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JP4631422B2 - projector - Google Patents

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JP4631422B2
JP4631422B2 JP2004357717A JP2004357717A JP4631422B2 JP 4631422 B2 JP4631422 B2 JP 4631422B2 JP 2004357717 A JP2004357717 A JP 2004357717A JP 2004357717 A JP2004357717 A JP 2004357717A JP 4631422 B2 JP4631422 B2 JP 4631422B2
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  • Liquid Crystal (AREA)
  • Projection Apparatus (AREA)

Description

本発明は、液晶パネル等の光変調装置を用いて画像を投射するプロジェクタに関する。   The present invention relates to a projector that projects an image using a light modulation device such as a liquid crystal panel.

従来のプロジェクタとして、3つの液晶パネルを各色の照明光によって照明し、照明された3つの液晶パネルから射出される各色の像光を合成し、合成されたカラー像を投影レンズによって適当な拡大率で投影するものが存在する。   As a conventional projector, three liquid crystal panels are illuminated with illumination light of each color, image light of each color emitted from the illuminated three liquid crystal panels is synthesized, and the synthesized color image is appropriately enlarged by a projection lens. There is something to project with.

以上のプロジェクタにおいて、その照明装置部分に、シーンごとの明るさに応じて開閉する絞り機構「ダイナミックアイリス」を設けたものが存在する(非特許文献1参照)。この絞り機構は、照明装置部分を構成する2つのフライアイレンズ間に遮光板を挿入したものであり、この遮光板を回転させることで光量調節を行うことができるようになっている。   Among the projectors described above, there is a projector in which a diaphragm mechanism “dynamic iris” that opens and closes according to the brightness of each scene is provided in the illumination device portion (see Non-Patent Document 1). In this diaphragm mechanism, a light-shielding plate is inserted between two fly-eye lenses constituting the illuminating device portion, and the light quantity can be adjusted by rotating the light-shielding plate.

また、照明系に、複数の細長い開口を長手方向に垂直に配列した構造の絞りを、フライアイレンズ近傍において移動可能に配置した別のプロジェクタも存在する(特許文献1参照)。このプロジェクタでは、映像信号から得た明るさ信号に基づいて絞り駆動用の調光素子ドライバを制御し、この調光素子ドライバによって絞りを移動させることによって照明光量の調節を行っている。   In addition, there is another projector in which an aperture having a structure in which a plurality of elongated openings are arranged vertically in the longitudinal direction is movably disposed in the vicinity of the fly-eye lens in the illumination system (see Patent Document 1). In this projector, the dimming element driver for driving the diaphragm is controlled based on the brightness signal obtained from the video signal, and the illumination light quantity is adjusted by moving the diaphragm by the dimming element driver.

また、照明系に、開口面積を可変にした絞りとこの絞りの開口面積を変化させる絞り駆動装置とを設け、輝度信号レベル検出器で検出した絞り制御用輝度信号レベルが略一定になるように、照明系の開口面積を可変制御するプロジェクタも存在する(特許文献2参照)。   In addition, the illumination system is provided with a diaphragm having a variable aperture area and a diaphragm drive device that changes the aperture area of the diaphragm so that the luminance signal level for diaphragm control detected by the luminance signal level detector is substantially constant. There is also a projector that variably controls the aperture area of the illumination system (see Patent Document 2).

また、照明系に、液晶パネルの前段に光軸まわりに回転可能に配置された調光用偏光板を設けたプロジェクタも存在する(特許文献3参照)。このプロジェクタでは、液晶パネルの入射面に設けた偏光板の偏光軸に対して調光用偏光板の偏光軸を傾けることによって、液晶パネルを照明する光強度を調節することができるようになっている。   In addition, there is a projector in which an illumination system is provided with a dimming polarizing plate that is arranged to be rotatable around an optical axis in front of a liquid crystal panel (see Patent Document 3). In this projector, the light intensity for illuminating the liquid crystal panel can be adjusted by tilting the polarization axis of the light control polarizing plate with respect to the polarization axis of the polarizing plate provided on the incident surface of the liquid crystal panel. Yes.

また、照明系に、液晶パネルに対して光軸まわりに回転可能に配置された波長板を設けたプロジェクタも存在する(特許文献4参照)。このプロジェクタでは、液晶パネルの入射面に設けた偏光板の偏光軸に対して波長板の光学軸を傾けることによって、液晶パネルを照明する光強度を調節することができるようになっている。   In addition, there is a projector in which an illumination system is provided with a wave plate arranged to be rotatable around an optical axis with respect to a liquid crystal panel (see Patent Document 4). In this projector, the light intensity for illuminating the liquid crystal panel can be adjusted by tilting the optical axis of the wave plate with respect to the polarization axis of the polarizing plate provided on the incident surface of the liquid crystal panel.

その他、光源の光射出側に一対の偏光板を設け、一方の偏光板を光軸まわりに回転可能にした光度調節装置も存在する(特許文献5参照)。この光度調節装置では、光源への供給電圧を変化させることなく、自動的に光度を微調節可能にしている。
http://www.phileweb.com/news/d-av/200409/02/11043.html、デジタルAV NEWS 新製品ニュースリリース(2004/09/02)、"パナソニック、「ハリウッド画質」がさらに進化した液プロ新モデル「TH-AE700」を発売" 特開2003−186111号公報 特開2003−29203号公報 特開平5−29203号公報 特開2004−258063号公報 特開平5−48839号公報
In addition, there is a light intensity adjusting device in which a pair of polarizing plates is provided on the light emission side of the light source, and one of the polarizing plates is rotatable around the optical axis (see Patent Document 5). In this light intensity adjusting device, the light intensity can be automatically finely adjusted without changing the supply voltage to the light source.
http://www.phileweb.com/news/d-av/200409/02/11043.html, Digital AV NEWS new product news release (2004/09/02), "Panasonic," Hollywood picture quality "further evolved Released new liquid professional model "TH-AE700" JP 2003-186111 A JP 2003-29203 A JP-A-5-29203 JP 2004-258063 A Japanese Patent Laid-Open No. 5-48839

しかし、非特許文献1や特許文献1,2に記載されたような、絞りによって光量調節を行う方法では、比較的大きな絞りを精密に駆動する複雑な機構が必要となるので、照明装置延いてはプロジェクタの信頼性低下やコストアップを招く可能性がある。特に、非特許文献1に開示された、開閉する絞り機構の場合、上下で2つの駆動機構が必要となり、信頼性やコストの面での問題点がより顕著となる。   However, in the method of adjusting the amount of light by the diaphragm as described in Non-Patent Document 1 and Patent Documents 1 and 2, a complicated mechanism for precisely driving a relatively large diaphragm is required. May reduce the reliability and cost of the projector. In particular, in the case of the opening / closing aperture mechanism disclosed in Non-Patent Document 1, two drive mechanisms are required at the top and bottom, and problems in terms of reliability and cost become more prominent.

また、特許文献2〜4等のように、偏光板や波長板を回転させる方法では、液晶パネルの入射面に設けた偏光板に不要な偏光成分を吸収させることになるので、この偏光板が吸光によって徐々に加熱され特性が劣化する場合がある。   In addition, as in Patent Documents 2 to 4 and the like, in the method of rotating the polarizing plate or the wave plate, an unnecessary polarizing component is absorbed by the polarizing plate provided on the incident surface of the liquid crystal panel. The characteristics may deteriorate due to heating gradually due to light absorption.

そこで、本発明は、光量調節に複雑な機構を必要とせず、液晶パネルの入射面に設けた偏光板の加熱を伴うことなく、液晶パネル等の照明光量を簡易に調節することができる光量調節型のプロジェクタを提供することを目的とする。   Therefore, the present invention does not require a complicated mechanism for adjusting the light amount, and does not require heating of the polarizing plate provided on the incident surface of the liquid crystal panel, and the light amount adjustment that can easily adjust the amount of illumination light of the liquid crystal panel or the like. An object is to provide a projector of the type.

