JP2019028362A - プロジェクター - Google Patents
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Abstract
Description
そして、当該照明光は、第1レンズアレイ板、第2レンズアレイ板、偏光変換光学素子及び重畳用レンズを通過して、2つのダイクロイックミラーのうち、一方のダイクロイックミラーに入射される。この一方のダイクロイックミラーは、青色光を反射させ、緑色光及び赤色光を透過させ、他方のダイクロイックミラーは、緑色光を反射させ、赤色光を透過させる。このようにして分離された青、緑及び赤の各色光は、それぞれ対応するフィールドレンズ及び入射側偏光板を経て、対応する液晶パネルに入射される。これら液晶パネルによって変調された各色光は、対応する出射側偏光板を介して、色合成プリズムに入射される。この色合成プリズムは、これら色光を合成して画像光を形成し、当該画像光は、投射レンズによって投射される。
このような問題は、投射位置を調整したり、投射される画像のアスペクト比(縦横比)を変更したりする際のプロジェクターの姿勢変化を妨げ、当該プロジェクターの取回しを悪化させる要因となる。
なお、投射方向と平行とは、第1方向及び第2方向のいずれかと当該投射方向とが完全に平行な状態である場合だけでなく、略平行である場合も含む。
このような構成によれば、上記導光装置の機能によって、それぞれの少なくとも一部が上記第3方向において重なる状態に配置された照明装置及び画像形成装置のうち、照明装置から上記投射方向とは反対方向側に出射された照明光を、画像形成装置に確実に入射させることができる。
このような構成によれば、それぞれ上記した第1方向及び第2方向を、色分離装置によって照明光から分離される第1〜第3色光の進行方向として規定できる。そして、画像形成装置は、照明装置に対して上記第3方向に位置するので、画像形成装置の光学系を、照明装置とは独立して設計できる。
このような構成によれば、複数の光変調装置に、照度分布及び偏光がそれぞれ均一な色光を入射させることができる。これにより、画像形成装置によって形成される画像、すなわち、投射光学装置によって投射される画像に色むらやコントラストの低下が生じることを抑制できる。
また、照明装置が画像形成装置より大きい場合(換言すると、照明装置の設置面積が画像形成装置の設置面積より大きい場合)には、当該画像形成装置が上記均一化装置を有することにより、上記第3方向に沿ってそれぞれ見た場合の照明装置及び画像形成装置の各占有面積を揃えやすくすることができる。従って、プロジェクターをより小型化することができる。
このような構成によれば、上記のように、複数の光変調装置に、照度分布及び偏光がそれぞれ均一な色光を入射させることができるので、形成及び投射される画像に色むらやコントラストの低下が生じることを抑制できる。
また、導光装置が反射によって照明装置から画像形成装置に照明光を導く構成の場合、均一化装置が、当該導光装置での反射効率が高い偏光に照明光を揃えることによって、画像形成装置での光の利用効率を高めることができる。
このような構成によれば、色合成装置の第1〜第3入射面には、第1〜第3反射部材によって反射されて、それぞれ対応する光変調装置によって変調された各色光が、三方から入射される。そして、当該色合成装置によって合成された画像は、第2入射面とは反対側に位置する出射面から出射される。このような構成によれば、画像形成装置において、色分離装置、光変調装置及び色合成装置が配置される領域を矩形状に構成できる。従って、画像形成装置の構成をコンパクトに配置できる。
このような構成によれば、第2方向における照明装置の寸法と、同方向における画像形成装置の寸法とを、合わせやすくすることができる。従って、上記一階部分及び上記二階部分の寸法を合わせやすくすることができるので、プロジェクターを小型化できる。
このような構成によれば、波長変換部及び光拡散部は、同一の基板上に位置している。これによれば、波長変換部が分離合成部に対して第1方向側に位置し、光拡散部が波長変換部とは独立して第2光源光用反射部材に対して第1方向側に位置する場合に比べて、第2方向の寸法を小さくすることができる。従って、照明装置を小型化できる。そして、これにより、照明装置と画像形成装置とを上記第3方向において重なるように配置しやすくすることができる。
波長変換部及び光拡散部が配置された基板は、上記回転装置によって回転される。これによれば、波長変換部における第1光源光の入射位置を変化させることができるので、当該波長変換部に光飽和が生じることを抑制できる。同様に、光拡散部における第2光源光の入射位置を変化させることができるので、ちらつきが発生することを抑制できる。
