emission surface of the color synthesizing unit, and second and third perpendicular to the first incident surface. The electro-optical device disposed on the incident surface side is preferably configured by two types of electro-optical devices in which the driving directions with respect to the long side direction of the respective image forming regions are opposite to each other.
[0023]
In this way, since the three electro-optical devices can be constituted by two types of electro-optical devices, it is easy to optimize the electro-optical device.
[0024]
Further, in the three electro-optical devices, the electro-optical device disposed on the first incident surface side parallel to the emission surface of the color synthesizing unit is a first electro-optical device, and is perpendicular to the first incident surface. The electro-optical device arranged on the second incident surface side is a second electro-optical device, and the electro-optical device arranged on the third incident surface side parallel to the second incident surface is a third electric optical device. When the optical device is used, the driving direction with respect to the long side direction of the image forming region of the second electro-optical device is opposite to the first electro-optical device, and the image forming region of the third electro-optical device. It is preferable that the driving direction with respect to the short side direction is constituted by three types of electro-optical devices that are opposite to the first electro-optical device.
[0025]
By doing so, the signal input terminals of the three electro-optical devices can be arranged in different spatial regions, so that the configuration of the device is easy.
[0026]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A. First embodiment:
Next, embodiments of the present invention will be described based on examples. FIG. 1 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a rear projector (a rear projection display device) as a first embodiment of the invention. As shown in the perspective view of FIG. 1A, the rear projector 10 includes a projection unit PJ, two projection light reflecting mirrors MR1 and MR2, and a rear screen SCR.
[0027]
In the following, the optical axis direction of the projection light from the projection unit PJ is the y direction, the 3 o'clock direction is the x direction and the 12 o'clock direction is the z direction when viewing the + y direction. Let the xy plane be a horizontal plane. In order to facilitate the description of the direction of light, the direction of the central axis of light will be described as the direction of light.
[0028]
A1. Projection Department PJ:
FIG. 2 is a schematic plan view showing the main part of the optical system of the projection unit PJ. The projection unit PJ includes an illumination optical system 100, a color light separation optical system 200, a relay optical system 300, three light valves 400R, 400G, and 400B, a cross dichroic prism 500, and a projection lens 600. Each component is arranged along a substantially horizontal plane (that is, an xy plane) around the cross dichroic prism 500. For this reason, as shown in FIG. 1A, the projection part PJ has a horizontally long and low profile as a whole.
[0029]
The illumination optical system 100 includes a light source 110, an integrator optical system 120, and an illumination light reflecting mirror 130. The light emitted from the light source 110 uniformly illuminates the light valves 400R, 400G, and 400B that are illumination targets via the integrator optical system 120. The illumination light reflecting mirror 130 has a function of reflecting the illumination light emitted from the integrator optical system 120 in the direction of the color light separation optical system 200. The illumination light reflecting mirror 130 may be disposed in the optical path in the integrator optical system 120. The illumination light reflecting mirror 130 can be omitted depending on the arrangement of the light source 110 and the integrator optical system 120. The polarization conversion optical system 140 has a function of aligning non-polarized light with polarized light having a polarization direction that can be used by the light valves 400R, 400G, and 400B.
[0030]
The color light separation optical system 200 includes two dichroic mirrors 210 and 220 and a reflection mirror 230, and has a function of separating the illumination light emitted from the illumination optical system 100 into three color lights having different wavelength ranges. ing.
[0031]
The first dichroic mirror 210 transmits red (R) light and reflects color light (substantially green (G) light and blue (B) light) shorter in wavelength than the transmitted color light. The R light that has passed through the first dichroic mirror 210 is reflected by the reflection mirror 230, passes through the field lens 240, and enters the R light valve 400R.
[0032]
Of the G light and B light reflected by the first dichroic mirror 210, the G light is reflected by the second dichroic mirror 220, passes through the field lens 250, and enters the G light valve 400G. On the other hand, the B light is transmitted through the second dichroic mirror 220, and the relay optical system 300, that is, the incident side lens 310, the first relay reflection mirror 320, the relay lens 330, the second relay reflection mirror 340, and the emission. The light enters the B light valve 400 </ b> B through the side lens 350. Here, the reason why the relay optical system 300 is used for the B light is that the length of the optical path of the B light is longer than the length of the optical path of the other color lights, and therefore the light use efficiency is reduced due to light diffusion or the like. This is to prevent it.
[0033]
Each color light valve 400R, 400G, 400B modulates the incident color light according to the corresponding color signal (image information) and emits the modulated light as transmitted light. As such a transmissive light valve, a transmissive liquid crystal panel is used. Note that these light valves 400R, 400G, and 400B correspond to the electro-optical device of the present invention, and the image represented by the modulated light of each color corresponds to the color component image of each color constituting the color image.
[0034]
FIG. 3 is a schematic perspective view showing the cross dichroic prism 500 and the light valves 400R, 400G, and 400B for the respective colors. The cross dichroic prism 500 is arranged such that an intersection line 530 where the first dichroic surface 510 and the second dichroic surface 520 intersect is perpendicular to the xy plane, that is, the horizontal plane. Of the four side surfaces 550, 560, 570, and 580, the first side surface, that is, the exit surface 550 and the second side surface 560 are parallel to the xz plane, and the third and fourth side surfaces 570 and 580 are yz. It arrange | positions so that it may become parallel to a plane. Corresponding color light valves 400G, 400B, and 400R are arranged on the second to fourth side surfaces 560, 570, and 580, respectively. In these light valves 400R, 400G, and 400B, the long side direction (long side direction) ls of the substantially rectangular image forming region (light irradiation surface) is the direction of the intersection line 530 (intersection line direction), that is, the z direction. It is arranged vertically so as to match. Hereinafter, such an arrangement may be referred to as a “longitudinal arrangement”.