上記課題を解決するため、本発明に係るプロジェクタは、光源と、前記光源から射出された光を変調する光変調装置と、前記光源から射出された光束の面内照度分布を前記光変調装置の位置付近で均一化する均一照明光学系と、前記光変調装置によって変調された光を投射する投射光学系と、を備え、前記均一照明光学系は、側面側に反射面を備えたロッドを有し、前記ロッドは、前記反射面で光を反射することによって、前記光源から射出された光束を複数の部分光束に分離してなり、前記光源と前記ロッドとの間の光路中には、偏光変換素子が設けられ、前記偏光変換素子は、前記光源から射出された光を互いに偏光方向が直交する第1及び第2の偏光に分離して、前記第1の偏光を前記ロッドの側へ射出する偏光分離素子と、前記偏光分離素子から射出された前記第2の偏光のうち少なくとも一部を反射して前記ロッドの側へ射出する反射素子と、前記偏光分離素子から射出される前記第1の偏光と、前記反射素子から射出される前記第2の偏光との偏光方向を揃える位相差板と、を有してなるプロジェクタである。そして、本プロジェクタにおいて、前記反射素子は、反射型偏光素子によって構成され、前記反射型偏光素子は、当該反射型偏光素子の姿勢を変化させる回転駆動機構に支持されている。   In order to solve the above-described problems, a projector according to the present invention includes a light source, a light modulation device that modulates light emitted from the light source, and an in-plane illuminance distribution of a light beam emitted from the light source. A uniform illumination optical system that makes uniform near the position, and a projection optical system that projects the light modulated by the light modulator, and the uniform illumination optical system has a rod having a reflecting surface on the side surface side. The rod is configured to separate the light beam emitted from the light source into a plurality of partial light beams by reflecting light on the reflecting surface, and in the optical path between the light source and the rod A conversion element is provided, and the polarization conversion element separates light emitted from the light source into first and second polarizations whose polarization directions are orthogonal to each other, and emits the first polarization to the rod side. Polarization separating element and the polarized light A reflection element that reflects at least a part of the second polarized light emitted from the separation element and emits the reflected light toward the rod; the first polarization emitted from the polarization separation element; and the reflection element. And a retardation plate that aligns the polarization direction of the emitted second polarized light. In the projector, the reflective element is configured by a reflective polarizing element, and the reflective polarizing element is supported by a rotation driving mechanism that changes the posture of the reflective polarizing element.

上記プロジェクタによれば、位相差板が、前記偏光分離素子から射出される前記第1の偏光と、前記反射素子から射出される前記第2の偏光との偏光方向を揃えるので、均一化用のロッドには同一方向に揃った偏光を入射させることができ、光変調装置を必要な偏光方向の偏光のみで効率良く照明することができる。この場合において、回転駆動機構が前記反射型偏光素子の姿勢を変化させるので、反射型偏光素子の姿勢に応じてこの反射型偏光素子で反射される第2の偏光の光量を変化させることができる。よって、偏光変換素子に組み込まれた反射型偏光素子の姿勢を変化させるだけの簡単な回転駆動機構によって、光変調装置の照明光量を簡易かつ正確に調整することができる。つまり、投射する画像の種類や使用環境に応じた明るさの簡易な設定が可能になり、画像の表現力を簡易に高めることができる。   According to the projector, the retardation plate aligns the polarization directions of the first polarized light emitted from the polarization separating element and the second polarized light emitted from the reflective element. Polarized light aligned in the same direction can be incident on the rod, and the light modulator can be efficiently illuminated only with polarized light in the required polarization direction. In this case, since the rotation drive mechanism changes the posture of the reflective polarizing element, the amount of the second polarized light reflected by the reflective polarizing element can be changed according to the posture of the reflective polarizing element. . Therefore, the amount of illumination light of the light modulation device can be easily and accurately adjusted by a simple rotation drive mechanism that only changes the attitude of the reflective polarization element incorporated in the polarization conversion element. That is, the brightness can be easily set according to the type of image to be projected and the usage environment, and the expressive power of the image can be easily increased.

また、本発明の具体的側面又は態様では、上記プロジェクタにおいて、前記反射型偏光素子が反射型偏光板である。この場合、反射型偏光素子によって前記第2の偏光を反射して前記ロッドの側へ射出させる光量を良好な波長特性で広範囲に亘って調節することができる。よって、光変調装置の照明光量の調節範囲も大きく設定することができる。   In a specific aspect or aspect of the present invention, in the projector, the reflective polarizing element is a reflective polarizing plate. In this case, the amount of light reflected from the second polarized light by the reflective polarizing element and emitted to the rod side can be adjusted over a wide range with good wavelength characteristics. Therefore, the adjustment range of the illumination light quantity of the light modulation device can also be set large.

また、本発明の別の具体的態様では、前記反射型偏光板がワイヤグリッド偏光子である。この場合、反射型偏光板を耐光性等の点で優れたものとすることができる。   In another specific embodiment of the present invention, the reflective polarizing plate is a wire grid polarizer. In this case, the reflective polarizing plate can be made excellent in terms of light resistance and the like.

また、本発明の別の具体的態様では、前記回転駆動機構が、前記反射型偏光板を裏面側から支持しつつ、前記反射型偏光板に垂直な支持軸のまわりの回転位置を変化させる。この場合、反射型偏光板の姿勢を簡易な機構によって直接的に調節することができ、光変調装置の照明光量を高い任意性で正確に調節することができる。   In another specific aspect of the present invention, the rotational drive mechanism changes the rotational position around a support axis perpendicular to the reflective polarizing plate while supporting the reflective polarizing plate from the back side. In this case, the posture of the reflective polarizing plate can be directly adjusted by a simple mechanism, and the illumination light quantity of the light modulation device can be accurately adjusted with high flexibility.

また、本発明の別の具体的態様では、前記反射型偏光素子が多層膜を含む偏光分離膜を備える。この場合、反射型偏光素子によって前記第2の偏光を反射して前記ロッドの側へ射出させる光量を確実に調節することができる。   In another specific aspect of the invention, the reflective polarizing element includes a polarization separation film including a multilayer film. In this case, it is possible to reliably adjust the amount of light that is reflected by the reflective polarizing element and is emitted to the rod side.

また、本発明の別の具体的態様では、前記回転駆動機構が、前記反射型偏光素子に入射する前記第2の偏光の光軸に対する前記偏光分離膜の傾斜角度を変化させる。この場合、反射型偏光板の姿勢を簡易な機構によって直接的に調節することができる。   In another specific aspect of the invention, the rotation driving mechanism changes an inclination angle of the polarization separation film with respect to an optical axis of the second polarized light incident on the reflective polarizing element. In this case, the posture of the reflective polarizing plate can be directly adjusted by a simple mechanism.

また、本発明の別の具体的態様では、前記ロッドが、第1部分領域と第2部分領域とを有する入射端面を備え、前記偏光分離素子が、前記第1部分領域に接続されるとともに当該前記第1部分領域を介して前記ロッド内に前記第1の偏光を射出する第1射出面と、前記第2の偏光を射出する第2射出面とを有する偏光ビームスプリッタであり、前記反射型偏光素子が、前記偏光ビームスプリッタの前記第2射出面からの射出光のうち所定の偏光成分を反射して、前記ロッドの前記第2部分領域に入射させる。この場合、均一照明光学系と偏光変換素子とを一体化した取扱性に優れる光学ユニットを提供することができる。   In another specific aspect of the invention, the rod includes an incident end face having a first partial region and a second partial region, and the polarization separation element is connected to the first partial region and A polarization beam splitter having a first exit surface for emitting the first polarized light into the rod through the first partial region, and a second exit surface for emitting the second polarized light; The polarizing element reflects a predetermined polarization component of the light emitted from the second exit surface of the polarization beam splitter and causes the light to enter the second partial region of the rod. In this case, it is possible to provide an optical unit that is excellent in handleability by integrating the uniform illumination optical system and the polarization conversion element.

