JP2012242422A - Image projection device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液晶プロジェクタ等の画像投射装置に関し、特にマルチプロジェクションを行うのに好適な画像投射装置に関する。 The present invention relates to an image projection apparatus such as a liquid crystal projector, and more particularly to an image projection apparatus suitable for performing multi-projection.
複数の画像投射装置からの投射画像を繋ぎ合わせて１つの大画像を投射するマルチプロジェクションでは、図１５に示すように、プロジェクタＰ１，Ｐ２からの投射画像のうち端部付近の領域をスクリーンＳ上で重ね合わせることが多い。この場合に、各プロジェクタから単体での使用時と同様に画像を投射すると、図１６に示すように、重ね合わせ領域（ブレンディング領域）Ｂの輝度が重ね合わされてない領域（非ブレンディング領域）ＮＢの輝度よりも高く（約２倍に）なる。このため、従来では、プロジェクタＰ１，Ｐ２のそれぞれからの投射画像におけるブレンディング領域の輝度を電気的に下げる（約１／２にする）ようにしている。 In multi-projection in which projection images from a plurality of image projection apparatuses are connected to project one large image, an area near the end of the projection images from the projectors P1 and P2 is displayed on the screen S as shown in FIG. It is often overlapped with. In this case, when an image is projected from each projector in the same manner as when used alone, as shown in FIG. 16, the brightness of the overlapping region (blending region) B is not superimposed (non-blending region) NB. It becomes higher than the brightness (about twice). For this reason, conventionally, the brightness of the blending area in the projection image from each of the projectors P1 and P2 is electrically lowered (about 1/2).
ただし、このように電気的に輝度を下げる方法は白画像の表示時には有効であるが、黒画像の表示時には、電気的に黒の輝度を下げることができないので、有効な方法ではない。そこで、黒画像の表示時においては、図１７に示すように非ブレンディング領域ＮＢの輝度を上げることで、画像全体の輝度を均一化することが可能である。ところが、この非ブレンディング領域の輝度を上げる方法では、プロジェクタの単体での使用時に比べて投射画像のコントラストが大幅に低下する可能性がある。 However, this method of electrically reducing the brightness is effective when displaying a white image, but is not an effective method because the brightness of black cannot be electrically reduced when displaying a black image. Therefore, when displaying a black image, it is possible to make the luminance of the entire image uniform by increasing the luminance of the non-blending area NB as shown in FIG. However, in the method of increasing the brightness of the non-blending area, there is a possibility that the contrast of the projected image is greatly reduced as compared with when the projector is used alone.
特許文献１には、このような問題を解決するために、以下のような方法が開示されている。図１８には、特許文献１にて開示されているプロジェクタの光学系を示す。光源ランプ１０１から発せられた光束は、偏光ビームスプリッタ１０２を介して、映像発生積層板（光変調素子）１０３に入射する。映像発生積層板１０３により反射された光束は、偏光ビームスプリッタ１０２を透過して投射レンズ（投射光学系）１０４で拡大され、スクリーン１０５に投射される。投射レンズ１０４の射出側には、図１９に示す濃度傾斜遮断板１０６が配置されている。濃度傾斜遮断板１０６は、その中心部から周辺部に向けてＮＤフィルタ濃度を段階的に高く（透過率を低く）したフィルタである。濃度傾斜遮断板１０６を投射レンズ１０４の射出側に配置することで、投射光路枠２０１の端部の透過率を徐々に低下させることができる。このため、図２０に示すように２台のプロジェクタによるブレンディング投射を行う場合でも、ブレンディング領域Ｔの輝度を非ブレンディング領域の輝度と同レベルとすることができる。 Patent Document 1 discloses the following method in order to solve such a problem. FIG. 18 shows an optical system of a projector disclosed in Patent Document 1. A light beam emitted from the light source lamp 101 is incident on the image generation laminated plate (light modulation element) 103 via the polarization beam splitter 102. The light beam reflected by the image generation laminate 103 is transmitted through the polarization beam splitter 102, enlarged by the projection lens (projection optical system) 104, and projected onto the screen 105. A density gradient blocking plate 106 shown in FIG. 19 is arranged on the exit side of the projection lens 104. The density gradient blocking plate 106 is a filter in which the ND filter density is increased stepwise (the transmittance is lowered) from the center to the periphery. By disposing the density gradient blocking plate 106 on the exit side of the projection lens 104, the transmittance at the end of the projection optical path frame 201 can be gradually reduced. Therefore, as shown in FIG. 20, even when blending projection is performed by two projectors, the luminance of the blending region T can be set to the same level as the luminance of the non-blending region.
しかしながら、特許文献１にて開示された方法には、次のような問題がある。第１に、濃度傾斜遮断板１０６が吸収タイプのフィルタにより構成されていると、これを投射レンズ１０４の射出面の近傍に配置することで、投射レンズ１０４から射出される強い投射光を吸収してしまい、濃度傾斜遮断板１０６に焼けが発生する。 However, the method disclosed in Patent Document 1 has the following problems. First, when the density gradient blocking plate 106 is composed of an absorption type filter, it is arranged near the exit surface of the projection lens 104 to absorb strong projection light emitted from the projection lens 104. As a result, the density gradient blocking plate 106 is burnt.
第２に、濃度傾斜遮断板１０６が反射タイプのフィルタにより構成されていると、これを投射レンズ１０４とスクリーン１０５との間に配置することで、投射光の一部が濃度傾斜遮断板１０６により投射方向とは反対側に反射し、観察者の眼に入射するおそれがある。また、濃度傾斜遮断板１０６にて反対された光が、投射レンズ１０４を介して映像発生積層板１０３に入射および反射されて不要光（ゴースト光）としてスクリーン１０５上に投射される可能性もある。 Secondly, when the density gradient blocking plate 106 is formed of a reflection type filter, by arranging this between the projection lens 104 and the screen 105, a part of the projection light is caused by the density gradient blocking plate 106. There is a possibility that the light is reflected to the opposite side of the projection direction and enters the observer's eyes. Further, there is a possibility that the light opposed by the density gradient blocking plate 106 is incident and reflected on the image generation laminated plate 103 via the projection lens 104 and projected onto the screen 105 as unnecessary light (ghost light). .
第３に、濃度傾斜遮断板１０６が投射レンズ１０４の射出面の近傍、すなわち投射レンズ１０４から射出する光束が十分に拡大される前の位置に配置されると、濃度傾斜遮断板１０６の位置敏感度が高くなり、プロジェクタ全体の光学調整が困難となる。濃度傾斜遮断板１０６をよりスクリーン１０５に近づけて配置すれば、投射レンズ１０４から射出した光束がある程度拡がるために位置敏感度は抑えられるが、濃度傾斜遮断板１０６のサイズが大きくなる。したがって、コストが増加したり、観察者から濃度傾斜遮断板１０６が視認されたりするというおそれがある。 Third, when the density gradient blocking plate 106 is arranged in the vicinity of the exit surface of the projection lens 104, that is, before the light beam emitted from the projection lens 104 is sufficiently expanded, the position gradient of the density gradient blocking plate 106 is sensitive. The degree becomes high and optical adjustment of the entire projector becomes difficult. If the density gradient blocking plate 106 is arranged closer to the screen 105, the luminous flux emitted from the projection lens 104 spreads to some extent, so that the position sensitivity is suppressed, but the size of the density gradient blocking plate 106 increases. Therefore, the cost may increase or the concentration gradient blocking plate 106 may be visually recognized by an observer.