[0035]
The second side surface 560 corresponds to the first incident surface of the present invention. The third side surface 570 corresponds to the second incident surface of the present invention, and the fourth side surface 580 corresponds to the third side surface.
[0036]
The R light emitted from the R light valve 400R is reflected by the first dichroic surface and emitted from the emission surface 550. The B light emitted from the B light valve 400B is reflected by the second dichroic surface and emitted from the emission surface 550. Further, the G light emitted from the G light valve 400G passes through the first dichroic surface 510 and the second dichroic surface 520 and is emitted from the emission surface 550. As a result, the three colors of modulated light modulated by the light valves 400R, 400G, and 400B for the respective colors are combined by the cross dichroic prism 500. A color image represented by the combined modulated light is projected by the projection lens 600. However, the color image synthesized by the cross dichroic prism 500 becomes a vertically long image with the long side facing the z direction corresponding to the vertically long arrangement of the light valves 400R, 400G, and 400B, and after being projected by the projection lens 600. The image displayed on the screen SCR is a horizontally long image with the long side facing the y direction. Note that light representing a color image is emitted in the + y direction.
[0037]
The configuration and function of each part of the projector as shown in FIG. 2 are described in detail in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 10-177151 and 10-186548 disclosed by the applicant of the present application. Detailed description is omitted in the book.
[0038]
A2. Arrangement of the projection light reflecting mirrors MR1, MR2:
As shown in FIG. 1C, the second projection light reflecting mirror MR2 is disposed so as to reflect the projection light from the projection unit PJ traveling in the + y direction in the + z direction. Specifically, the normal line n2 on the reflecting surface of the second projection light reflecting mirror MR2 is arranged so as to be parallel to the yz plane and inclined 45 degrees clockwise with respect to the y axis. ing. Further, as shown in FIG. 1B, the first projection light reflection mirror MR1 is disposed so as to reflect the projection light from the second projection light reflection mirror MR2 traveling in the + z direction in the + x direction. . Specifically, the normal line n1 on the reflecting surface of the first projection light reflecting mirror MR1 is arranged so as to be parallel to the xz plane and inclined 45 degrees counterclockwise with respect to the z axis. Has been. That is, the first and second projection light reflecting mirrors MR1 and MR2 are arranged at twist positions where the normals n1 and n2 on the respective reflecting surfaces do not intersect each other. The rear screen SCR is disposed in parallel to the yz plane.
[0039]
By the projection unit PJ and the two projection light reflection mirrors MR1 and MR2 arranged as described above, the projection light from the projection unit PJ is transmitted by the second projection light reflection mirror MR2 and the first projection light reflection mirror MR1. Reflected and incident on the rear screen SCR.
[0040]
Here, the two projection light reflecting mirrors MR1 and MR2 set the direction of the long side in the screen of the image projected from the projection unit PJ as the direction of the long side in the screen of the image projected on the rear screen SCR. Rotate 90 degrees. As a result, as shown in FIG. 1A, the horizontal arrow image projected from the projection unit PJ becomes an upward arrow figure by the two projection light reflecting mirrors MR1 and MR2 arranged at the twisted positions. And is projected onto the rear screen SCR.
[0041]
As described above, in the rear projector 10 of the present embodiment, the long side direction of the image forming areas of the three light valves 400R, 400G, and 400B in the projection unit PJ coincides with the direction of the intersection line 530 of the cross dichroic prism 500. With the configuration as described above, each component of the optical system constituting the projection unit PJ is a plane perpendicular to the direction of the short side of the image projected on the screen SCR (z direction in FIG. 1A) (FIG. 1). In (A), a general landscape image can be projected and displayed while being arranged along the xy plane).
[0042]
Further, in the rear projector 10 of the present embodiment, since the two projection light reflecting mirrors MR1 and MR2 are arranged at twisted positions, the projection unit PJ is arranged in a state substantially parallel to the screen SCR. For this reason, the depth and height of the rear projector 10 (x direction and z direction in FIG. 1A) can be shortened, and the size of the entire apparatus can be reduced.
[0043]
By the way, the second projection light reflecting mirror can be arranged as follows. FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example in which the second projection light reflecting mirror MR2 is arranged in the projection lens of the projection unit PJ. As shown in FIG. 4A, the projection lens 600 is a compound lens composed of a plurality of lenses (FIG. 4 shows an example in which three partial lenses are composed of five lenses). Therefore, as shown in FIG. 4B, a projection lens 600 ′ in which the second projection light reflecting mirror MR2 is disposed in the optical path of the compound lens may be used as the projection lens of the projection unit PJ. If such a projection lens 600 ′ is used, the arrangement space of the second projection light reflecting mirror MR2 in FIG. 1 can be reduced, and thus the rear projector can be further miniaturized. In the case where the second projection light reflecting mirror MR2 is disposed in the projection lens, it is preferable that the projection light reflecting mirror is constituted by a total reflection prism. According to the total reflection prism, a mirror having a high reflectance can be easily configured in the projection lens.