〔第1実施形態〕
図1は、本発明の第1実施形態に係るプロジェクタを説明する図である。このプロジェクタ10は、光源光を発生する光源装置20と、光源装置20からの照明光を所定方向の偏光に変換するとともに均一化する照明光形成ユニット30と、照明光形成ユニット30を経た照明光を赤・緑・青の3色に分割する分割照明系40と、分割照明系40から射出された各色の照明光によって照明される光変調部50と、光変調部50からの各色の変調光を合成するクロスダイクロイックプリズム60と、クロスダイクロイックプリズム60を経た像光をスクリーン(不図示)に投射する投射レンズ70とを備える。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a diagram illustrating a projector according to a first embodiment of the invention. The projector 10 includes a light source device 20 that generates light source light, an illumination light forming unit 30 that converts the illumination light from the light source device 20 into polarized light in a predetermined direction and makes it uniform, and illumination light that has passed through the illumination light forming unit 30. The divided illumination system 40 that divides the light into three colors of red, green, and blue, the light modulator 50 that is illuminated by the illumination light of each color emitted from the divided illumination system 40, and the modulated light of each color from the light modulator 50 And a projection lens 70 that projects image light that has passed through the cross dichroic prism 60 onto a screen (not shown).

ここで、光源装置20は、略点状の発光部を形成するランプ本体21と、ランプ本体21から射出される光源光を集光するする楕円面の凹面鏡22とを備える。このうち、ランプ本体21は、例えば高圧水銀ランプ等のランプ光源からなり、略白色の光源光を発生する。また、凹面鏡22は、ランプ本体21から放射される光線を反射することにより、集光する光源光束SLとして照明光形成ユニット30の所定位置に入射させる。なお、楕円面の凹面鏡22に代えて、放物面や球面、非球面などの各種凹面鏡を用いることができる。このような凹面鏡を用いた場合、凹面鏡22と照明光形成ユニット30との間に集光レンズを配置すれば、光源装置20から適当な収束角度で集光する光源光束SLを射出させることが可能となる。   Here, the light source device 20 includes a lamp main body 21 that forms a substantially dot-like light emitting portion, and an elliptical concave mirror 22 that condenses light source light emitted from the lamp main body 21. Among these, the lamp body 21 is composed of a lamp light source such as a high-pressure mercury lamp, and generates substantially white light source light. The concave mirror 22 reflects the light emitted from the lamp main body 21 so as to be incident on a predetermined position of the illumination light forming unit 30 as a condensed light source light beam SL. Note that various concave mirrors such as a paraboloid, a spherical surface, and an aspherical surface can be used in place of the elliptical concave mirror 22. When such a concave mirror is used, if a condensing lens is arranged between the concave mirror 22 and the illumination light forming unit 30, it is possible to emit the light source light beam SL that is condensed from the light source device 20 at an appropriate convergence angle. It becomes.

照明光形成ユニット30は、光源装置20からの光源光束SLを特定偏光成分に変換するための偏光変換素子である偏光変換装置31と、偏光変換装置31の動作状態(具体的には照明光量)を変化させる回転駆動機構32と、光源光束SLを多数の部分光束に分離するロッドインテグレータ33と、これら多数の部分光束を被照射対象上において重ね合わせる重畳レンズ35とを備える。このうち、ロッドインテグレータ33と重畳レンズ35は、光束の面内照度分布を被照射対象上で均一化するための均一照明光学系として機能する。   The illumination light forming unit 30 includes a polarization conversion device 31 that is a polarization conversion element for converting the light source light beam SL from the light source device 20 into a specific polarization component, and an operation state of the polarization conversion device 31 (specifically, an illumination light amount). , A rod integrator 33 that separates the light source light beam SL into a plurality of partial light beams, and a superimposing lens 35 that superimposes the many partial light beams on the irradiation target. Among these, the rod integrator 33 and the superimposing lens 35 function as a uniform illumination optical system for making the in-plane illuminance distribution of the light beam uniform on the irradiation target.

偏光変換装置31は、光源光束SLを第1の偏光(具体的には、図2の紙面に垂直なS偏光)と、第2の偏光(具体的には、図2の紙面に平行なP偏光)とに成分分離する偏光ビームスプリッタ31aと、偏光ビームスプリッタ31aを透過した第2の偏光の偏光方向(すなわち紙面に平行)を第1の偏光の偏光方向(すなわち紙面に垂直)に揃える1/2波長板31bと、1/2波長板31bを経た第2の偏光(この場合、S偏光に揃えられている)を、自身の回転位置に応じた適当な反射率で反射する反射型偏光板31cとを備える。   The polarization converter 31 converts the light source light beam SL into a first polarized light (specifically, S-polarized light perpendicular to the paper surface of FIG. 2) and a second polarized light (specifically, P parallel to the paper surface of FIG. 2). A polarization beam splitter 31a that separates components into polarized light) and a polarization direction of the second polarization that has passed through the polarization beam splitter 31a (that is, parallel to the paper surface) is aligned with the polarization direction of the first polarization (that is, perpendicular to the paper surface) 1 Reflective polarization that reflects the second polarized light (in this case, aligned with S-polarized light) that has passed through the half-wave plate 31b and the half-wave plate 31b with an appropriate reflectance according to its rotational position A plate 31c.

図2(a)及び(b)は、偏光変換装置31の構造を説明する拡大図平面図及び側面図である。このうち、偏光ビームスプリッタ31aは、誘電体多層膜からなる偏光分離膜37を内蔵するプリズム型の偏光分離素子であり、その第1射出面ES1は、ロッドインテグレータ33の入射端面33aの半分すなわち第1部分領域PA1に接合されている。この偏光ビームスプリッタ31aは、光源光束SLのうちP偏光を透過させS偏光を反射する。つまり、偏光ビームスプリッタ31aの偏光分離膜37で反射されたS偏光は、第1射出面ES1及び第1部分領域PA1を経てロッドインテグレータ33内部に第1部分L1として入射する。一方、偏光ビームスプリッタ31aの偏光分離膜37を透過したP偏光は、第2射出面ES2を経て偏光ビームスプリッタ31a外、すなわち1/2波長板31bに第2部分L2として射出される。   2A and 2B are an enlarged plan view and a side view for explaining the structure of the polarization conversion device 31. FIG. Among these, the polarization beam splitter 31a is a prism-type polarization separation element incorporating a polarization separation film 37 made of a dielectric multilayer film, and its first exit surface ES1 is half of the incident end surface 33a of the rod integrator 33, that is, the first. It is joined to one partial area PA1. The polarization beam splitter 31a transmits P-polarized light and reflects S-polarized light in the light source light beam SL. That is, the S-polarized light reflected by the polarization separation film 37 of the polarization beam splitter 31a enters the rod integrator 33 as the first portion L1 through the first exit surface ES1 and the first partial region PA1. On the other hand, the P-polarized light transmitted through the polarization separation film 37 of the polarization beam splitter 31a is emitted as the second portion L2 outside the polarization beam splitter 31a, that is, to the half-wave plate 31b through the second emission surface ES2.

1/2波長板31bは、偏光ビームスプリッタ31aの第2射出面ES2に接合されている。この1/2波長板31bは、その光学軸が適当な方向に設定されており、第2射出面ES2を経て偏光ビームスプリッタ31a外に射出されたP偏光の第2部分L2をS偏光に変換する。   The half-wave plate 31b is joined to the second exit surface ES2 of the polarization beam splitter 31a. The half-wave plate 31b has an optical axis set in an appropriate direction, and converts the second portion L2 of P-polarized light that has exited the polarization beam splitter 31a through the second exit surface ES2 into S-polarized light. To do.