本発明は、マルチプロジェクションを行う場合に、投射光学系と被投射面との間にフィルタ等の光学素子を配置しなくても、ブレンディング領域と非ブレンディング領域の輝度を同レベルとすることができる画像投射装置を提供する。 In the present invention, when performing multi-projection, the luminance of the blending region and the non-blending region can be made the same level without arranging an optical element such as a filter between the projection optical system and the projection surface. An image projection apparatus is provided.
本発明の一側面としての画像投射装置は、光源からの光を光変調素子により変調して投射光学系により被投射面に投射する。該画像投射装置は、光源からの光を複数の光束に分割する第１の光学系と、該第１の光学系からの複数の光束を互いに重ね合わせて光変調素子を照明する照明エリアを形成する第２の光学系とを有する。そして、光源から第１および第２の光学系を介して光変調素子に向かう光の進行方向を第１の方向とし、該第１の方向において第２の光学系の焦点位置が光変調素子の受光面に一致し、かつ第１の方向に対して直交する第２の方向において照明エリアの中心が光変調素子の受光面の中心に一致するときの第１および第２の光学系の光学配置を第１の光学配置とするとき、第１および第２の光学系は、第１の方向において第２の光学系の焦点位置が光変調素子の受光面から１．０ｍｍ以上離れ、かつ第２の方向において照明エリアの中心が光変調素子の受光面の中心から０．５ｍｍ以上離れるように該第１および第２の光学系を構成する少なくとも１つの光学素子が第１の光学配置とは異なる位置に配置された第２の光学配置を採ることが可能であることを特徴とする。 An image projection apparatus according to one aspect of the present invention modulates light from a light source by a light modulation element and projects the light onto a projection surface by a projection optical system. The image projection apparatus forms a first optical system that divides light from a light source into a plurality of light beams, and an illumination area that illuminates the light modulation element by superimposing the plurality of light beams from the first optical system. And a second optical system. The light traveling direction from the light source to the light modulation element via the first and second optical systems is defined as the first direction, and the focal position of the second optical system in the first direction is the light modulation element. Optical arrangement of the first and second optical systems when the center of the illumination area coincides with the center of the light receiving surface of the light modulation element in the second direction that coincides with the light receiving surface and is orthogonal to the first direction Is the first optical arrangement, the first and second optical systems have a focal position of the second optical system that is separated from the light receiving surface of the light modulation element by 1.0 mm or more in the first direction, and The at least one optical element constituting the first and second optical systems is different from the first optical arrangement so that the center of the illumination area is separated from the center of the light receiving surface of the light modulation element by 0.5 mm or more in the direction of It is possible to adopt the second optical arrangement arranged at the position Characterized in that there.
本発明によれば、投射光学系よりも光源側の第１および第２の光学系の光学配置によって投射画像における端部付近の領域の輝度を低下させることができる。このため、マルチプロジェクションにおいては、投射レンズと被投射面との間に投射光を受けるフィルタ等の光学素子を配置することなく、ブレンディング領域と非ブレンディング領域の輝度を同レベルとすることができる。 According to the present invention, it is possible to reduce the luminance of the region near the edge in the projected image by the optical arrangement of the first and second optical systems on the light source side with respect to the projection optical system. For this reason, in multi-projection, the luminance of the blending area and the non-blending area can be made the same level without arranging an optical element such as a filter that receives projection light between the projection lens and the projection surface.
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図１には、本発明の実施例１である画像投射装置（プロジェクタ）の光学構成を示す。図１の上側の図と下側の図では、後述するようにコンデンサレンズ６の位置が異なるが、構成要素は同じである。 FIG. 1 shows an optical configuration of an image projection apparatus (projector) that is Embodiment 1 of the present invention. In the upper diagram and the lower diagram in FIG. 1, the position of the condenser lens 6 is different as described later, but the components are the same.
１は光源としての放電発光管であり、２はリフレクタである。３は第１のインテグレータレンズであり、４は第２のインテグレータレンズである。これら第１および第２のインテグレータレンズにより第１の光学系が構成される。５は偏光変換素子である。コンデンサレンズ６は、第２の光学系を構成する。なお、図では、コンデンサレンズ６を１枚のレンズとして記載されているが、実際のコンデンサレンズは１枚のレンズであってもよいし、複数枚のレンズにより構成されていてもよい。 Reference numeral 1 is a discharge arc tube as a light source, and 2 is a reflector. 3 is a first integrator lens, and 4 is a second integrator lens. These first and second integrator lenses constitute a first optical system. Reference numeral 5 denotes a polarization conversion element. The condenser lens 6 constitutes a second optical system. In the figure, the condenser lens 6 is described as a single lens, but an actual condenser lens may be a single lens or a plurality of lenses.
Ｇは色分解光学系であり、７は液晶パネル等の光変調素子である。なお、図には、１つの光変調素子７のみを示しているが、実際には、赤用、青用および緑用の３つが設けられている。また、図では、光変調素子７が光を透過するタイプのもの、例えば透過型液晶パネルであるように記載されているが、光変調素子は光を反射するタイプのもの、例えば、反射型液晶パネルやデジタルマイクロミラーデバイスであってもよい。８は投射レンズ（投射光学系）を示す。 G is a color separation optical system, and 7 is a light modulation element such as a liquid crystal panel. In the figure, only one light modulation element 7 is shown, but in reality, three elements for red, blue and green are provided. Further, in the figure, the light modulation element 7 is described as being of a type that transmits light, for example, a transmissive liquid crystal panel, but the light modulation element is of a type that reflects light, for example, reflective liquid crystal. It may be a panel or a digital micromirror device. Reference numeral 8 denotes a projection lens (projection optical system).
光源１から発せられた白色光は、リフレクタ２で反射されて平行光束となる。該平行光束は、第１のインテグレータレンズ３で複数の光束に分割され、第２のインテグレータレンズ４と偏光変換素子５の近傍に複数の光源像を形成する。 White light emitted from the light source 1 is reflected by the reflector 2 to become a parallel light beam. The parallel light flux is divided into a plurality of light fluxes by the first integrator lens 3 to form a plurality of light source images in the vicinity of the second integrator lens 4 and the polarization conversion element 5.
該複数の光源像を形成した複数の光束（無偏光光）は、偏光変換素子５により特定の偏光方向を有する偏光光に変換された後、コンデンサレンズ６に入射する。 The plurality of light beams (non-polarized light) forming the plurality of light source images are converted into polarized light having a specific polarization direction by the polarization conversion element 5 and then incident on the condenser lens 6.
コンデンサレンズ６は、色分解光学系Ｇを介して光変調素子７に向かう複数の光束を、互いに光変調素子７付近で重ね合わせるように集光する。複数の光束が重ね合わせられることで、光変調素子７の受光面（光変調面）上に、該受光面の形状と同じ矩形の照明エリアが形成される。 The condenser lens 6 condenses a plurality of light beams directed to the light modulation element 7 via the color separation optical system G so as to overlap each other in the vicinity of the light modulation element 7. By overlapping a plurality of light beams, a rectangular illumination area having the same shape as the light receiving surface is formed on the light receiving surface (light modulating surface) of the light modulation element 7.