[0044]
Further, the projection light reflecting mirror MR2 is not limited to being arranged in the middle of the plurality of lenses as shown in FIG. 4B, but may be arranged integrally on the incident surface or exit surface side of the projection lens.
[0045]
A3. Arrangement of light valves 400R, 400G, 400B:
FIG. 5 is a schematic plan view showing the periphery of the cross dichroic prism 500 in an enlarged manner. The signal input terminal of the light valve is generally provided on the side having the long side of the image forming area (hereinafter, sometimes simply referred to as “long side”). Therefore, in arranging the light valves 400R, 400G, and 400B in the projection unit PJ, it is necessary to consider the arrangement space for each signal input terminal provided on the long side. Specifically, the signal input terminals 410G and 410B of the G light valve 400G and the B light valve 400B are respectively connected to the incident side lens 310, the relay lens 330, the emission side lens 350, and the field lens of the relay optical system 300. 250 and the cross dichroic prism 500 are arranged so as to be in a spatial region SP1 (region indicated by a broken-line circle in the drawing). Further, the signal input terminal 410R of the R light valve 400R is arranged in the space region SP3 on the projection lens 600 side.
[0046]
FIG. 6 is a schematic front view of the light valves 400R, 400G, and 400B for each color in the arrangement shown in FIG. 5 as viewed from the light incident surface side (light irradiation surface side). The solid line arrows in the figure indicate the driving direction in the long side direction and the driving direction in the short side direction of the image forming area. A broken line arrow indicates a clear vision direction. In the arrangement shown in FIG. 5, with reference to the G light valve shown in FIG. 6B, as shown in FIGS. 6A and 6C, the R light valve 400R and the B light valve are used. As the valve 400B, a light valve of a type in which the driving direction with respect to the long side direction is opposite and the clear vision direction is symmetric with respect to the short side direction is used. That is, the three light valves can be composed of two types of light valves.
[0047]
As shown in FIG. 5, there is an arrangement space for the signal input terminal in the space region SP2 surrounded by the two field lenses 240 and 250, the cross dichroic prism 500, and the first dichroic mirror 210. In this case, the signal input terminal 410R of the R light valve 400R and the signal input terminal 410G of the G light valve 400B may be arranged in the space region SP2. However, the size of the light beam incident on the first dichroic mirror 210 from the illumination optical system 100 is larger than the size of the light beam incident on the light valves 400R, 400G, and 400B for each color, and the first dichroic mirror. The 210 color light separation surface (dichroic surface) needs to be considerably large. For this reason, the space region SP2 often has little arrangement space for arranging the signal input terminals. On the other hand, the light beam passing through the relay optical system 300 is considerably condensed, and its size is considerably smaller than the size of the light beam incident on the first dichroic mirror 210. Therefore, it is possible to secure a space in the space region SP1 in which the signal input terminal 410G of the G light valve 400G and the signal input terminal 410B of the B light valve 400B are arranged.
[0048]
FIG. 7 is an explanatory diagram showing the signal input terminal 410G of the G light valve 400G. As shown in FIG. 7A, the signal input terminal 410G of the light valve 400G is formed to extend from the side surface on the long side to the top surface on the short side. A plurality of signal lines are formed in a plane on the signal input terminal 410G using an FPC (flexible printed circuit), and the cross-sectional shape along the line AB is flat as shown in FIG. Is. However, the cross-sectional shape in the middle part of the FPC is not planar. For example, the cross-sectional shape along the line CD is folded in three as shown in FIG. 7C, or FIG. As shown in FIG. 3, it has a three-dimensional shape such as a shape bent in a U shape. If the signal input terminal 410G has a structure in which a plurality of signal lines are gathered in a three-dimensional manner as described above, the arrangement space required in one direction (the x direction in FIG. 5) of the signal input terminal 410G is reduced. be able to. In addition, by extending the signal input terminal 410G from the long side to the short side, a flow path in the vertical direction (z direction in FIG. 5) of the cooling air can be secured, so that the cooling efficiency can be improved.
[0049]
Since the light valves 400R and 400B for other colors are the same, the description thereof is omitted.
[0050]
FIG. 8 is another schematic plan view showing the periphery of the cross dichroic prism 500 in an enlarged manner. In this example, only the signal input terminal 410G of the G light valve 400G is arranged in the space region SP1. The signal input terminal 410R of the R light valve 400R is arranged in the space region SP3 on the projection lens 600 side, and the signal input terminal 410B of the B light valve 400B is in the space region SP4 on the projection lens 600 side. Arranged to be.
[0051]
FIG. 9 is a schematic front view of the light valves 400R, 400G, and 400B in the arrangement shown in FIG. 8 as viewed from the light incident surface side. The solid line arrows in the figure indicate the driving direction in the long side direction and the driving direction in the short side direction of the image forming area. A broken line arrow indicates a clear vision direction. In the arrangement shown in FIG. 8, as shown in FIGS. 9A, 9B, and 9C, different types of light valves are used for the three light valves 400R, 400G, and 400B. Specifically, if the G light valve 400B in FIG. 9B is used as a reference, the R light valve 400R has a driving direction in the long side direction opposite to that shown in FIG. 9A. A light valve with the opposite direction of clear vision is used. As shown in FIG. 9C, the light valve 400B for B uses a light valve whose driving direction in the short side direction is opposite and whose clear vision direction is symmetric with respect to the long side direction.