反射型偏光板31cは、透明なカラス基板の表面SA上に微細なストライプ状の導体アレイを形成したワイヤグリッド偏光子(反射素子)であり、例えば導体アレイが紙面に垂直なAB方向に延びる場合、1/2波長板31bを経たS偏光の第2部分L2をほぼ完全に反射する。一方、導体アレイが紙面に平行なCD方向に延びる場合、1/2波長板31bを経たS偏光の第2部分L2をほぼ完全に透過させる。つまり、反射型偏光板31cを支持軸RAのまわりに適宜回転させてその回転位置である姿勢を調節するだけで、反射型偏光板31cによる第2部分L2の反射率を略0%から略100%の範囲で安定して確実に変化させることができる。なお、反射型偏光板31cで反射され部分的に減光されたS偏光すなわち第2部分L2’は、第2部分領域PA2を経てロッドインテグレータ33内部に入射する。一方、反射型偏光板31cを透過したS偏光すなわち不要光については、適当な吸光材や遮蔽体に導かれて、迷光の発生が防止される。   The reflective polarizing plate 31c is a wire grid polarizer (reflective element) in which a fine stripe-shaped conductor array is formed on the surface SA of a transparent glass substrate. For example, when the conductor array extends in the AB direction perpendicular to the paper surface. The second portion L2 of S-polarized light having passed through the half-wave plate 31b is almost completely reflected. On the other hand, when the conductor array extends in the CD direction parallel to the paper surface, the second portion L2 of S-polarized light that has passed through the half-wave plate 31b is almost completely transmitted. That is, the reflectance of the second portion L2 by the reflective polarizing plate 31c can be changed from about 0% to about 100 simply by appropriately rotating the reflective polarizing plate 31c about the support axis RA and adjusting the posture at the rotational position. % Can be changed stably and reliably. The S-polarized light reflected by the reflective polarizing plate 31c and partially attenuated, that is, the second portion L2 'enters the rod integrator 33 through the second partial region PA2. On the other hand, S-polarized light that has passed through the reflective polarizing plate 31c, that is, unnecessary light, is guided to an appropriate light-absorbing material or shielding body, and stray light is prevented from being generated.

以上の説明において、反射型偏光板31cとして用いられるワイヤグリッド偏光子は、例えば特表2003−502708号公報、特表2003−519818号公報等に開示されたものと同様の無機の反射型偏光板であり、広い波長帯域に亘って少ないロスで偏光分離を行うことができる。   In the above description, the wire grid polarizer used as the reflective polarizing plate 31c is, for example, the same inorganic reflective polarizing plate as disclosed in JP-T-2003-502708, JP-T-2003-51818, etc. Thus, polarization separation can be performed with a small loss over a wide wavelength band.

なお、反射型偏光板31cとして、ワイヤグリッド偏光子に代えて、例えば特表平9−506984号公報、特開平10−3078号公報等に開示された有機の偏光分離反射板を用いることもできる。このような有機の偏光分離反射板は、例えば異なった高分子材料を交互に積層しこれを一方向に延伸したものからなり、高分子材料の一方が延伸によって屈折率異方性を生じするものであれば、反射型の偏光分離が可能になる。この場合も、ワイヤグリッド偏光子の場合と同様に、偏光分離反射板を垂直軸のまわりに適宜回転さえることで、ロッドインテグレータ33に入射させるべきS偏光である第2部分L2’の光量を正確に調節することができる。   As the reflective polarizing plate 31c, instead of the wire grid polarizer, for example, an organic polarization separating / reflecting plate disclosed in JP-T-9-506984, JP-A-10-3078, or the like can be used. . Such an organic polarized light separating / reflecting plate is composed of, for example, different polymer materials alternately laminated and stretched in one direction, and one of the polymer materials produces refractive index anisotropy by stretching. If so, reflective polarization separation is possible. Also in this case, as in the case of the wire grid polarizer, the light quantity of the second portion L2 ′, which is S-polarized light to be incident on the rod integrator 33, can be accurately adjusted by appropriately rotating the polarization separation reflector around the vertical axis. Can be adjusted to.

以上のようにして、偏光ビームスプリッタ31aから第1部分領域PA1を介してロッドインテグレータ33内に入射した第1部分L1と、反射型偏光板31cから第2部分領域PA2を介してロッドインテグレータ33内に入射した第1部分L2’とは、ロッドインテグレータ33内でS偏光のまま合波され、均一化される。   As described above, the first portion L1 incident on the rod integrator 33 from the polarization beam splitter 31a via the first partial region PA1, and the inside of the rod integrator 33 from the reflective polarizing plate 31c via the second partial region PA2. The first portion L2 ′ incident on the beam is combined with the S-polarized light in the rod integrator 33 and is made uniform.

図1に戻って、回転駆動機構32は、ステッピングモータ等からなり、反射型偏光板31cを面内で所望の角度方向に回転させる。つまり、回転駆動機構32は、反射型偏光板31cを裏面側から支持しつつ、反射型偏光板31cの垂直軸のまわりの回転位置を微小な刻み角度で変化させる。これにより、図2でも説明したように、光源光束SLのうち第2部分L2を全面的に反射したり、全面的に透過させることができ、さらに、これらの中間段階で透過率を調整することができる。つまり、反射型偏光板31cを経てロッドインテグレータ33内に入射する第1部分L2’の光量は、略ゼロから第1部分L1の光量程度まで変化する。これにより、理論上は、光源光束SLを略50%だけS偏光にしたものから全てS偏光にしたものをロッドインテグレータ33に入射させることができる。   Returning to FIG. 1, the rotation drive mechanism 32 includes a stepping motor and the like, and rotates the reflective polarizing plate 31 c in a desired angular direction within the plane. That is, the rotation driving mechanism 32 changes the rotational position around the vertical axis of the reflective polarizing plate 31c by a minute step angle while supporting the reflective polarizing plate 31c from the back side. As a result, as described with reference to FIG. 2, the second portion L2 of the light source light beam SL can be totally reflected or completely transmitted, and the transmittance can be adjusted at these intermediate stages. Can do. That is, the light amount of the first portion L2 'that enters the rod integrator 33 via the reflective polarizing plate 31c varies from approximately zero to the light amount of the first portion L1. Accordingly, in theory, the light source light beam SL can be made to be incident on the rod integrator 33 from the light source light beam SL which has been changed to the S-polarized light by approximately 50%.

ロッドインテグレータ33は、四角柱のガラス棒からなり、その4側面33bでの内面反射によって、入射した光を分割しつつ一端から他端に伝搬する。つまり、偏光変換装置31を経て単一の偏光成分に変換された光は、ロッドインテグレータ33を経て多数の部分光束に分割される。重畳レンズ35は、ロッドインテグレータ33を経た光を全体として適宜収束させて、光変調部50に設けた各色の光変調装置に対する重畳照明を可能にする。つまり、ロッドインテグレータ33と重畳レンズ35とを経た照明光は、以下に詳述する分割照明系40を経て、光変調部50を構成する各色の光変調装置すなわち各色の液晶パネル51b,51g,51rの画像形成領域を均一に重畳照明する。なお、ロッドインテグレータ33の横断面形状は、投射画像の縦横比に対応するものとなっており、上記液晶パネル51b,51g,51rの各被照射領域を均一かつ効率的に照明できるようになっている。   The rod integrator 33 is made of a rectangular glass rod, and propagates from one end to the other while dividing incident light by internal reflection at its four side surfaces 33b. That is, the light converted into a single polarization component through the polarization converter 31 is split into a number of partial light beams through the rod integrator 33. The superimposing lens 35 appropriately converges the light passing through the rod integrator 33 as a whole, and enables superimposing illumination on the light modulation devices of the respective colors provided in the light modulation unit 50. In other words, the illumination light that has passed through the rod integrator 33 and the superimposing lens 35 passes through the divided illumination system 40, which will be described in detail below, and the light modulation device for each color that constitutes the light modulation unit 50, that is, the liquid crystal panels 51b, 51g, 51r for each color. The image forming area is uniformly superimposed and illuminated. Note that the cross-sectional shape of the rod integrator 33 corresponds to the aspect ratio of the projected image, so that the irradiated areas of the liquid crystal panels 51b, 51g, 51r can be illuminated uniformly and efficiently. Yes.