更に、回転装置は、上記基板を回転させるので、波長変換部及び光拡散部が、それぞれ異なる基板に設けられ、当該基板毎に回転装置が設けられる場合に比べて、照明装置の構成を簡略化できる他、当該照明装置を一層小型化できる。
このような構成によれば、波長変換部及び光拡散部がそれぞれ離間して配置されるので、これら波長変換部及び光拡散部の一方の熱を他方に伝達させづらくすることができる。従って、波長変換部及び光拡散部の劣化を抑制できる。また、これにより、高輝度な光源光を出射する光源部を採用できるので、高輝度な照明光を出射する照明装置を構成でき、ひいては、高輝度な画像を投射可能なプロジェクターを構成できる。
このような構成によれば、上記した各構成を密に配置できるので、照明装置を小型化できる。この他、青色光を出射する第1光源部と、変換光に変換される励起光を出射する第2光源部とが分離しているので、第1光源部から出射される青色光の光量と、第2光源部から出射される励起光の光量とを調整することによって、照明装置から出射される照明光のホワイトバランスを容易に調整できる。そして、偏光を用いて青色光と励起光とを分離する必要がないため、光合成部としてダイクロイックミラーを採用できるので、光合成部を簡易な構成とすることができる他、光拡散部やレンズ等の光学素子での偏光解消による光利用効率の低下が生じることを抑制できる。
このような構成によれば、導光装置に簡易な構成を採用できる。従って、導光装置の構成を簡略化でき、ひいては、プロジェクターの構成を簡略化できる。
以下、本発明の第1実施形態について、図面に基づいて説明する。
[プロジェクターの概略構成]
図1は、本実施形態に係るプロジェクター1を模式的に示す斜視図である。
本実施形態に係るプロジェクター1は、画像情報に応じた画像を形成し、当該画像をスクリーンや壁等の被投射面に拡大投射して、当該画像を表示する画像表示装置である。このプロジェクター1は、図1に示すように、外装を構成する外装筐体2と、当該外装筐体2内に収容される装置本体3と、を備える。
そして、詳しくは後述するが、プロジェクター1は、装置本体3を構成する画像投射装置4Aの照明装置5A、導光装置6、画像形成装置7及び投射光学装置8のレイアウトに特徴の1つを有する。
以下、プロジェクター1の各構成について詳述する。
外装筐体2は、略直方体形状に形成され、装置本体3を覆う筐体である。この外装筐体2は、天面部21、底面部22、正面部23、背面部24、右側面部25及び左側面部26を有する。これらのうち、天面部21及び底面部22と、正面部23及び背面部24と、右側面部25及び左側面部26とは、それぞれ互いに反対側に位置する側面部である。
これらのうち、正面部23は、図示を省略するが、後述する投射光学装置8から投射される画像が通過する開口部を有する。
このため、+Y方向(第3方向)側から見た場合、+Z方向(第1方向)は、プロジェクター1による画像の投射方向と一致する。
装置本体3は、画像投射装置4Aを備える。この他、図示を省略するが、装置本体3は、プロジェクター1の動作を制御する制御装置と、プロジェクター1を構成する冷却対象を冷却する冷却装置と、プロジェクター1を構成する電子部品に電力を供給する電源装置と、を備える。
図2及び図3は、画像投射装置4Aを+Y方向側及び−Y方向側からそれぞれ見た斜視図である。また、図4〜図9は、画像投射装置4Aを+Y方向側、−Y方向側、+X方向側、−X方向側、+Z方向側及び−Z方向側からそれぞれ見た図である。すなわち、図4〜図9は、それぞれ画像投射装置4Aを示す平面図(上面図)、底面図(下面図)、右側面図、左側面図、正面図及び背面図である。なお、図8及び図9では、照明装置5Aの筐体ENの外形、及び、画像形成装置7の外形を、二点鎖線にて補足して示している。
画像投射装置4Aは、制御装置から入力される画像情報(画像信号を含む)に基づく画像光を上記被投射面上に投射して、当該画像光に応じた画像を表示する。この画像投射装置4Aは、図2〜図9に示すように、照明装置5Aと、導光装置6と、画像形成装置7と、投射光学装置8と、を備える。この画像投射装置4Aでは、照明装置5Aから出射された照明光を、当該照明装置5Aに対して+Y方向側に位置する画像形成装置7に導光装置6によって導き、当該画像形成装置7によって形成された画像を、投射光学装置8が投射する。
図10は、+Y方向側から見た照明装置5Aの構成を示す模式図である。なお、図10は、照明装置5Aの構成を+Y方向側から見た図であるので、図3及び図5と図10とでは、+X方向が互いに逆方向となっている。