[0052]
In the case of the arrangement shown in FIG. 8, the input terminals 410R, 410G, and 410B of the light valves 400R, 400G, and 400B for the respective colors may be arranged in different space regions SP1, SP3, and SP4, respectively. . However, it is necessary to use three types of light valves as shown in FIG. In this regard, the arrangement shown in FIG. 5 is advantageous because two types of light valves may be used.
[0053]
B. Second embodiment:
FIG. 10 is an explanatory diagram showing the rear projector 20 of the second embodiment in comparison with the rear projector 10 of the first embodiment. The rear projector 20 of the second embodiment is denoted by the same reference numerals with respect to the same configuration as that of the first embodiment, and description thereof will be omitted below. In the rear projector 10 of the first embodiment, the projection light from the projection unit PJ traveling in the + y direction is reflected by the second projection light reflecting mirror MR2 and travels in the + z direction as shown in FIG. The light is reflected by the first projection light reflecting mirror MR1, travels in the + x direction, and enters the rear screen SCR. For this reason, the second projection light reflecting mirror MR2 is arranged such that the normal line n2 on the reflecting surface thereof is parallel to the yz plane and has an inclination of 45 degrees in the clockwise direction with respect to the y axis. (FIG. 1C). Further, the first projection light reflecting mirror MR1 has a normal line n1 on the reflecting surface thereof inclined in the direction of θ1 (= 45 degrees) parallel to the xz plane and counterclockwise with respect to the z axis. It is arranged to have.
[0054]
On the other hand, as shown in FIG. 10B, the projection light from the projection unit PJ traveling in the + y direction in the rear projector 20 of the second embodiment is reflected by the second projection light reflecting mirror MR2, and is directed in the + z direction. On the other hand, the light travels counterclockwise in the direction inclined by α degrees, further reflects by the first projection light reflecting mirror MR1, travels in the + x direction, and enters the rear screen SCR. Therefore, the second projection light reflecting mirror MR2 in the second embodiment rotates the second projection light reflecting mirror MR2 in the first embodiment counterclockwise by an angle α about the central axis parallel to the y axis. Are arranged. Further, in the first projection light reflecting mirror MR1, the normal line n1 on the reflecting surface is parallel to the xz plane and counterclockwise θ2 (= (45 + α / 2)) degrees with respect to the z axis. It is arrange | positioned so that it may have inclination of. That is, as in the first embodiment, the first and second projection light reflecting mirrors MR1 and MR2 are arranged at twisted positions where the normal lines n1 and n2 on the respective reflecting surfaces do not intersect each other.
[0055]
However, θ2> θ1 (0 <α <90). Therefore, the inclination of the first projection light reflection mirror MR1 in the second embodiment with respect to the yz plane can be made smaller than the inclination of the first projection light reflection mirror MR1 in the first embodiment. As a result, the rear projector 20 of the second embodiment can be configured thinner than the rear projector 10 of the first embodiment.
[0056]
The rear projector 10 of the first embodiment is equivalent to the case where α = 0 in the rear projector 20 of the second embodiment.
[0057]
However, in the rear projector 20, it is preferable that the projection unit PJ is arranged to be rotated α degrees counterclockwise around a central axis parallel to the y axis with respect to the horizontal plane (xy plane).
[0058]
Therefore, “the three electro-optical devices and the color synthesizing means are arranged along a plane substantially perpendicular to the direction of the short side of the projected image” of the present invention means that the projected image is as in the first embodiment. In addition to the case where the optical system including the light valve (electro-optical device) and the color synthesizing means (cross dichroic prism) is disposed along a plane perpendicular to the direction of the short side (that is, the xy plane), Thus, the case where the optical system is tilted by tilting the projection part PJ by α degrees is also included.
[0059]
C. Third embodiment:
FIG. 11 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a rear projector as a third embodiment. In the rear projector 30, the rear projector 10 (FIG. 1A) of the first embodiment reflects the projection light from the projection unit PJ by the two projection light reflecting mirrors MR1 and MR2, whereas FIG. As shown in the perspective view of A), another projection light reflection mirror MR3 is added to the two projection light reflection mirrors MR1 and MR2, and the projection light from the projection unit PJ is reflected by the three projection light reflection mirrors. Is different. Note that in the rear projector 30 of the third embodiment, the same reference numerals are given to the same configurations as those of the rear projector 10 of the first embodiment, and description thereof will be omitted below.