分割照明系40は、第1及び第2ダイクロイックミラー41a,41bと、反射ミラー42a,42b,42c,42d,42eと、フィールドレンズ43b,43g,43rと、レンズ45a,45bとを備える。これらのうち、第1及び第2ダイクロイックミラー41a,41bを含んで構成される色分離光学系は、照明光を赤色光、緑色光、及び青色光の3つの光束に分離する。すなわち、入射側に設けた第1ダイクロイックミラー41aは、赤・青・緑(R・G・B)の3色のうち青色光LBを反射し、緑色光LGと赤色光LRとを透過させる。また、第2ダイクロイックミラー41bは、第1ダイクロイックミラー41aの透過光LG,LRの光路上に配置されており、両色光LG,LRのうち緑色光LGを反射し赤色光LRを透過させる。   The divided illumination system 40 includes first and second dichroic mirrors 41a and 41b, reflection mirrors 42a, 42b, 42c, 42d, and 42e, field lenses 43b, 43g, and 43r, and lenses 45a and 45b. Among these, the color separation optical system including the first and second dichroic mirrors 41a and 41b separates the illumination light into three light beams of red light, green light, and blue light. That is, the first dichroic mirror 41a provided on the incident side reflects the blue light LB among the three colors of red, blue, and green (R, G, and B) and transmits the green light LG and the red light LR. The second dichroic mirror 41b is disposed on the optical path of the transmitted lights LG and LR of the first dichroic mirror 41a, reflects the green light LG of the two color lights LG and LR, and transmits the red light LR.

この分割照明系40において、光源装置20から照明光形成ユニット30を経て射出される照明光は、まず第1ダイクロイックミラー41aに入射する。第1ダイクロイックミラー41aで反射された青色光LBは、第1光路OP1に導かれ、反射ミラー42a、レンズ45a、及び反射ミラー42b,42cを経て入射角度を調節するためのフィールドレンズ43bに入射する。また、第1ダイクロイックミラー41aを透過して反射ミラー42d及びレンズ45bを経た色光LG,LRのうち第2ダイクロイックミラー41bで反射された緑色光LGは、第2光路OP2に導かれ、反射ミラー42aを経てフィールドレンズ43gに入射する。さらに、第2ダイクロイックミラー41bを透過した赤色光LRは、第3光路OP3に導かれ、反射ミラー42eを経てフィールドレンズ43rに入射する。   In the split illumination system 40, the illumination light emitted from the light source device 20 through the illumination light forming unit 30 first enters the first dichroic mirror 41a. The blue light LB reflected by the first dichroic mirror 41a is guided to the first optical path OP1, and enters the field lens 43b for adjusting the incident angle via the reflection mirror 42a, the lens 45a, and the reflection mirrors 42b and 42c. . In addition, the green light LG reflected by the second dichroic mirror 41b out of the color lights LG and LR transmitted through the first dichroic mirror 41a and passed through the reflection mirror 42d and the lens 45b is guided to the second optical path OP2 and reflected by the reflection mirror 42a. And enters the field lens 43g. Further, the red light LR that has passed through the second dichroic mirror 41b is guided to the third optical path OP3, and enters the field lens 43r via the reflection mirror 42e.

ここで、レンズ45a,45bを含んで構成されるリレー光学系は、照明光形成ユニット30に設けた重畳レンズ35による像を、射出側のフィールドレンズ43b,43g,43rに伝達することにより、光の拡散等による光の利用効率の低下を防止している。なお、第1のレンズ45aは、青色光LB専用のものとなっており、第2のレンズ45bは、緑色光LG及び赤色光LR兼用のものとなっている。   Here, the relay optical system configured to include the lenses 45a and 45b transmits the image by the superimposing lens 35 provided in the illumination light forming unit 30 to the field lenses 43b, 43g, and 43r on the emission side, thereby The use efficiency of light due to the diffusion of light is prevented. The first lens 45a is dedicated to the blue light LB, and the second lens 45b is used for both the green light LG and the red light LR.

光変調部50は、3色の照明光LB,LG,LRがそれぞれ入射する3つの液晶パネル51b,51g,51rと、各液晶パネル51b,51g,51rを挟むように配置される3組の偏光フィルタ52b,52g,52rとを備える。ここで、例えば青色光LB用の液晶パネル51bと、これを挟む一対の偏光フィルタ52b,52bとは、照明光を2次元的に輝度変調するための液晶ライトバルブを構成する。同様に、緑色光LG用の液晶パネル51gと、偏光フィルタ52g,52gも、液晶ライトバルブを構成し、赤色光LR用の液晶パネル51rと、対応する偏光フィルタ52r,52rも、液晶ライトバルブを構成する。   The light modulator 50 includes three liquid crystal panels 51b, 51g, and 51r on which the three colors of illumination lights LB, LG, and LR are incident, and three sets of polarized light that are arranged so as to sandwich the liquid crystal panels 51b, 51g, and 51r. Filters 52b, 52g, and 52r are provided. Here, for example, the blue light LB liquid crystal panel 51b and the pair of polarizing filters 52b and 52b sandwiching the liquid crystal panel 51b constitute a liquid crystal light valve for two-dimensionally modulating the illumination light. Similarly, the liquid crystal panel 51g for green light LG and the polarizing filters 52g and 52g also constitute a liquid crystal light valve, and the liquid crystal panel 51r for red light LR and the corresponding polarizing filters 52r and 52r also have a liquid crystal light valve. Constitute.

この光変調部50において、第1光路OP1に導かれた青色光LBは、リレー用のレンズ45aとフィールドレンズ43bとを介して液晶パネル51bの画像形成領域に入射する。リレー用のレンズ45bを経て第2光路OP2に導かれた緑色光LGは、フィールドレンズ43gを介して液晶パネル51gの画像形成領域に入射する。リレー用のレンズ45bを経て第3光路OP3に導かれた赤色光LRは、フィールドレンズ43rを介して液晶パネル51rの画像形成領域に入射する。各液晶パネル51b,51g,51rは、入射した照明光の偏光方向の空間的分布を変化させるための非発光で透過型の光変調装置であり、各液晶パネル51b,51g,51rにそれぞれ入射した各色光LB,LG,LRは、各液晶パネル51b,51g,51rに電気的信号として入力された駆動信号或いは画像信号に応じて、画素単位で偏光状態が調整される。その際、偏光フィルタ52b,52g,52rによって、各液晶パネル51b,51g,51rに入射する照明光の偏光方向が調整されるとともに、各液晶パネル51b,51g,51rから射出される光から所定の偏光方向の変調光が取り出される。   In the light modulation unit 50, the blue light LB guided to the first optical path OP1 enters the image forming area of the liquid crystal panel 51b via the relay lens 45a and the field lens 43b. The green light LG guided to the second optical path OP2 through the relay lens 45b enters the image forming area of the liquid crystal panel 51g via the field lens 43g. The red light LR guided to the third optical path OP3 through the relay lens 45b enters the image forming area of the liquid crystal panel 51r through the field lens 43r. Each of the liquid crystal panels 51b, 51g, and 51r is a non-luminous and transmissive light modulator for changing the spatial distribution of the polarization direction of the incident illumination light, and is incident on each of the liquid crystal panels 51b, 51g, and 51r. The polarization states of the color lights LB, LG, and LR are adjusted in units of pixels in accordance with the drive signals or image signals input as electrical signals to the liquid crystal panels 51b, 51g, and 51r. At that time, the polarization filters 52b, 52g, and 52r adjust the polarization direction of the illumination light incident on the liquid crystal panels 51b, 51g, and 51r, and the light emitted from the liquid crystal panels 51b, 51g, and 51r has a predetermined value. The modulated light in the polarization direction is extracted.