照明装置5Aは、当該照明装置5Aに対して−Z方向側に位置する導光装置6に向けて、照明光を当該−Z方向側に出射する。この照明装置5Aは、図10に示すように、光源部50、アフォーカル光学素子51、ホモジナイザー光学素子52、第1位相差素子53、分離合成素子54、第1集光素子55、波長変換装置56A、第2位相差素子57、反射部材58、第2集光素子59及び位相差素子RPと、これらを内部に収容する筐体ENと、放熱部材HDと、を備える。
光源部50は、青色光である光源光SLを−X方向に出射する。この光源部50は、複数の固体光源SSがマトリクス状に複数配列されたアレイ光源501と、コリメーター光学素子(図示省略)と、を備える。
各固体光源SSは、例えばピーク波長が460nmのレーザー光を光源光SLとして出射する。なお、本実施形態では、各固体光源SSは、s偏光のレーザー光を出射する。このような固体光源SSが配設されるアレイ光源501は、冷却対象であることから、当該アレイ光源501は、+X方向側に設けられる放熱部材HDと接続される。
コリメーター光学素子は、各固体光源SSから出射された光源光SLを平行光に変換する。
アフォーカル光学素子51は、光源部50から入射される光源光SLを縮径させるレンズ511と、当該レンズ511から入射される光源光SLを平行化するレンズ512と、を有する。
ホモジナイザー光学素子52は、光源光SLの照度分布を被照明領域において均一な状態に変換する。このホモジナイザー光学素子52は、一対のマルチレンズ521,522を有する。なお、当該被照明領域は、後述する波長変換装置56A(波長変換部562)である。
第1位相差素子53は、1/2波長板である。この第1位相差素子53を通過することにより、ホモジナイザー光学素子52から入射されるs偏光の光源光SLは、一部がp偏光に変換されて、s偏光の第1光源光SLsとp偏光の第2光源光SLpとが混在した光源光SLとなって出射される。
分離合成素子54は、分離合成部に相当し、照明光軸Ax1,Ax2に対して45°傾斜するように配置されている。この分離合成素子54は、第1位相差素子53から入射される光源光SLに含まれる第1光源光SLsと第2光源光SLpとを分離する他、後述する第1集光素子55から入射される蛍光YLを、当該蛍光YLの偏光状態にかかわらず透過させる特性を有する。すなわち、分離合成素子54は、所定波長領域の光についてはs偏光とp偏光とを分離するが、他の所定波長領域の光についてはs偏光及びp偏光のそれぞれを透過させる、波長選択性の偏光分離特性を有する。
このような分離合成素子54により、第1位相差素子53から入射された光源光SLのうち、第2光源光SLpは、照明光軸Ax1に沿って−X方向側に透過され、第1光源光SLsは、照明光軸Ax2に沿って+Z方向側に反射される。
第1集光素子55は、分離合成素子54から入射される第1光源光SLsを波長変換装置56Aに集光する他、当該波長変換装置56Aから出射された蛍光YLを集光して、分離合成素子54に入射させる。このような第1集光素子55は、3つのレンズを有するピックアップレンズ群として構成されている。しかしながら、これに限らず、第1集光素子55は、1つ、或いは、3つ以上のレンズを有する構成であってもよい。
なお、波長変換装置56Aの構成については、後に詳述する。
第2位相差素子57は、1/4波長板である。この第2位相差素子57は、入射されるp偏光の第2光源光SLpを、円偏光の第2光源光SLcに変換する。
反射部材58は、第2光源光用反射部材に相当し、第2位相差素子57を通過した第2光源光SLcを+Z方向側に反射させ、照明光軸Ax3上に位置する第2集光素子59に入射させる。また、反射部材58は、第2集光素子59から入射される第2光源光SLcを+X方向側に反射させて、第2位相差素子57に入射させる。この反射部材58は、平板状のミラーである。
第2集光素子59は、反射部材58から入射される第2光源光SLcを波長変換装置56Aの光拡散部563に集光する他、当該波長変換装置56Aから入射される第2光源光SLcを集光して、反射部材58に再度入射させる。このような第2集光素子59は、第1集光素子55と同様に、3つのレンズを有するピックアップレンズ群として構成されているが、当該第2集光素子59を構成するレンズの数は、適宜変更可能である。
波長変換装置56Aは、第1光源光SLsを波長変換して蛍光YLを出射する波長変換装置としての機能を有する他、上記第2光源光SLcを拡散反射させる拡散反射装置としての機能を有する。すなわち、波長変換装置56Aは、光源光の入射側に蛍光及び拡散光を出射する、それぞれ反射型の波長変換装置及び拡散装置である。この波長変換装置56Aは、上記分離合成素子54、反射部材58及び集光素子55,59に対する+Z方向側に位置している。
このような波長変換装置56Aは、波長変換素子としての円板状の基板561と、当該基板561を照明光軸Ax2,Ax3と平行な回転軸を中心として回転させる回転装置564と、を備える。