色分解光学系Ｇは、光源１からの白色光を赤、青、緑の３つ（複数）の色光に分解し、それぞれの色光を上記３つの光変調素子７に導く。これにより、３つの光変調素子７のそれぞれの受光面上に、赤光、青光および緑光による上述の照明エリアが形成される。 The color separation optical system G separates the white light from the light source 1 into three (plural) color lights of red, blue, and green, and guides each color light to the three light modulation elements 7. Thereby, the above-mentioned illumination area by red light, blue light, and green light is formed on the light receiving surface of each of the three light modulation elements 7.
各光変調素子７は、その受光面（光変調面）入射した照明光を、プロジェクタに入力された映像信号に応じて変調する。こうして３つの光変調素子７によってそれぞれ変調された赤光、青光および緑光は、不図示の色合成光学系にて合成され、投射レンズ８で拡大されスクリーン等の被投射面（図示せず）に投射される。 Each light modulation element 7 modulates illumination light incident on its light receiving surface (light modulation surface) in accordance with a video signal input to the projector. The red light, blue light, and green light modulated by the three light modulation elements 7 in this manner are combined by a color combining optical system (not shown), enlarged by the projection lens 8, and a projection surface (not shown) such as a screen. Projected on.
このように構成されたプロジェクタは、単体で使用されるほか、複数台を一組として使用され、それぞれからの投射画像を繋ぎ合わせて１つの大画像を投射するマルチプロジェクションを行うことも可能である。 In addition to being used as a single unit, the projector configured as described above can be used as a set of a plurality of projectors, and can perform multi-projection by projecting one large image by connecting the projected images from each. .
ここで、本実施例では、光源１から第１および第２のインテグレータレンズ３，４、さらにはコンデンサレンズ６を介して光変調素子７に向かう光の進行方向をＺ方向（第１の方向）という。Ｚ方向は、第１および第２のインテグレータレンズ３，４とコンデンサレンズ６の光軸方向ということもできる。また、Ｚ方向に対して直交する方向のうち左右方向をＸ方向（第２の方向）という。Ｘ方向は、光軸方向に直交する方向ということもできる。このことは、後述する他の実施例でも同じである。 Here, in the present embodiment, the traveling direction of light from the light source 1 to the light modulation element 7 through the first and second integrator lenses 3 and 4 and further through the condenser lens 6 is the Z direction (first direction). That's it. The Z direction can also be referred to as the optical axis direction of the first and second integrator lenses 3 and 4 and the condenser lens 6. Further, the left-right direction among the directions orthogonal to the Z direction is referred to as an X direction (second direction). The X direction can also be referred to as a direction orthogonal to the optical axis direction. This is the same in other embodiments described later.
図１の上側の図では、Ｚ方向においてコンデンサレンズ６の焦点位置が光変調素子７の受光面（光変調面）に一致し、かつＸ方向において照明エリアの中心が光変調素子７の受光面の中心に一致している。このときの第１および第２のインテグレータレンズ３，４とコンデンサレンズ６の光学配置を、ノーマル光学配置（第１の光学配置）という。 1, the focal position of the condenser lens 6 coincides with the light receiving surface (light modulation surface) of the light modulation element 7 in the Z direction, and the center of the illumination area is the light reception surface of the light modulation element 7 in the X direction. Matches the center of The optical arrangement of the first and second integrator lenses 3 and 4 and the condenser lens 6 at this time is referred to as a normal optical arrangement (first optical arrangement).
ただし、このノーマル光学配置には、プロジェクタの製造誤差によって、Ｚ方向にてコンデンサレンズ６の焦点位置が光変調素子７の受光面から０．２〜０．３ｍｍ程度の範囲（許容誤差範囲）でずれている場合を含む。また、同様に製造誤差によって、Ｘ方向にて照明エリアの中心が光変調素子７の受光面の中心から０．１〜０．２ｍｍ程度の範囲（許容誤差範囲）でずれている場合も含む。 However, in this normal optical arrangement, the focal position of the condenser lens 6 in the Z direction is in the range of about 0.2 to 0.3 mm (allowable error range) from the light receiving surface of the light modulation element 7 due to a manufacturing error of the projector. Including the case of deviation. Similarly, it includes a case where the center of the illumination area is deviated from the center of the light receiving surface of the light modulation element 7 within a range of about 0.1 to 0.2 mm (allowable error range) due to a manufacturing error.
以上説明したノーマル光学配置は、後述する他の実施例でも同じである。 The normal optical arrangement described above is the same in other embodiments described later.
以下、上記のように構成される本実施例のプロジェクタを左右に２台並べ、それぞれからの投射画像の端部付近の領域を互いに重ね合わせて１つの横長画像を投射するマルチプロジェクションを行う場合の該横長画像の輝度の均一化の方法について説明する。なお、該２つの投射画像のうち互いに重なり合う端部付近の領域を、ブレンディング領域という。また、ここでは２台のプロジェクタを用いたマルチプロジェクションについて説明するが、以下に説明する方法は、３台以上のプロジェクタを用いたマルチプロジェクションにも適用することができる。 In the case of performing multi-projection in which two projectors according to the present embodiment configured as described above are arranged on the left and right sides, and one horizontal image is projected by superimposing regions in the vicinity of the end portions of the projected images from each other. A method for equalizing the luminance of the horizontally long image will be described. Note that a region in the vicinity of the overlapping end portion of the two projection images is referred to as a blending region. Although multi-projection using two projectors will be described here, the method described below can also be applied to multi-projection using three or more projectors.
まず、上記２台のプロジェクタのうち左側に配置されたプロジェクタの光学配置について説明する。図１の下側には、上側に示したノーマル光学配置に対して、コンデンサレンズ６、すなわち第２の光学系を構成する少なくとも１つの光学素子をＺ方向のうち光源側にシフトし、かつＸ方向のうち左側にシフトしたシフト光学配置（第２の光学配置）を示している。図には、ノーマル光学配置におけるコンデンサレンズ６のＺ方向およびＸ方向での位置Ｚ１，Ｘ１と、シフト光学配置におけるコンデンサレンズ６のＺ方向およびＸ方向での位置Ｚ２，Ｘ２（Ｚ１，Ｘ１とは異なる位置）を示している。 First, the optical arrangement of the projector arranged on the left side of the two projectors will be described. In the lower part of FIG. 1, with respect to the normal optical arrangement shown in the upper part, the condenser lens 6, that is, at least one optical element constituting the second optical system is shifted to the light source side in the Z direction, and X A shift optical arrangement (second optical arrangement) shifted to the left in the direction is shown. The figure shows the positions Z1, X1 of the condenser lens 6 in the Z direction and the X direction in the normal optical arrangement, and the positions Z2, X2 in the Z direction and the X direction of the condenser lens 6 in the shift optical arrangement (Z1, X1). Different positions).