[0060]
As shown in FIG. 11C, the third projection light reflecting mirror MR3 is arranged to reflect the projection light from the projection unit PJ traveling in the + y direction in the −z direction. Specifically, the normal line n3 on the reflecting surface of the third projection light reflecting mirror MR3 is arranged so as to be parallel to the yz plane and inclined 45 degrees counterclockwise with respect to the y axis. Has been. As shown in FIG. 11 (B), the second projection light reflecting mirror MR2 is configured to cause the projection light from the third projection light reflecting mirror MR3 traveling in the −z direction to be α in the counterclockwise direction with respect to the + z direction. It is arranged so as to reflect in a direction tilted. Specifically, the normal line n2 on the reflecting surface of the second projection light reflecting mirror MR2 is α / 2 degrees (0 <α <0) parallel to the xz plane and counterclockwise with respect to the z axis. 90). Further, as shown in FIG. 11B, the first projection light reflection mirror MR1 reflects the projection light from the second projection light reflection mirror MR2 that is inclined by α degrees with respect to the + z direction in the + x direction. Are arranged to be. Specifically, the normal line n1 on the reflecting surface of the first projection light reflecting mirror MR1 is parallel to the xz plane and has an inclination of (45 + α / 2) degrees in the clockwise direction with respect to the z axis. Are arranged as follows. That is, the second projection light reflection mirror MR2 and the third projection light reflection mirror MR3 are arranged at twist positions where the normal lines n2 and n3 do not intersect each other on the respective reflection surfaces. The rear screen SCR is disposed in parallel to the yz plane.
[0061]
By disposing the projection unit PJ and the three projection light reflection mirrors MR1 to MR3 as described above, the projection light from the projection unit PJ is transmitted from the third projection light reflection mirror MR3 to the first projection light reflection mirror MR1. Reflected and incident on the rear screen SCR.
[0062]
Here, the two projection light reflecting mirrors MR3 and MR2 indicate the orientation of the long side in the screen of the image projected from the projection unit PJ in the screen of the reflected image, that is, the image projected on the rear screen SCR. Rotate 90 degrees clockwise around the central axis perpendicular to the screen so that the direction of the long side at is. The first projection light reflection mirror MR1 reflects in the direction of the rear screen SCR without causing rotation of the image reflected by the second projection light reflection mirror MR2. As a result, as shown in FIG. 11A, the horizontal arrow image projected from the projection unit PJ becomes an upward arrow figure by the two projection light reflecting mirrors MR3 and MR2 arranged at the twisted positions. And is projected onto the rear screen SCR. Thereby, also in the present embodiment, the long side direction of the image forming area of the three light valves 400R, 400G, and 400B of the projection unit PJ is matched with the direction of the intersection line 530 of the cross dichroic prism 500. A plane perpendicular to the direction of the short side of the image projected on the screen SCR (the z direction in FIG. 11A) is the xy plane in FIG. It is possible to project and display a general horizontally long image while being arranged along the line.
[0063]
Further, since the rear projector 30 of the present embodiment is configured to reflect the projection light from the projection unit by the three projection light reflection mirrors MR1 to MR3, even when a projection lens having a long projection distance is used, Compared to a rear projector configured to reflect the projection light from the projection unit by one projection light reflecting mirror, the overall size of the apparatus can be reduced.
[0064]
The first projection light reflecting mirror MR1 has a normal line n1 on the reflecting surface thereof that is parallel to the xz plane and has an inclination of (45 + α / 2) degrees counterclockwise with respect to the z axis. And depends on the inclination α of the projection light from the second projection light reflection mirror MR2. Accordingly, similarly to the second embodiment, the inclination of the first projection light reflection mirror MR1 with respect to the yz plane can be changed in accordance with the inclination of the projection light from the second projection light reflection mirror MR2. Compared to the rear projector 10 of the embodiment, the configuration can be reduced.
[0065]
D. Fourth embodiment:
In the first to third embodiments, the case where the projection unit PJ using a transmissive liquid crystal panel as a light valve is described as an example, but a projection unit using a reflective liquid crystal panel is used. You can also.
[0066]
FIG. 12 is a schematic plan view showing the main part of the optical system of the projection unit PJ ′ using the reflective liquid crystal panel as a light valve. The projection unit PJ ′ includes an illumination optical system 100, a color light separation optical system 200 ′, a relay optical system 300 ′, polarization beam splitters 700R, 700G, and 700B, light valves 400R ′, 400G ′, and 400B ′. A dichroic prism 500 and a projection lens 600 are provided. Each component is arranged in a substantially horizontal direction around the cross dichroic prism 500.
[0067]
The light emitted from the bright optical system 100 enters the color light separation optical system 200 ′ and is separated into three color lights. The first dichroic mirror 210 ′ reflects the B light and reflects the color light (G light and R light) longer than the B light.
[0068]
Of the G light and R light transmitted through the first dichroic mirror 210 ′, the R light also transmits through the second dichroic mirror 220 ′, and enters the R polarizing beam splitter 700R through the field lens 240. The G light is reflected by the second dichroic mirror 220 ′, passes through the field lens 250, and enters the G polarization beam splitter 700G.
[0069]
The B light reflected by the first dichroic mirror 210 ′ passes through the relay optical system 300 ′, that is, the incident side lens 310, the relay reflecting mirror 320, and the relay lens 330, and further passes through the emission side lens 350 for the B light. Is incident on the polarizing beam splitter 700B.
[0070]
Each color light incident on the polarization beam splitters 700R, 700G, and 700B for each color is converted into two types of polarized light (s-polarized light and p-polarized light) on the polarization separation surfaces 710R, 710G, and 710B of the corresponding polarization beam splitters 700R, 700G, and 700B. Light). The light valves 400R ′, 400G ′, and 400B ′ for the respective colors are arranged on the optical axis of one of the polarized lights emitted from the corresponding polarizing beam splitters 700R, 700G, and 700B. In the illustrated example, the polarization separation surfaces 710R, 710G, and 710B of the polarization beam splitters 700R, 700G, and 700B reflect the s-polarized light and transmit the p-polarized light, and the light valves 400R ′ and 400G ′ for the respective colors. , 400B ′ are arranged on the optical axis of the s-polarized light. Accordingly, each color light of the s-polarized light enters the corresponding light valves 400R ′, 400G ′, 400B ′ as illumination light.