クロスダイクロイックプリズム60は色合成光学系であり、その内部には、青色光反射用の第1ダイクロイック膜(具体的には誘電体多層膜)61と、赤色光反射用の第2ダイクロイック膜(具体的には誘電体多層膜)62とが、X字状に配置されている。このクロスダイクロイックプリズム60は、液晶パネル51bからの青色光LBを第1ダイクロイック膜61で反射して進行方向右側に射出させ、液晶パネル51gからの緑色光LGを両ダイクロイック膜61,62を介して直進・射出させ、液晶パネル51rからの赤色光LRを第2ダイクロイック膜62で反射して進行方向左側に射出させる。   The cross dichroic prism 60 is a color synthesis optical system, and includes a first dichroic film (specifically a dielectric multilayer film) 61 for reflecting blue light and a second dichroic film (specifically) for reflecting red light. Specifically, a dielectric multilayer film) 62 is arranged in an X shape. The cross dichroic prism 60 reflects the blue light LB from the liquid crystal panel 51b by the first dichroic film 61 and emits the green light LG from the liquid crystal panel 51g via the dichroic films 61 and 62. The red light LR from the liquid crystal panel 51r is reflected by the second dichroic film 62 and emitted to the left in the traveling direction.

このようにクロスダイクロイックプリズム60で合成された像光は、投射光学系である投射レンズ70を経て、適当な拡大率でスクリーン(不図示)にカラー画像として投射される。   The image light synthesized by the cross dichroic prism 60 in this way is projected as a color image on a screen (not shown) at an appropriate magnification through a projection lens 70 which is a projection optical system.

図3は、図1のプロジェクタ10の信号処理回路の一部を説明するブロック図である。図示の部分回路は、信号入力部81と、明るさ制御信号生成部82と、階調信号形成部83と、パネルドライバ84と、偏光板駆動信号形成部85とを備える。信号入力部81には、ビデオ信号、デジタル画像信号等の各種映像信号が入力される。信号入力部81では、アナログ映像信号からデジタル映像信号に変換するなど、このプロジェクタ10での画像処理に適した映像信号への変換が行われる。明るさ制御信号生成部82は、デジタル映像信号等に変換された映像信号から明るさ制御信号を生成する。この明るさ制御信号は、映像信号の種類や輝度範囲に基づいて算出されるものであり、光源装置20から射出させる照明光の強度を投射画像に合わせて適当に調節するためのものである。階調信号形成部83は、明るさ制御信号等に基づいて映像信号を適当な階調範囲に伸張する。このように適当に伸張された映像信号は、パネルドライバ84に入力され、パネルドライバ84によって各液晶パネル51b,51g,51rの表示制御が行われる。一方、偏光板駆動信号形成部85は、明るさ制御信号に基づいて回転駆動機構32のステッピングモータ等を適宜動作させるための駆動信号を形成する。なお、回転駆動機構32は、駆動信号に駆動されて反射型偏光板31cを明るさ制御信号に対応する角度方向に回転させ、ロッドインテグレータ33に入射させる光源光束SLの光量割合すなわち、各液晶パネル51b,51g,51rの照明光量を明るさ制御信号に対応する状態に調節することができる。   FIG. 3 is a block diagram for explaining a part of the signal processing circuit of the projector 10 of FIG. The illustrated partial circuit includes a signal input unit 81, a brightness control signal generation unit 82, a gradation signal formation unit 83, a panel driver 84, and a polarizing plate drive signal formation unit 85. Various video signals such as a video signal and a digital image signal are input to the signal input unit 81. In the signal input unit 81, conversion from an analog video signal to a digital video signal is performed, for example, conversion into a video signal suitable for image processing in the projector 10. The brightness control signal generation unit 82 generates a brightness control signal from the video signal converted into a digital video signal or the like. This brightness control signal is calculated based on the type of video signal and the luminance range, and is used for appropriately adjusting the intensity of illumination light emitted from the light source device 20 according to the projection image. The gradation signal forming unit 83 expands the video signal to an appropriate gradation range based on the brightness control signal or the like. The video signal appropriately expanded in this way is input to the panel driver 84, and display control of each of the liquid crystal panels 51b, 51g, 51r is performed by the panel driver 84. On the other hand, the polarizing plate drive signal forming unit 85 forms a drive signal for appropriately operating the stepping motor or the like of the rotation drive mechanism 32 based on the brightness control signal. The rotation drive mechanism 32 is driven by a drive signal to rotate the reflective polarizing plate 31c in an angular direction corresponding to the brightness control signal and to enter the rod integrator 33, that is, each liquid crystal panel. The illumination light amounts 51b, 51g, and 51r can be adjusted to a state corresponding to the brightness control signal.

以上の説明において、図3の信号処理回路は、映像信号に応じて各液晶パネル51b,51g,51rの照明光量の調節等を行うものであったが、プロジェクタ10を操作するユーザが照明光量を直接調節できるようにしてもよく、プロジェクタ10が設置される環境(明るさ)に応じて照明光量を自働調節できるようにしてもよい。   In the above description, the signal processing circuit in FIG. 3 adjusts the illumination light amount of each of the liquid crystal panels 51b, 51g, 51r in accordance with the video signal. However, the user operating the projector 10 determines the illumination light amount. You may enable it to adjust directly, and you may enable it to adjust an illumination light quantity automatically according to the environment (brightness) where the projector 10 is installed.

以下、本実施形態に係るプロジェクタ10の動作について説明する。光源装置20からの照明光は、照明光形成ユニット30を経て偏光方向が揃えられ均一化された後、分割照明系40に設けた第1及び第2ダイクロイックミラー41a,41bによって色分割され、対応する液晶パネル51b,51g,51rに各色光LB,LG,LRとしてそれぞれ入射する。各液晶パネル51b,51g,51rは、外部からの画像信号によって変調されて2次元的屈折率分布を有しており、各色光LB,LG,LRを2次元空間的に画素単位で変調する。このように、各液晶パネル51b,51g,51rで変調された各色光LB,LG,LRすなわち像光は、クロスダイクロイックプリズム60で合成された後、投射レンズ70に入射する。投射レンズ70に入射した像光は、適当な倍率でスクリーンに投影される。   Hereinafter, the operation of the projector 10 according to the present embodiment will be described. The illumination light from the light source device 20 is subjected to the illumination light forming unit 30 to have the polarization direction aligned and uniform, and is then color-divided by the first and second dichroic mirrors 41a and 41b provided in the divided illumination system 40. Are incident on the liquid crystal panels 51b, 51g and 51r as the respective color lights LB, LG and LR. Each liquid crystal panel 51b, 51g, 51r is modulated by an image signal from the outside and has a two-dimensional refractive index distribution, and modulates each color light LB, LG, LR in a two-dimensional space in units of pixels. As described above, the color lights LB, LG, and LR that are modulated by the liquid crystal panels 51b, 51g, and 51r, that is, the image light, are combined by the cross dichroic prism 60 and then enter the projection lens 70. The image light incident on the projection lens 70 is projected onto the screen at an appropriate magnification.