本実施例のプロジェクタは、コンデンサレンズ６がノーマル光学配置での位置Ｚ１，Ｘ１とシフト光学配置での位置Ｚ２，Ｘ２との間で移動可能に構成されていてもよい。ノーマル光学配置とシフト光学配置との間で無段階または段階的にシフト量を設定することができれば、ブレンディング領域の幅を適宜調節することができる。また、本実施例のプロジェクタは、コンデンサレンズ６がシフト光学配置Ｚ２，Ｘ２の位置に固定され、ノーマル光学配置の位置Ｚ１，Ｘ１には移動不可に構成されていてもよい。 The projector according to the present embodiment may be configured such that the condenser lens 6 is movable between the positions Z1 and X1 in the normal optical arrangement and the positions Z2 and X2 in the shift optical arrangement. If the shift amount can be set steplessly or stepwise between the normal optical arrangement and the shift optical arrangement, the width of the blending region can be appropriately adjusted. Further, the projector according to the present embodiment may be configured such that the condenser lens 6 is fixed at the positions of the shift optical arrangements Z2 and X2, and cannot be moved to the positions Z1 and X1 of the normal optical arrangement.
図２（Ａ）には、ノーマル光学配置において被投射面にテスト画像を投射したときの被投射面上での輝度分布を示している。このときのテスト画像は、その左端から右端にかけて概ね均一な輝度を有している。 FIG. 2A shows a luminance distribution on the projection surface when a test image is projected onto the projection surface in the normal optical arrangement. The test image at this time has substantially uniform luminance from the left end to the right end.
図２（Ｂ）には、シフト光学配置において被投射面に上記テスト画像を投射したときの被投射面上での輝度分布を示している。このとき、テスト画像のうち右端部付近の部分、つまりはマルチプロジェクションでのブレンディング領域となる部分の輝度が、該右端部に向かって低下している。この理由は、以下の通りである。 FIG. 2B shows a luminance distribution on the projection surface when the test image is projected onto the projection surface in the shift optical arrangement. At this time, the luminance of the portion near the right end portion of the test image, that is, the portion that becomes the blending region in multi-projection, decreases toward the right end portion. The reason for this is as follows.
図３（Ａ）に示すように、ノーマル光学配置では、コンデンサレンズ６に入射して光変調素子７の受光面の左右端部に向かう光束の結像位置、つまりはコンデンサレンズ６の焦点位置は光変調素子７の受光面に一致する（又は前述の許容誤差範囲内でずれている）。 As shown in FIG. 3A, in the normal optical arrangement, the imaging position of the light beam incident on the condenser lens 6 and directed to the left and right ends of the light receiving surface of the light modulation element 7, that is, the focal position of the condenser lens 6 is It coincides with the light receiving surface of the light modulation element 7 (or deviates within the aforementioned allowable error range).
一方、図３（Ｂ）に示すように、ノーマル光学配置に対してコンデンサレンズ６がＺ方向の光源側にシフトすることで、コンデンサレンズ６の焦点位置が光変調素子７の受光面からＺ方向の光源側に離れる。このときのコンデンサレンズ６のノーマル光学配置での位置からのシフト量は、コンデンサレンズ６の焦点位置と光変調素子７の受光面との間のＺ方向での距離ΔＺが１．０ｍｍ以上となる量である。言い換えれば、コンデンサレンズ６の焦点位置を光変調素子７の受光面からＺ方向に１．０ｍｍ以上離すシフト量である。 On the other hand, as shown in FIG. 3B, the condenser lens 6 is shifted to the light source side in the Z direction with respect to the normal optical arrangement, so that the focal position of the condenser lens 6 is shifted from the light receiving surface of the light modulation element 7 in the Z direction. Move away from the light source side. The amount of shift from the position of the condenser lens 6 in the normal optical arrangement at this time is such that the distance ΔZ in the Z direction between the focal position of the condenser lens 6 and the light receiving surface of the light modulation element 7 is 1.0 mm or more. Amount. In other words, the amount of shift is to shift the focal position of the condenser lens 6 from the light receiving surface of the light modulation element 7 by 1.0 mm or more in the Z direction.
この光学配置では、光変調素子７の受光面上に照明エリアを形成するコンデンサレンズ６からの光束が、該受光面の左右の端部付近に拡散しながら到達する。このため、光変調素子７の受光面の左右の端部に近いほど、照明エリアの光量が徐々に低下する。 In this optical arrangement, the light beam from the condenser lens 6 that forms the illumination area on the light receiving surface of the light modulation element 7 reaches the right and left end portions of the light receiving surface while diffusing. For this reason, the light quantity of an illumination area falls gradually, so that it is near the right and left edge part of the light-receiving surface of the light modulation element 7. FIG.
さらに、図４（Ａ）に示すように、コンデンサレンズ６をノーマル光学配置での位置からＸ方向の左側にシフトさせると、左右の端部付近の光量が低下した照明エリアの全体がノーマル光学配置での照明エリアに対してＸ方向のうち左側にシフトする。すなわち、照明エリアの中心が光変調素子７の受光面の中心からＸ方向に離れる。このときのコンデンサレンズ６のＸ方向でのシフト量は、照明エリアの中心と光変調素子７の受光面の中心との間のＸ方向での距離ΔＸが０．５ｍｍ以上となる量である。言い換えれば、照明エリアの中心を光変調素子７の受光面の中心からＸ方向に０．５ｍｍ以上離すシフト量である。 Further, as shown in FIG. 4A, when the condenser lens 6 is shifted from the position in the normal optical arrangement to the left side in the X direction, the entire illumination area in which the amount of light near the left and right ends is reduced becomes the normal optical arrangement. Shift to the left side in the X direction with respect to the illumination area. That is, the center of the illumination area is separated from the center of the light receiving surface of the light modulation element 7 in the X direction. The shift amount in the X direction of the condenser lens 6 at this time is an amount such that the distance ΔX in the X direction between the center of the illumination area and the center of the light receiving surface of the light modulation element 7 is 0.5 mm or more. In other words, it is a shift amount that separates the center of the illumination area from the center of the light receiving surface of the light modulation element 7 by 0.5 mm or more in the X direction.
そして、図３（Ｂ）と図４（Ａ）の光学配置の組み合わせである図４（Ｂ）に示す最終的なシフト光学配置（ΔＺ≧１．０ｍｍかつ左側ΔＸ≧０．５ｍｍ）では、図２（Ｂ）に示すような被投射面上での輝度分布が得られる。すなわち、投射されたテスト画像のうちブレンディング領域となる右端部付近の部分の輝度のみが、該右端部に向かって徐々に低下する輝度分布が得られる。 In the final shift optical arrangement (ΔZ ≧ 1.0 mm and left ΔX ≧ 0.5 mm) shown in FIG. 4B, which is a combination of the optical arrangements of FIG. 3B and FIG. A luminance distribution on the projection surface as shown in FIG. That is, a luminance distribution is obtained in which only the luminance of the portion near the right end that becomes the blending region in the projected test image gradually decreases toward the right end.