[0071]
Each color light valve 400R ′, 400G ′, 400B ′ modulates each color light incident as illumination light according to a corresponding color signal (image information) and emits it as reflected light. As such reflection type light valves 400R ′, 400G ′, and 400B ′, reflection type liquid crystal panels are used.
[0072]
The light valves 400R ′, 400G ′, and 400B ′ for the respective colors are arranged vertically in the same manner as the light valves 400R, 400G, and 400B for the respective colors in the projection unit PJ.
[0073]
The light emitted from the light valves 400R ′, 400G ′, and 400B ′ for each color reenters the corresponding polarization beam splitters 700R, 700G, and 700B. Each color light incident again is a mixed light including modulated light (p-polarized light) and unmodulated light (s-polarized light). Accordingly, only the modulated light among the emitted lights of the respective colors is transmitted through the polarization separation surfaces 710R, 710G, and 710B of the corresponding polarization beam splitters 700R, 700G, and 700B and is incident on the cross dichroic prism 500.
[0074]
The color lights incident on the cross dichroic prism 500 are combined and emitted toward the projection lens 600. As a result, a color image represented by the light synthesized by the cross dichroic prism 500 is projected by the projection lens 600. However, the direction of the color image synthesized by the cross dichroic prism 500 is a horizontally oriented image that faces the x or z direction corresponding to the vertically long arrangement of the light valves 400R ′, 400G ′, and 400B ′ for each color.
[0075]
In the projection unit PJ ′ of this example, the signal input terminal of the light valve 400G ′ can be arranged in a space surrounded by the relay lens 330, the incident side lens 310, and the polarization beam splitter 700G. A light valve having a signal input terminal on the side can be used.
[0076]
E. Variation:
The present invention is not limited to the above-described examples and embodiments, and can be implemented in various modes without departing from the gist thereof. For example, the following modifications are possible.
[0077]
(1) In the above embodiment, a rear projector using two or three projection light reflecting mirrors is described as an example, but the present invention is not limited to this, and a rear projector using four or more projection light reflecting mirrors is described. It may be a projector. That is, the present invention can be applied to a rear projector including a plurality of projection light reflecting mirrors. Then, the plurality of projection light reflecting mirrors that cause the rotation of the image need only be arranged at twist positions where the respective normal lines do not intersect with each other.
[0078]
(2) In the above embodiment, the rear projector is described as an example. However, the present invention can be applied to a front projection type projector (front projector). In the case of a rear projector, an image is displayed by light transmitted through the rear screen SCR. On the other hand, in the case of a front projector, an image is displayed by light reflected from the screen. Since the projection unit and the screen cannot be integrated in the front projector, it is necessary to arrange all of the projection light reflecting mirrors before and after the projection lens or inside the projection lens.
[0079]
FIG. 13 is an explanatory diagram showing an example in which two projection light reflecting mirrors MR1 and MR2 are arranged in the projection lens. In the projection lens 600 ″, two projection light reflecting mirrors MR1 and MR2 are disposed between the second partial lens 612 and the third partial lens 613 among the three partial lenses 611, 612, and 613. It has the structure. The two reflecting mirrors MR1 and MR2 may be disposed between the first partial lens 611 and the second partial lens 612. Further, the second projection light reflection mirror MR2 is disposed between the first partial lens 611 and the second partial lens 612, and the first projection light reflection mirror MR1 is disposed between the second partial lens 612 and the third partial lens. You may make it arrange | position between 613. That is, the plurality of projection light reflecting mirrors may be arranged at any position within the projection lens. The two projection light reflecting mirrors MR1 and MR2 are not necessarily arranged in the projection lens, and are projected on the incident surface side of the first partial lens 611 or the emission surface side of the third partial lens 613. You may make it arrange | position integrally with a lens. Also, one of the two projection light reflecting mirrors MR1 and MR2 is disposed in the projection lens, and the other is disposed on the incident surface side of the first partial lens 611 or the exit surface side of the third partial lens 613. You may make it arrange | position integrally with a projection lens.
[0080]
Note that the two projection light reflecting mirrors MR1 and MR2 disposed in the projection lens 600 ″ are configured by total reflection prisms, like the second projection light reflecting mirror MR2 in the projection lens 600 ′ of FIG. Is preferred.
[0081]
(3) In the above embodiment, the cross dichroic prism is used as the color synthesizing means, but a cross dichroic mirror can be used instead.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a rear projector as a first embodiment of the invention.
FIG. 2 is a schematic plan view showing a main part of an optical system of a projection unit PJ.
FIG. 3 is a schematic perspective view showing a cross dichroic prism 500 and light valves 400R, 400G, and 400B for respective colors.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example in which a second projection light reflecting mirror MR2 is arranged in a projection lens of a projection unit PJ.
FIG. 5 is an enlarged schematic plan view showing a periphery of a cross dichroic prism 500. FIG.