なお、本プロジェクタ10では、映像信号の種類や輝度範囲に基づいて照明光形成ユニット30等を動作させて、光源装置20から射出させる照明光の強度を調節しつつ液晶パネル51b,51g,51rの階調を制御することができるので、投射する映像の種類や使用環境に応じた明るさの設定が可能になり、画像の表現力を高めることができる。   In the projector 10, the illumination light forming unit 30 and the like are operated based on the type of video signal and the luminance range, and the intensity of the illumination light emitted from the light source device 20 is adjusted, and the liquid crystal panels 51b, 51g, 51r are adjusted. Since the gradation can be controlled, it is possible to set the brightness according to the type of projection image and the usage environment, thereby enhancing the expressiveness of the image.

〔第2実施形態〕
図4は、第2実施形態に係るプロジェクタの要部を説明する図である。本実施形態のプロジェクタ10は、図1に示す第1実施形態のプロジェクタ10を一部変更したものであり、特に説明しない部分については第1実施形態のプロジェクタ10と同一の構造を有し、また、共通する部分については同一の符号を付して重複説明を省略するものとする。
[Second Embodiment]
FIG. 4 is a diagram for explaining a main part of the projector according to the second embodiment. The projector 10 according to the present embodiment is obtained by partially changing the projector 10 according to the first embodiment shown in FIG. 1, and has the same structure as the projector 10 according to the first embodiment with respect to parts that are not particularly described. Common parts are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

図4に示す照明光形成ユニット130は、偏光変換装置131と、回転駆動機構132と、ロッドインテグレータ33と、重畳レンズ(不図示)とを備える。このうち、偏光変換装置131は、図1に示す反射型偏光板31cの代わりに、偏光ビームスプリッタ131cを備える。これに対応して、回転駆動機構132は、偏光ビームスプリッタ131cを紙面に垂直な支持軸RA’のまわりに回転させる。   The illumination light forming unit 130 shown in FIG. 4 includes a polarization conversion device 131, a rotation drive mechanism 132, a rod integrator 33, and a superimposing lens (not shown). Among these, the polarization conversion device 131 includes a polarization beam splitter 131c instead of the reflective polarizing plate 31c shown in FIG. Correspondingly, the rotation drive mechanism 132 rotates the polarization beam splitter 131c around a support axis RA 'perpendicular to the paper surface.

この偏光ビームスプリッタ131cは、透明なカラス基板の表面SA上に誘電体多層膜からなる偏光分離膜を形成した斜め入射型偏光子であり、1/2波長板31bを経たS偏光すなわち偏光分離膜に平行な偏光成分の第2部分L2をほぼ完全に反射することができる。一方、偏光ビームスプリッタ131cを図示の状態から紙面に垂直な回転軸のまわりに時計方向又は反時計方向に回転させた場合、第2部分L2の反射率が徐々に減少するようになっている。なお、偏光ビームスプリッタ131cの回転角があまり大きくなると、偏光ビームスプリッタ131cからの反射光がロッドインテグレータ33に結合されず、或いはロッドインテグレータ33の側面33bで内面反射されなくなって、光量制御が容易でなくなるので、偏光ビームスプリッタ131cの回転角は、正確な光量制御が可能な一定角度範囲とする。   The polarization beam splitter 131c is an oblique incidence type polarizer in which a polarization separation film made of a dielectric multilayer film is formed on the surface SA of a transparent crow substrate, and is S-polarized light that has passed through the half-wave plate 31b, that is, the polarization separation film. The second portion L2 of the polarized light component parallel to can be reflected almost completely. On the other hand, when the polarization beam splitter 131c is rotated clockwise or counterclockwise around a rotation axis perpendicular to the paper surface from the illustrated state, the reflectance of the second portion L2 gradually decreases. If the rotation angle of the polarization beam splitter 131c becomes too large, the reflected light from the polarization beam splitter 131c is not coupled to the rod integrator 33 or is not internally reflected by the side surface 33b of the rod integrator 33, and the light amount control is easy. Therefore, the rotation angle of the polarization beam splitter 131c is set to a certain angle range in which accurate light quantity control is possible.

本実施形態の場合も、第1実施形態のように反射型偏光板31cを用いた場合と同様に、偏光ビームスプリッタ131cを適宜回転させることで、ロッドインテグレータ33に入射させるS偏光の第2部分L2’の光量を増減調節することができる。   In the case of the present embodiment as well, as in the case of using the reflective polarizing plate 31c as in the first embodiment, the polarization beam splitter 131c is appropriately rotated to make the second portion of the S-polarized light incident on the rod integrator 33. The amount of light of L2 ′ can be adjusted up or down.

なお、この発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。   In addition, this invention is not restricted to said embodiment, In the range which does not deviate from the summary, it can implement in a various aspect, For example, the following deformation | transformation is also possible.

すなわち、ロッドインテグレータ33の断面形状は、図2(b)等に示すように縦横比9:16に限らず、3:4等、多様に設定することができる。この場合、ロッドインテグレータ33に固定する偏光ビームスプリッタ31aや、偏光ビームスプリッタ31aの第2射出面ES2に対向配置される反射型偏光板31c等の形状及び寸法も、ロッドインテグレータ33に結合すべき照明光の光量損失が大きくならないように適宜調節する。   That is, the cross-sectional shape of the rod integrator 33 is not limited to the aspect ratio 9:16 as shown in FIG. In this case, the shape and dimensions of the polarizing beam splitter 31a fixed to the rod integrator 33 and the reflective polarizing plate 31c disposed opposite to the second exit surface ES2 of the polarizing beam splitter 31a are also illumination to be coupled to the rod integrator 33. Adjust appropriately so that the light loss of light does not increase.

また、ロッドインテグレータ33の横断面形状は、軸方向に沿って変化するものとすることができる。つまり、テーパ状に断面サイズが変化するロッドインテグレータを用いることができる。   Moreover, the cross-sectional shape of the rod integrator 33 can be changed along the axial direction. That is, it is possible to use a rod integrator whose sectional size changes in a tapered shape.

また、1/2波長板31bは、偏光ビームスプリッタ31aの第2射出面ES2ではなく、ロッドインテグレータ33の入射端面33aに貼り付けることができる。この場合、反射型偏光板31cの基準位置を90°回転させた回転位置とすることで同様の動作を達成することができる。   Moreover, the half-wave plate 31b can be affixed not to the second exit surface ES2 of the polarization beam splitter 31a but to the incident end surface 33a of the rod integrator 33. In this case, the same operation can be achieved by setting the reference position of the reflective polarizing plate 31c to a rotated position rotated by 90 °.

また、上記実施形態では、透過型のプロジェクタに本発明を適用した場合の例について説明したが、本発明は、反射型プロジェクタにも適用することが可能である。ここで、「透過型」とは、液晶パネル等を含むライトバルブが光を透過するタイプであることを意味しており、「反射型」とは、ライトバルブが光を反射するタイプであることを意味している。反射型プロジェクタの場合、ライトバルブは液晶パネルのみによって構成することが可能であり、一対の偏光板は不要である。なお、光変調装置は液晶パネル等に限られず、例えばマイクロミラーを用いた光変調装置であってもよい。   In the above embodiment, an example in which the present invention is applied to a transmissive projector has been described. However, the present invention can also be applied to a reflective projector. Here, “transmission type” means that the light valve including the liquid crystal panel is a type that transmits light, and “reflection type” is a type that the light valve reflects light. Means. In the case of a reflection type projector, the light valve can be constituted only by a liquid crystal panel, and a pair of polarizing plates is unnecessary. The light modulation device is not limited to a liquid crystal panel or the like, and may be a light modulation device using a micromirror, for example.