一方、上記２台のプロジェクタのうち右側に配置されたプロジェクタでは、図１の下側の図および図４（Ｂ）に示したシフト光学配置と同様にコンデンサレンズ６をＺ方向の光源側にシフトさせる。また、コンデンサレンズ６を、Ｘ方向のうち図１の下側の図および図４（Ｂ）に示した側とは反対側である右側にシフトさせる。このときのコンデンサレンズ６のＺ方向およびＸ方向でのシフト量は、左側のプロジェクタでのシフト量と同じである。このようにして、右側のプロジェクタは、ΔＺ≧１．０ｍｍかつ右側ΔＸ≧０．５ｍｍとするシフト光学配置を有する。 On the other hand, in the projector arranged on the right side of the above two projectors, the condenser lens 6 is shifted to the light source side in the Z direction in the same manner as the shift optical arrangement shown in the lower diagram of FIG. 1 and FIG. Let Further, the condenser lens 6 is shifted to the right side which is the opposite side to the side shown in the lower diagram of FIG. 1 and the side shown in FIG. 4B in the X direction. At this time, the shift amount of the condenser lens 6 in the Z direction and the X direction is the same as the shift amount in the left projector. Thus, the right projector has a shift optical arrangement such that ΔZ ≧ 1.0 mm and right ΔX ≧ 0.5 mm.
そして、この右側のプロジェクタにおけるシフト光学配置では、図５に示すように、該右側のプロジェクタにより投射されたテスト画像のうちブレンディング領域となる左端部付近の部分の輝度のみが、該左端部に向かって徐々に低下する輝度分布が得られる。 In this shift optical arrangement in the right projector, as shown in FIG. 5, only the luminance in the vicinity of the left end portion serving as a blending area of the test image projected by the right projector is directed toward the left end portion. Thus, a luminance distribution that gradually decreases can be obtained.
以上のようなシフト光学配置を有する２台のプロジェクタのそれぞれから被投射面上にブレンディング領域が重なり合うように左右のテスト画像を投射する。これにより、図６に示すように、ブレンディング領域Ｂの輝度が、互いに重なり合わない非ブレンディング領域ＮＢの輝度と同レベルとなる。したがって、ブレンディング領域Ｂ、言い替えれば繋ぎ目が目立たない横長画像を投射することができる。 The left and right test images are projected from each of the two projectors having the shift optical arrangement as described above so that the blending regions overlap on the projection surface. Thereby, as shown in FIG. 6, the brightness of the blending area B becomes the same level as the brightness of the non-blending areas NB that do not overlap each other. Accordingly, it is possible to project a blended region B, in other words, a horizontally long image in which the joint is not conspicuous.
図７には、本発明の実施例２であるプロジェクタの光学構成とシフト光学配置を示す。該プロジェクタの構成要素は実施例１と共通であり、該共通の構成要素については実施例１と同符号を付して説明に代える。 FIG. 7 shows an optical configuration and a shift optical arrangement of a projector that is Embodiment 2 of the present invention. The constituent elements of the projector are the same as those in the first embodiment, and the common constituent elements are denoted by the same reference numerals as those in the first embodiment and are not described.
本実施例において、左右に並べられた２台のプロジェクタのうち左側のプロジェクタでは、シフト光学配置において、コンデンサレンズ６が実施例１にて説明したノーマル光学配置での位置Ｚ１に対してＺ方向のうち光源側にシフトした位置Ｚ２に配置される。コンデンサレンズ６のシフト量は、コンデンサレンズ６の焦点位置が光変調素子７の受光面から距離ΔＺ≧１．０ｍｍだけ離れる量である。 In the present embodiment, in the left projector of the two projectors arranged on the left and right, in the shift optical arrangement, the condenser lens 6 is in the Z direction with respect to the position Z1 in the normal optical arrangement described in the first embodiment. Of these, it is arranged at the position Z2 shifted to the light source side. The shift amount of the condenser lens 6 is an amount by which the focal position of the condenser lens 6 is separated from the light receiving surface of the light modulation element 7 by a distance ΔZ ≧ 1.0 mm.
また、本実施例では、図８に示すように、第１および第２のインテグレータレンズ（第１の光学系を構成する少なくとも１つの光学素子）３，４が、実施例１にて説明したノーマル光学配置での位置Ｘ１に対してＸ方向の左側にシフトした位置Ｘ２に配置される。第１および第２のインテグレータレンズ３，４のＸ方向へのシフトによっても、コンデンサレンズ６を同方向にシフトさせる場合と同様に、照明エリアを光変調素子７に対してＸ方向にシフトさせることができる。第１および第２のインテグレータレンズ３，４のシフト量は、照明エリアの中心が光変調素子７の受光面の中心から距離ΔＺ≧０．５ｍｍだけ離れる量である。 Further, in this embodiment, as shown in FIG. 8, the first and second integrator lenses (at least one optical element constituting the first optical system) 3 and 4 are the normal ones described in the first embodiment. It is arranged at a position X2 shifted to the left in the X direction with respect to the position X1 in the optical arrangement. Similarly to the case where the condenser lens 6 is shifted in the same direction by shifting the first and second integrator lenses 3 and 4 in the X direction, the illumination area is shifted in the X direction with respect to the light modulation element 7. Can do. The shift amount of the first and second integrator lenses 3 and 4 is such that the center of the illumination area is separated from the center of the light receiving surface of the light modulation element 7 by a distance ΔZ ≧ 0.5 mm.
このようにΔＺ≧１．０ｍｍかつ左側へのΔＸ≧０．５ｍｍとするシフト光学配置を有する左側のプロジェクタによってテスト画像を投射することで、図２（Ｂ）に示すような被投射面上での輝度分布が得られる。すなわち、投射されたテスト画像のうちブレンディング領域となる右端部付近の部分の輝度のみが、該右端部に向かって徐々に低下する輝度分布が得られる。 By projecting the test image by the left projector having the shift optical arrangement such that ΔZ ≧ 1.0 mm and ΔX ≧ 0.5 mm to the left in this way, on the projection surface as shown in FIG. Is obtained. That is, a luminance distribution is obtained in which only the luminance of the portion near the right end that becomes the blending region in the projected test image gradually decreases toward the right end.
一方、右側のプロジェクタでも、シフト光学配置において、コンデンサレンズ６がノーマル光学配置での位置Ｚ１に対してＺ方向のうち光源側にシフトした位置Ｚ２に配置される。さらに、第１および第２のインテグレータレンズ３，４が、ノーマル光学配置での位置Ｘ１に対してＸ方向の右側にシフトした位置に配置される。このシフト光学配置によって、ΔＺ≧１．０ｍｍかつ右側ΔＸ≧０．５ｍｍとなる。 On the other hand, also in the right projector, in the shift optical arrangement, the condenser lens 6 is arranged at a position Z2 shifted to the light source side in the Z direction with respect to the position Z1 in the normal optical arrangement. Furthermore, the first and second integrator lenses 3 and 4 are arranged at positions shifted to the right in the X direction with respect to the position X1 in the normal optical arrangement. With this shift optical arrangement, ΔZ ≧ 1.0 mm and right ΔX ≧ 0.5 mm.
そして、上記２台のプロジェクタのそれぞれから被投射面上にブレンディング領域が重なり合うように左右のテスト画像を投射する。これにより、図６に示すように、ブレンディング領域Ｂの輝度が、互いに重なり合わない非ブレンディング領域ＮＢの輝度と同レベルとなる。したがって、ブレンディング領域Ｂ（繋ぎ目）が目立たない横長画像を投射することができる。 Then, left and right test images are projected from each of the two projectors so that the blending areas overlap on the projection surface. Thereby, as shown in FIG. 6, the brightness of the blending area B becomes the same level as the brightness of the non-blending areas NB that do not overlap each other. Accordingly, it is possible to project a horizontally long image in which the blending region B (joint) is not conspicuous.