6 is a schematic front view of the light valves 400R, 400G, and 400B for each color in the arrangement shown in FIG. 5 as viewed from the light incident surface side.
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a signal input terminal 410G of a G light valve 400G.
FIG. 8 is another schematic plan view showing the periphery of the cross dichroic prism 500 in an enlarged manner.
9 is a schematic front view of the light valves 400R, 400G, and 400B in the arrangement shown in FIG. 8 as viewed from the light incident surface side.
FIG. 10 is an explanatory diagram showing a rear projector 20 according to a second embodiment in comparison with the rear projector 10 according to the first embodiment.
FIG. 11 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a rear projector as a third embodiment.
FIG. 12 is a schematic plan view showing a main part of an optical system of a projection unit PJ ′ using a reflective liquid crystal panel as a light valve.
FIG. 13 is an explanatory diagram showing an example in which two projection light reflecting mirrors MR1 and MR2 are arranged in a projection lens.
[Explanation of symbols]
10 ... Rear projector
20 ... Rear projector
30 ... Rear projector
100: Illumination optical system
110: Light source
120. Integrator optical system
130: Illumination light reflecting mirror
140: Polarization conversion optical system
200: Color light separation optical system
200 '... color light separation optical system
210, 220 ... Dichroic mirror
210 ', 220' ... Dichroic mirror
230 ... reflecting mirror
240, 250 ... Field lens
300: Relay optical system
300 '... Relay optical system
310 ... Incident side lens
320, 340 ... Relay reflection mirror
330 ... Relay lens
350: Ejection side lens (field lens)
400R, 400G, 400B ... Light valve
410R, 410G, 410B ... signal input terminals
400R ', 400G', 400B '... Light valve
500 ... Cross dichroic prism
510 ... first dichroic surface
520 ... Second dichroic surface
530 ... line of intersection
550 ... 1st side surface (injection surface)
560 ... 2nd side surface (1st incident surface)
570 ... Third side surface (second incident surface)
580 ... Fourth side surface (third incident surface)
600 ... Projection lens
600 '... projection lens
600 ″… Projection lens
700R, 700G, 700B ... Polarizing beam splitter
710R, 710G, 710B ... polarization separation plane
PJ ... Projector
PJ '... Projector
MR1, MR2, MR3 ... Projection light reflection mirror
SCR ... Rear screen

Claims (6)

略矩形状の画像を、投写面上に、投写画像として表示するプロジェクタであって、
3つの色成分画像を形成するための3つの電気光学装置と、
略X字状に配置された2種類のダイクロイック面を有し、前記3つの色成分画像を合成してカラー画像を形成するための色合成手段と、
前記色合成手段により形成されたカラー画像を投写する投写レンズと、を備え、
前記色合成手段は、前記2種類のダイクロイック面による交線の方向が、前記投写画像の短辺の方向に略平行となるように配置されており、
前記電気光学装置のそれぞれは、略矩形状の画像形成領域を有し、前記画像形成領域の長辺の方向が前記交線の方向に一致するように、前記交線に平行な前記色合成手段の3つの入射面のうち、それぞれに対応する入射面に対向して配置されており、
前記3つの電気光学装置および前記色合成手段は、前記投写画像の短辺の方向に略垂直な面に沿って配置されており、
前記プロジェクタは、さらに、
前記色合成手段により形成されたカラー画像の長辺の方向が、前記投写画像の長辺の方向を向くように、前記色合成手段により形成されたカラー画像を反射するための複数のミラーを備えており、
前記3つの電気光学装置は、それぞれ前記画像形成領域の長辺を有する側に信号入力端子を有しており、
前記3つの電気光学装置は、前記色合成手段の射出面に平行な第1の入射面側に配置された電気光学装置と、前記第1の入射面に垂直な第2および第3の入射面側に配置された電気光学装置とで、それぞれの画像形成領域の長辺方向に関する駆動方向が反対向きである2種類の電気光学装置により構成される、プロジェクタ。
A projector that displays a substantially rectangular image as a projected image on a projection surface,
Three electro-optic devices for forming three color component images;
A color synthesizing unit having two types of dichroic surfaces arranged in a substantially X shape, and synthesizing the three color component images to form a color image;
A projection lens for projecting a color image formed by the color synthesizing means,
The color synthesizing means is arranged so that the direction of the line of intersection by the two types of dichroic surfaces is substantially parallel to the direction of the short side of the projected image,
Each of the electro-optical devices has a substantially rectangular image forming area, and the color synthesizing means parallel to the intersecting line so that the direction of the long side of the image forming area coincides with the direction of the intersecting line The three incident surfaces are arranged to face the corresponding incident surfaces,
The three electro-optical devices and the color synthesizing means are arranged along a plane substantially perpendicular to the direction of the short side of the projected image,
The projector further includes:
A plurality of mirrors for reflecting the color image formed by the color composition unit so that the direction of the long side of the color image formed by the color composition unit is directed to the direction of the long side of the projection image; And
Each of the three electro-optical devices has a signal input terminal on the side having the long side of the image forming region,
The three electro-optical devices include an electro-optical device disposed on a first incident surface side parallel to an emission surface of the color synthesizing unit, and second and third incident surfaces perpendicular to the first incident surface. And an electro-optical device arranged on the side, the projector comprising two types of electro-optical devices in which the driving directions with respect to the long side direction of each image forming region are opposite to each other.