また、プロジェクタとしては、投射面を観察する方向から画像投射を行う前面プロジェクタと、投射面を観察する方向とは反対側から画像投射を行う背面プロジェクタとがあるが、図1に示すプロジェクタの構成は、いずれにも適用可能である。   The projector includes a front projector that projects an image from the direction of observing the projection surface and a rear projector that projects an image from the side opposite to the direction of observing the projection surface. The projector configuration shown in FIG. Is applicable to both.

第1実施形態に係るプロジェクタの光学系を説明する図である。It is a figure explaining the optical system of the projector which concerns on 1st Embodiment. (a)及び(b)は、図1の偏光変換装置の構造を説明する拡大図平面図及び側面図である。(A) And (b) is the enlarged view top view and side view explaining the structure of the polarization converter of FIG. 図1のプロジェクタの信号処理回路を説明するブロック図である。It is a block diagram explaining the signal processing circuit of the projector of FIG. 第2実施形態に係るプロジェクタの要部を説明する図である。It is a figure explaining the principal part of the projector which concerns on 2nd Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

10…プロジェクタ、 20…光源装置、 21…ランプ本体、 22…凹面鏡、 30…照明光形成ユニット、 31…偏光変換装置、 31a…偏光ビームスプリッタ、 31b…1/2波長板、 31c…反射型偏光板、 32…回転駆動機構、 33…ロッドインテグレータ、 33a…入射端面、 33b…側面、 35…重畳レンズ、 40…分割照明系、 41a…第1ダイクロイックミラー、 41b…第2ダイクロイックミラー、 42a,42b,42c,42d,42e…反射ミラー、 43b,43g,43r…フィールドレンズ、 50…光変調部、 51b,51g,51r…液晶パネル、 52b,52g,52r…偏光フィルタ、 60…クロスダイクロイックプリズム、 70…投射レンズ、 82…制御信号生成部、 83…階調信号形成部、 85…偏光板駆動信号形成部、 LB,LG,LR…各色光、 OP1〜OP3…第1〜第3光路、 SL…光源光束   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Projector, 20 ... Light source device, 21 ... Lamp main body, 22 ... Concave mirror, 30 ... Illumination light formation unit, 31 ... Polarization conversion apparatus, 31a ... Polarization beam splitter, 31b ... 1/2 wavelength plate, 31c ... Reflective polarization Plate 32... Rotation drive mechanism 33. Rod integrator 33 a. Incident end surface 33 b. Side surface 35. Superimposing lens 40. Split illumination system 41 a. First dichroic mirror 41 b Second dichroic mirror 42 a and 42 b , 42c, 42d, 42e ... reflective mirror, 43b, 43g, 43r ... field lens, 50 ... light modulator, 51b, 51g, 51r ... liquid crystal panel, 52b, 52g, 52r ... polarizing filter, 60 ... cross dichroic prism, 70 ... projection lens, 82 ... control signal generator, 3 ... tone signal forming section, 85 ... polarizer drive signal forming unit, LB, LG, LR ... each color light, OP1 to OP3 ... first through third optical path, SL ... source beam

Claims (7)

光源と、前記光源から射出された光を変調する光変調装置と、前記光源から射出された光束の面内照度分布を前記光変調装置の位置付近で均一化する均一照明光学系と、前記光変調装置によって変調された光を投射する投射光学系と、を備え、
前記均一照明光学系は、側面側に反射面を備えたロッドを有し、
前記ロッドは、前記反射面で光を反射することによって、前記光源から射出された光束を複数の部分光束に分離してなり、
前記光源と前記ロッドとの間の光路中には、偏光変換素子が設けられ、
前記偏光変換素子は、前記光源から射出された光を互いに偏光方向が直交する第1及び第2の偏光に分離して、前記第1の偏光を前記ロッドの側へ射出する偏光分離素子と、前記偏光分離素子から射出された前記第2の偏光のうち少なくとも一部を反射して前記ロッドの側へ射出する反射素子と、前記偏光分離素子から射出される前記第1の偏光と、前記反射素子から射出される前記第2の偏光との偏光方向を揃える位相差板と、を有してなるプロジェクタであって、
前記反射素子は、反射型偏光素子によって構成され、
前記反射型偏光素子は、当該反射型偏光素子の姿勢を変化させる回転駆動機構に支持されている
ことを特徴とするプロジェクタ。
A light source; a light modulation device that modulates light emitted from the light source; a uniform illumination optical system that equalizes an in-plane illuminance distribution of a light beam emitted from the light source near a position of the light modulation device; and the light A projection optical system for projecting light modulated by the modulation device,
The uniform illumination optical system has a rod having a reflecting surface on the side surface side,
The rod is formed by separating the light beam emitted from the light source into a plurality of partial light beams by reflecting light on the reflection surface,
In the optical path between the light source and the rod, a polarization conversion element is provided,
The polarization conversion element separates light emitted from the light source into first and second polarizations whose polarization directions are orthogonal to each other, and emits the first polarization to the rod side; and A reflective element that reflects at least a part of the second polarized light emitted from the polarization separation element and emits the reflected light toward the rod, the first polarized light emitted from the polarization separation element, and the reflection A phase difference plate that aligns the polarization direction of the second polarized light emitted from the element, and a projector comprising:
The reflective element is constituted by a reflective polarizing element,
The projector according to claim 1, wherein the reflective polarizing element is supported by a rotation driving mechanism that changes a posture of the reflective polarizing element.
前記反射型偏光素子は、反射型偏光板であることを特徴とする請求項1記載のプロジェクタ。   The projector according to claim 1, wherein the reflective polarizing element is a reflective polarizing plate. 前記反射型偏光板は、ワイヤグリッド偏光子であることを特徴とする請求項2記載のプロジェクタ。   The projector according to claim 2, wherein the reflective polarizing plate is a wire grid polarizer. 前記回転駆動機構は、前記反射型偏光板を裏面側から支持しつつ、前記反射型偏光板に垂直な支持軸のまわりの回転位置を変化させることを特徴とする請求項2及び請求項3のいずれか一項記載のプロジェクタ。   The rotation drive mechanism changes the rotational position around a support axis perpendicular to the reflective polarizing plate while supporting the reflective polarizing plate from the back side. The projector according to any one of the above. 前記反射型偏光素子は、多層膜を含む偏光分離膜を備えることを特徴とする請求項1記載のプロジェクタ。   The projector according to claim 1, wherein the reflective polarizing element includes a polarization separation film including a multilayer film. 前記回転駆動機構は、前記反射型偏光素子に入射する前記第2の偏光の光軸に対する前記偏光分離膜の傾斜角度を変化させることを特徴とする請求項5記載のプロジェクタ。   The projector according to claim 5, wherein the rotation driving mechanism changes an inclination angle of the polarization separation film with respect to an optical axis of the second polarized light incident on the reflective polarizing element. 前記ロッドは、第1部分領域と第2部分領域とを有する入射端面を備え、前記偏光分離素子は、前記第1部分領域に接続されるとともに当該前記第1部分領域を介して前記ロッド内に前記第1の偏光を射出する第1射出面と、前記第2の偏光を射出する第2射出面とを有する偏光ビームスプリッタであり、前記反射型偏光素子は、前記偏光ビームスプリッタの前記第2射出面からの射出光のうち所定の偏光成分を反射して、前記ロッドの前記第2部分領域に入射させることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか一項記載のプロジェクタ。   The rod includes an incident end face having a first partial region and a second partial region, and the polarization separation element is connected to the first partial region and is inserted into the rod through the first partial region. A polarization beam splitter having a first exit surface for emitting the first polarized light and a second exit surface for emitting the second polarized light, wherein the reflective polarization element is the second of the polarization beam splitter. The projector according to any one of claims 1 to 6, wherein a predetermined polarization component of light emitted from an emission surface is reflected and incident on the second partial region of the rod.
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