図９には、本発明の実施例３であるプロジェクタの光学構成とシフト光学配置を示す。該プロジェクタの構成要素は実施例１と共通であり、該共通の構成要素については実施例１と同符号を付して説明に代える。 FIG. 9 shows an optical configuration and a shift optical arrangement of a projector that is Embodiment 3 of the present invention. The constituent elements of the projector are the same as those in the first embodiment, and the common constituent elements are denoted by the same reference numerals as those in the first embodiment and are not described.
実施例１では、２台のプロジェクタを左右に並べ、それぞれからの投射画像を左右に繋げて横長画像を投射するマルチプロジェクションを行う場合について説明した。しかし、本実施例では、２台のプロジェクタを上下に並べ、図１０に示すように、それぞれからの投射画像を上下に繋げて縦長画像（正方形に近い１つの大画像）を投射するマルチプロジェクションを行う場合について説明する。以下の説明において、Ｚ方向に対して直交する方向のうち上下方向をＹ方向（第２の方向）という。Ｙ方向は、光軸方向に直交する方向ということもできる。 In the first embodiment, a case has been described in which multi-projection is performed in which two projectors are arranged side by side and projection images from the two projectors are connected to the left and right to project a horizontally long image. However, in this embodiment, two projectors are arranged one above the other and, as shown in FIG. 10, a multi-projection that projects a vertically long image (one large image close to a square) by connecting the projected images from each other up and down. The case where it performs is demonstrated. In the following description, the vertical direction of the directions orthogonal to the Z direction is referred to as the Y direction (second direction). The Y direction can also be referred to as a direction orthogonal to the optical axis direction.
まず、上記２台のプロジェクタのうち上側に配置されたプロジェクタの光学配置について説明する。図９には、図１の上側の図に示したノーマル光学配置に対して、コンデンサレンズ６をＺ方向のうち光源側にシフトし、かつＹ方向のうち上側にシフトしたシフト光学配置を示している。図には、ノーマル光学配置におけるコンデンサレンズ６のＺ方向およびＹ方向での位置Ｚ１，Ｙ１と、シフト光学配置におけるコンデンサレンズ６のＺ方向およびＹ方向での位置Ｚ２，Ｙ２（Ｚ１，Ｙ１とは異なる位置）を示している。 First, an optical arrangement of a projector arranged on the upper side of the two projectors will be described. FIG. 9 shows a shift optical arrangement in which the condenser lens 6 is shifted to the light source side in the Z direction and shifted upward in the Y direction with respect to the normal optical arrangement shown in the upper diagram of FIG. Yes. The figure shows the positions Z1, Y1 of the condenser lens 6 in the Z direction and the Y direction in the normal optical arrangement, and the positions Z2, Y2 of the condenser lens 6 in the Z direction and the Y direction in the shift optical arrangement (Z1, Y1). Different positions).
本実施例のプロジェクタは、コンデンサレンズ６がノーマル光学配置での位置Ｚ１，Ｙ１とシフト光学配置での位置Ｚ２，Ｙ２との間で移動可能に構成されていてもよい。また、コンデンサレンズ６がシフト光学配置Ｚ２，Ｙ２の位置に固定され、ノーマル光学配置の位置Ｚ１，Ｙ１には移動不可に構成されていてもよい。 The projector according to the present embodiment may be configured such that the condenser lens 6 is movable between the positions Z1 and Y1 in the normal optical arrangement and the positions Z2 and Y2 in the shift optical arrangement. Further, the condenser lens 6 may be fixed at the positions of the shift optical arrangements Z2 and Y2, and may not be moved to the positions Z1 and Y1 of the normal optical arrangement.
図１１（Ａ）には、ノーマル光学配置において被投射面にテスト画像を投射したときの被投射面上での輝度分布を示している。このときのテスト画像は、その上端から下端にかけて概ね均一な輝度を有している。 FIG. 11A shows a luminance distribution on the projection surface when a test image is projected onto the projection surface in the normal optical arrangement. The test image at this time has substantially uniform luminance from the upper end to the lower end.
図１１（Ｂ）には、シフト光学配置において被投射面に上記テスト画像を投射したときの被投射面上での輝度分布を示している。このとき、テスト画像のうち下端部付近の部分、つまりはマルチプロジェクションでのブレンディング領域となる部分の輝度が、該下端部に向かって低下している。この理由は、以下の通りである。 FIG. 11B shows a luminance distribution on the projection surface when the test image is projected onto the projection surface in the shift optical arrangement. At this time, the luminance of the portion near the lower end of the test image, that is, the portion serving as a blending region in multi-projection, decreases toward the lower end. The reason for this is as follows.
図１２（Ａ）に示すように、ノーマル光学配置では、コンデンサレンズ６に入射して光変調素子７の受光面の上下端部に向かう光束の結像位置、つまりはコンデンサレンズ６の焦点位置は光変調素子７の受光面に一致する（又は前述の許容誤差範囲内でずれている）。 As shown in FIG. 12A, in the normal optical arrangement, the imaging position of the light beam incident on the condenser lens 6 and directed to the upper and lower ends of the light receiving surface of the light modulation element 7, that is, the focal position of the condenser lens 6 is It coincides with the light receiving surface of the light modulation element 7 (or deviates within the aforementioned allowable error range).
ノーマル光学配置に対してコンデンサレンズ６がＺ方向の光源側にシフトすることで、実施例１の図３（Ｂ）と同様に、コンデンサレンズ６の焦点位置が光変調素子７の受光面からＺ方向の光源側に離れる。このときのコンデンサレンズ６のノーマル光学配置での位置からのシフト量は、コンデンサレンズ６の焦点位置と光変調素子７の受光面との間のＺ方向での距離ΔＺが１．０ｍｍ以上となる量である。この光学配置では、光変調素子７の受光面上に照明エリアを形成するコンデンサレンズ６からの光束が、該受光面の上下の端部付近に拡散しながら到達する。このため、光変調素子７の受光面の上下の端部に近いほど、照明エリアの光量が徐々に低下する。 As the condenser lens 6 is shifted to the light source side in the Z direction with respect to the normal optical arrangement, the focal position of the condenser lens 6 is shifted from the light receiving surface of the light modulation element 7 in the same manner as in FIG. Move away from the light source in the direction. The amount of shift from the position of the condenser lens 6 in the normal optical arrangement at this time is such that the distance ΔZ in the Z direction between the focal position of the condenser lens 6 and the light receiving surface of the light modulation element 7 is 1.0 mm or more. Amount. In this optical arrangement, the light beam from the condenser lens 6 that forms an illumination area on the light receiving surface of the light modulation element 7 reaches the upper and lower ends of the light receiving surface while diffusing. For this reason, the light quantity of an illumination area falls gradually, so that it is close to the up-and-down edge part of the light-receiving surface of the light modulation element 7. FIG.