略矩形状の画像を、投写面上に、投写画像として表示するプロジェクタであって、
3つの色成分画像を形成するための3つの電気光学装置と、
略X字状に配置された2種類のダイクロイック面を有し、前記3つの色成分画像を合成してカラー画像を形成するための色合成手段と、
前記色合成手段により形成されたカラー画像を投写する投写レンズと、を備え、
前記色合成手段は、前記2種類のダイクロイック面による交線の方向が、前記投写画像の短辺の方向に略平行となるように配置されており、
前記電気光学装置のそれぞれは、略矩形状の画像形成領域を有し、前記画像形成領域の長辺の方向が前記交線の方向に一致するように、前記交線に平行な前記色合成手段の3つの入射面のうち、それぞれに対応する入射面に対向して配置されており、
前記3つの電気光学装置および前記色合成手段は、前記投写画像の短辺の方向に略垂直な面に沿って配置されており、
前記プロジェクタは、さらに、
前記色合成手段により形成されたカラー画像の長辺の方向が、前記投写画像の長辺の方向を向くように、前記色合成手段により形成されたカラー画像を反射するための複数のミラーを備えており、
前記3つの電気光学装置は、それぞれ前記画像形成領域の長辺を有する側に信号入力端子を有しており、
前記3つの電気光学装置は、前記色合成手段の射出面に平行な第1の入射面側に配置された電気光学装置を第1の電気光学装置とし、前記第1の入射面に垂直な第2の入射面側に配置された電気光学装置を第2の電気光学装置とし、前記第2の入射面に平行な第3の入射面側に配置された電気光学装置を第3の電気光学装置とすると、前記第2の電気光学装置の画像形成領域の長辺方向に関する駆動方向が前記第1の電気光学装置に対して反対向きであり、前記第3の電気光学装置の画像形成領域の短辺方向に関する駆動方向が前記第1の電気光学装置に対して反対向きである3種類の電気光学装置により構成される、プロジェクタ。
A projector that displays a substantially rectangular image as a projected image on a projection surface,
Three electro-optic devices for forming three color component images;
A color synthesizing unit having two types of dichroic surfaces arranged in a substantially X shape, and synthesizing the three color component images to form a color image;
A projection lens for projecting a color image formed by the color synthesizing means,
The color synthesizing means is arranged so that the direction of the line of intersection by the two types of dichroic surfaces is substantially parallel to the direction of the short side of the projected image,
Each of the electro-optical devices has a substantially rectangular image forming area, and the color synthesizing means parallel to the intersecting line so that the direction of the long side of the image forming area coincides with the direction of the intersecting line The three incident surfaces are arranged to face the corresponding incident surfaces,
The three electro-optical devices and the color synthesizing means are arranged along a plane substantially perpendicular to the direction of the short side of the projected image,
The projector further includes:
A plurality of mirrors for reflecting the color image formed by the color composition unit so that the direction of the long side of the color image formed by the color composition unit is directed to the direction of the long side of the projection image; And
Each of the three electro-optical devices has a signal input terminal on the side having the long side of the image forming region,
In the three electro-optical devices, the electro-optical device disposed on the first incident surface side parallel to the emission surface of the color combining unit is a first electro-optical device, and the first electro-optical device is perpendicular to the first incident surface. The electro-optical device disposed on the second incident surface side is the second electro-optical device, and the electro-optical device disposed on the third incident surface side parallel to the second incident surface is the third electro-optical device. Then, the driving direction with respect to the long side direction of the image forming area of the second electro-optical device is opposite to the first electro-optical device, and the image forming area of the third electro-optical device is short. A projector comprising three types of electro-optical devices whose driving directions with respect to the side direction are opposite to the first electro-optical device.
請求項1または請求項2記載のプロジェクタであって、
前記複数のミラーは、前記色合成手段により形成されたカラー画像の画面内における長辺の向きを、前記投写画像の画面内における長辺の向きとするように、所定の角度で回転させる少なくとも2つのミラーを有し、
前記少なくとも2つのミラーは、それぞれの反射面の中心を通る法線が互いに交わらないように配置されている、プロジェクタ。
The projector according to claim 1 or 2 , wherein
The plurality of mirrors are rotated at a predetermined angle so that the direction of the long side in the screen of the color image formed by the color synthesizing unit is the direction of the long side in the screen of the projected image. Have two mirrors,
The projector, wherein the at least two mirrors are arranged such that normals passing through the centers of the respective reflecting surfaces do not intersect each other.
請求項記載のプロジェクタであって、
前記所定の角度は90度である、プロジェクタ。
The projector according to claim 3 , wherein
The projector, wherein the predetermined angle is 90 degrees.
請求項1または請求項2記載のプロジェクタであって、
前記複数のミラーのうち少なくとも1つは、前記投写レンズと一体的に配置される、プロジェクタ。
The projector according to claim 1 or 2 , wherein
At least one of the plurality of mirrors is a projector arranged integrally with the projection lens.
請求項記載のプロジェクタであって、
前記投写レンズと一体的に配置される少なくとも1つのミラーは、全反射プリズムにより構成される、プロジェクタ。
The projector according to claim 5 , wherein
The projector, wherein at least one mirror arranged integrally with the projection lens is configured by a total reflection prism.
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