さらに、図１２（Ｂ）に示すように、コンデンサレンズ６をノーマル光学配置での位置からＹ方向の上側にシフトさせると、上下の端部付近の光量が低下した照明エリアの全体がノーマル光学配置での照明エリアに対してＹ方向のうち上側にシフトする。すなわち、照明エリアの中心が光変調素子７の受光面の中心からＹ方向に離れる。このときのコンデンサレンズ６のＹ方向でのシフト量は、照明エリアの中心と光変調素子７の受光面の中心との間のＹ方向での距離ΔＹが０．５ｍｍ以上となる量である。 Further, as shown in FIG. 12B, when the condenser lens 6 is shifted from the position in the normal optical arrangement to the upper side in the Y direction, the entire illumination area in which the amount of light near the upper and lower ends is reduced is disposed in the normal optical arrangement. Shifts upward in the Y direction with respect to the illumination area. That is, the center of the illumination area is separated from the center of the light receiving surface of the light modulation element 7 in the Y direction. The shift amount in the Y direction of the condenser lens 6 at this time is an amount such that the distance ΔY in the Y direction between the center of the illumination area and the center of the light receiving surface of the light modulation element 7 is 0.5 mm or more.
そして、図３（Ｂ）と同様の光学配置と図１２（Ｂ）の光学配置の組み合わせである図１３に示す最終的なシフト光学配置（ΔＺ≧１．０ｍｍかつ上側ΔＹ≧０．５ｍｍ）では、図１１（Ｂ）に示すような被投射面上での輝度分布が得られる。すなわち、投射されたテスト画像のうちブレンディング領域となる下側部付近の部分の輝度のみが、該下端部に向かって徐々に低下する輝度分布が得られる。 In the final shift optical arrangement (ΔZ ≧ 1.0 mm and upper ΔY ≧ 0.5 mm) shown in FIG. 13 which is a combination of the optical arrangement similar to FIG. 3B and the optical arrangement of FIG. 12B. A luminance distribution on the projection surface as shown in FIG. 11B is obtained. In other words, a luminance distribution is obtained in which only the luminance of the portion near the lower side serving as the blending region in the projected test image gradually decreases toward the lower end.
一方、上記２台のプロジェクタのうち下側に配置されたプロジェクタでは、図９に示したシフト光学配置と同様にコンデンサレンズ６をＺ方向の光源側にシフトさせる。また、コンデンサレンズ６を、Ｙ方向のうち図９とは反対側である下側にシフトさせる。このときのコンデンサレンズ６のＺ方向およびＸ方向でのシフト量は、上側のプロジェクタでのシフト量と同じである。このようにして、下側のプロジェクタは、ΔＺ≧１．０ｍｍかつ下側ΔＹ≧０．５ｍｍとするシフト光学配置を有する。 On the other hand, in the projector disposed on the lower side of the two projectors, the condenser lens 6 is shifted to the light source side in the Z direction as in the shift optical arrangement shown in FIG. Further, the condenser lens 6 is shifted to the lower side in the Y direction, which is the opposite side to FIG. At this time, the shift amount of the condenser lens 6 in the Z direction and the X direction is the same as the shift amount in the upper projector. Thus, the lower projector has a shift optical arrangement such that ΔZ ≧ 1.0 mm and lower ΔY ≧ 0.5 mm.
そして、該下側のプロジェクタにおけるシフト光学配置では、図１４（Ａ）に示すように、該下側のプロジェクタにより投射されたテスト画像のうちブレンディング領域となる上端部付近の部分の輝度のみが、該上端部に向かって徐々に低下する輝度分布が得られる。 Then, in the shift optical arrangement in the lower projector, as shown in FIG. 14A, only the luminance of the portion near the upper end portion serving as a blending area in the test image projected by the lower projector is A luminance distribution that gradually decreases toward the upper end is obtained.
以上のようなシフト光学配置を有する２台のプロジェクタのそれぞれから、図１０に示すように、被投射面上にブレンディング領域が重なり合うように上下のテスト画像を投射する。これにより、図１４（Ｂ）に示すように、ブレンディング領域Ｂの輝度が、互いに重なり合わない非ブレンディング領域ＮＢの輝度と同レベルとなる。したがって、ブレンディング領域Ｂ、言い替えれば繋ぎ目が目立たない縦長画像を投射することができる。 As shown in FIG. 10, the upper and lower test images are projected from each of the two projectors having the shift optical arrangement as described above so that the blending regions overlap on the projection surface. As a result, as shown in FIG. 14B, the luminance of the blending region B becomes the same level as the luminance of the non-blending regions NB that do not overlap each other. Therefore, it is possible to project a blended region B, in other words, a vertically long image in which the joint is not conspicuous.
実施例１〜３では、シフト光学配置において、コンデンサレンズ６をノーマル光学配置での位置からＺ方向にシフトさせてΔＺ≧１．０ｍｍとする場合について説明した。しかし、これに代えて、第１および第２のインテグレータレンズ３，４のうち少なくとも一方（第１の光学系を構成する少なくとも１つの光学素子）をＺ方向にシフトさせてもよい。すなわち、第１および第２のインテグレータレンズ３，４間の間隔を変えることで、ΔＺ≧１．０ｍｍとしてもよい。 In the first to third embodiments, in the shift optical arrangement, the case where the condenser lens 6 is shifted in the Z direction from the position in the normal optical arrangement to satisfy ΔZ ≧ 1.0 mm has been described. However, instead of this, at least one of the first and second integrator lenses 3 and 4 (at least one optical element constituting the first optical system) may be shifted in the Z direction. That is, ΔZ ≧ 1.0 mm may be set by changing the distance between the first and second integrator lenses 3 and 4.
本実施例を実施例２に適用すると、第１および第２のインテグレータレンズ３，４の双方をノーマル光学配置の位置からＸ方向にシフトさせ、第１および第２のインテグレータレンズ３，４のうち一方をノーマル光学配置の位置からＺ方向にシフトさせることになる。この場合、Ｚ方向にシフトさせるインテグレータレンズとしては、第１および第２のインテグレータレンズ３，４のうち最も光源から離れた第２のインテグレータレンズ４が好ましい。これにより、光源により近い第１のインテグレータレンズ３をシフトさせる場合に比べて、小さいシフト量で大きなΔＺを得ることができる。 When this embodiment is applied to Embodiment 2, both the first and second integrator lenses 3 and 4 are shifted in the X direction from the position of the normal optical arrangement, and the first and second integrator lenses 3 and 4 are One side is shifted in the Z direction from the position of the normal optical arrangement. In this case, the integrator lens shifted in the Z direction is preferably the second integrator lens 4 farthest from the light source among the first and second integrator lenses 3 and 4. As a result, a large ΔZ can be obtained with a small shift amount as compared with the case where the first integrator lens 3 closer to the light source is shifted.
実施例２では、シフト光学配置において、第１および第２のインテグレータレンズ３，４をともにＸ方向にシフトさせてΔＸ≧０．５ｍｍとする場合について説明した。しかし、これに代えて、第１および第２のインテグレータレンズ３，４のうち一方のインテグレータレンズ（第１の光学系を構成する１つの光学素子）のみをＸ方向にシフトさせてΔＸ≧０．５ｍｍとしてもよい。この場合、Ｘ方向にシフトさせるインテグレータレンズとしては、第１および第２のインテグレータレンズ３，４のうち最も光源から離れた第２のインテグレータレンズ４が好ましい。これにより、光源により近い第１のインテグレータレンズ３をシフトさせる場合に比べて、小さいシフト量で大きなΔＸを得ることができる。このことは、Ｙ方向についても同じである。 In the second embodiment, in the shift optical arrangement, the case where both the first and second integrator lenses 3 and 4 are shifted in the X direction to satisfy ΔX ≧ 0.5 mm has been described. However, instead of this, only one integrator lens (one optical element constituting the first optical system) of the first and second integrator lenses 3 and 4 is shifted in the X direction so that ΔX ≧ 0. It is good also as 5 mm. In this case, the integrator lens shifted in the X direction is preferably the second integrator lens 4 farthest from the light source among the first and second integrator lenses 3 and 4. Accordingly, a large ΔX can be obtained with a small shift amount as compared with the case where the first integrator lens 3 closer to the light source is shifted. The same applies to the Y direction.
なお、ノーマル光学配置では、基本的に第１および第２のインテグレータレンズ３，４のＸ方向での位置は互いに一致するが、プロジェクタの製造誤差によって０．０５〜０．１ｍｍ程度の範囲でずれている場合も含む。これに対して、シフト光学配置での上記一方のインテグレータレンズのＸ方向でのシフト量は、例えば、０．２ｍｍ以上となる。 In the normal optical arrangement, the positions of the first and second integrator lenses 3 and 4 in the X direction basically coincide with each other, but are shifted within a range of about 0.05 to 0.1 mm due to a manufacturing error of the projector. This includes cases where On the other hand, the shift amount in the X direction of the one integrator lens in the shift optical arrangement is, for example, 0.2 mm or more.
以上、本実施例１〜５においては、コンデンサレンズ６の光変調素子側の焦点位置（コンデンサレンズの主点からコンデンサレンズの焦点距離だけ離れた位置）が、光変調素子から１．０ｍｍ以上離れていることを条件としている。言い換えると、光源１から光変調素子７に向かって進む照明光の進行方向であるＺ方向において（Ｚ方向のみの１次元座標において）、お互いの位置が１．０ｍｍ離れている。 As described above, in Examples 1 to 5, the focal position of the condenser lens 6 on the light modulation element side (position away from the principal point of the condenser lens by the focal length of the condenser lens) is separated from the light modulation element by 1.0 mm or more. It is a condition that it is. In other words, the positions of the illumination light traveling from the light source 1 toward the light modulation element 7 are separated from each other by 1.0 mm in the Z direction (in the one-dimensional coordinates only in the Z direction).
また、本実施例１〜５においては、前述のＺ方向と垂直なＸ方向或いはＹ方向において、照明エリアの中心と光変調素子７の受光面の中心との間の距離が０．５ｍｍ以上となるように、レンズを配置していた。しかしながら、更に好ましくは、照明エリアの中心と光変調素子７の受光面の中心との間の距離が０．８ｍｍ以上となるようにレンズを配置すると尚好ましい。また、前述の照明エリアとは、照明エリアの中において輝度が最も高い位置での輝度に対して半分の輝度（或いは１割の輝度）以上で照明されているエリアであることが望ましい。 In the first to fifth embodiments, the distance between the center of the illumination area and the center of the light receiving surface of the light modulation element 7 is 0.5 mm or more in the X direction or Y direction perpendicular to the Z direction. The lens was arranged so as to be. However, it is more preferable to dispose the lens so that the distance between the center of the illumination area and the center of the light receiving surface of the light modulation element 7 is 0.8 mm or more. In addition, the above-described illumination area is preferably an area illuminated with half the luminance (or 10% luminance) or more with respect to the luminance at the highest luminance position in the illumination area.
以上説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。 Each embodiment described above is only a representative example, and various modifications and changes can be made to each embodiment in carrying out the present invention.
マルチプロジェクションにおいて投射画像の繋ぎ目が目立たないようにする画像投射装置を提供できる。 It is possible to provide an image projection apparatus that prevents the joints of projection images from being noticeable in multi-projection.
１ 放電発光管
３ 第１のインテグレータレンズ
４ 第２のインテグレータレンズ
６ コンデンサレンズ
７ 光変調素子
８ 投射レンズ
1 Discharge arc tube 3 First integrator lens
4 Second integrator lens 6 Condenser lens
7 Light modulation element 8 Projection lens
Claims (7)
前記光源からの光を複数の光束に分割する第１の光学系と、
該第１の光学系からの前記複数の光束を互いに重ね合わせて前記光変調素子を照明する照明エリアを形成する第２の光学系とを有し、
前記光源から前記第１および第２の光学系を介して前記光変調素子に向かう光の進行方向を第１の方向とし、該第１の方向において前記第２の光学系の焦点位置が前記光変調素子の受光面に一致し、かつ前記第１の方向に対して直交する第２の方向において前記照明エリアの中心が前記光変調素子の前記受光面の中心に一致するときの前記第１および第２の光学系の光学配置を第１の光学配置とするとき、
前記第１および第２の光学系は、前記第１の方向において前記第２の光学系の焦点位置が前記光変調素子の前記受光面から１．０ｍｍ以上離れ、かつ前記第２の方向において前記照明エリアの中心が前記光変調素子の前記受光面の中心から０．５ｍｍ以上離れるように該第１および第２の光学系を構成する少なくとも１つの光学素子が前記第１の光学配置とは異なる位置に配置された第２の光学配置を採ることが可能であることを特徴とする画像投射装置。 An image projection apparatus that modulates light from a light source by a light modulation element and projects the light onto a projection surface by a projection optical system,
A first optical system that splits light from the light source into a plurality of light fluxes;
A second optical system that forms an illumination area for illuminating the light modulation element by superimposing the plurality of light beams from the first optical system,
The traveling direction of light from the light source through the first and second optical systems toward the light modulation element is defined as a first direction, and the focal position of the second optical system in the first direction is the light. The first and the second light sources when the center of the illumination area coincides with the center of the light receiving surface of the light modulation element in a second direction perpendicular to the first direction and coincides with the light receiving surface of the modulation element. When the optical arrangement of the second optical system is the first optical arrangement,
The first and second optical systems have a focal position of the second optical system that is separated from the light receiving surface of the light modulation element by 1.0 mm or more in the first direction and the second optical system in the second direction. At least one optical element constituting the first and second optical systems is different from the first optical arrangement so that the center of the illumination area is separated from the center of the light receiving surface of the light modulation element by 0.5 mm or more. An image projection apparatus characterized in that the second optical arrangement arranged at a position can be adopted.
The image projection apparatus according to claim 1, wherein the at least one optical element is fixed at a position in the second optical arrangement.
Priority Applications (1)
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| JP2011109008A JP2012242422A (en) | 2011-05-16 | 2011-05-16 | Image projection device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2011109008A JP2012242422A (en) | 2011-05-16 | 2011-05-16 | Image projection device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2012242422A true JP2012242422A (en) | 2012-12-10 |
Family
ID=47464241
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP2011109008A Withdrawn JP2012242422A (en) | 2011-05-16 | 2011-05-16 | Image projection device |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| JP (1) | JP2012242422A (en) |
-
2011
- 2011-05-16 JP JP2011109008A patent/JP2012242422A/en not_active Withdrawn
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