波長変換層5621は、入射される光の波長を変換する蛍光体を含んでおり、上記第1光源光SLsを黄色の蛍光YL(変換光)に変換して、当該蛍光YLを拡散出射する。
反射層5622は、波長変換層5621と光入射面561Aとの間に位置しており、反射層5622側に進行する蛍光YLを波長変換層5621側に反射させる。
光拡散部563は、第2集光素子59から入射される第2光源光SLcを拡散反射(ランバート反射)させる。
そして、波長変換部562から拡散出射された蛍光YLは、第1集光素子55を介して+Z方向側から分離合成素子54に入射される。また、拡散反射された第2光源光SLcは、上記のように、第2集光素子59、反射部材58及び第2位相差素子57を介してs偏光の第2光源光SLfに変換され、分離合成素子54に−X方向側から入射される。
一方、第2光源光SLfは、同じく分離合成素子54の特性から、当該分離合成素子54にて照明光軸Ax2に沿って−Z方向側に反射される。この第2光源光SLfは、照明光に含まれる青色光成分を構成する。
位相差素子RPは、分離合成素子54からそれぞれ入射される蛍光YLと、青色光である第2光源光SLfとを、s偏光及びp偏光が混在する円偏光に変換する。このような位相差素子RPが設けられるのは、蛍光YLは非偏光光であるが、第2光源光SLfはs偏光であるため、後述する偏光変換素子723の光出射面から青色光がストライプ状に出射されて、投射される画像に色むらが発生することを抑制するためである。
筐体ENは、それぞれ上記した構成50〜59を内部に収容する箱状筐体である。この筐体ENは、開口部EN1,EN2を有する。これらのうち、開口部EN1は、上記位相差素子RPから出射された上記照明光が通過する開口部である。また、開口部EN2は、光源部50(アレイ光源501)における+X方向側の端面502を+X方向側に露出させる開口部であり、当該端面502に、放熱部材HDが熱伝達可能に接触する。
放熱部材HDは、光源部50に対する+X方向側に位置する放熱部である。このような放熱部材HDは、図3及び図8に示すように、XZ平面に沿う複数のフィンHD1が+Y方向に配列された構成を有する。
導光装置6は、上記のように、照明装置5Aから入射される照明光を画像形成装置7に導く機能を有する。この導光装置6は、図2〜図7及び図9に示すように、それぞれミラーである2つの反射部材61,62を備えて構成される。
2つの反射部材61,62のうち、−Y方向側に位置する反射部材61は、上記照明装置5A(分離合成素子54)に対する−Z方向側に位置し、当該分離合成素子54から−Z方向側に出射された上記照明光が、位相差素子RPを介して入射される。この反射部材61は、当該照明光を+Y方向側に反射させて、反射部材62に入射させる。
反射部材62は、画像形成装置7における均一化装置72(第1レンズアレイ721)に対する−Z方向側で、かつ、反射部材61に対する+Y方向側に位置する。この反射部材62は、当該反射部材61から入射される照明光を+Z方向側に反射させ、当該照明光を均一化装置72に入射させる。
なお、導光装置6は、本実施形態では、上記反射部材61,62を有する構成としたが、これに限らず、プリズムを用いてもよい。
図11は、画像形成装置7の構成を示す模式図である。
画像形成装置7は、上記のように、入射される照明光を画像情報に応じて変調して、当該画像情報に応じた画像を形成するものであり、後述する投射光学装置8と併せて画像投射ユニットを構成する。この画像形成装置7は、図2、図4及び図11に示すように、光学部品用筐体71、均一化装置72、色分離装置73、リレー装置74及び電気光学装置75を備える。
以下、画像形成装置7の構成について、図11に基づいて説明する。
光学部品用筐体71は、上記装置72〜74と、電気光学装置75を構成するフィールドレンズ751と、を保持する。
ここで、照明装置5Aと同様に、画像形成装置7には、設計上の光軸である照明光軸Ax4〜Ax8が設定されており、光学部品用筐体71は、これら照明光軸Ax4〜Ax8における所定位置に、上記装置72〜74及びフィールドレンズ751を保持する。また、光学部品用筐体71は、各フィールドレンズ751によって三方が囲まれる位置に、フィールドレンズ751を除く電気光学装置75が配置される空間Sを有する。
なお、照明光軸Ax4〜Ax8のうち、照明光軸Ax4は、導光装置6の反射部材62から+Z方向に沿って延出しており、+Y方向側から見て上記照明光軸Ax2と重なる位置に設定されている。照明光軸Ax5は、当該照明光軸Ax4に対して交差し、+X方向に沿って延出している。また、照明光軸Ax6,Ax7は、それぞれ照明光軸Ax5に交差し、+Z方向に沿って延出しており、当該照明光軸Ax7は、照明光軸Ax6に対して+X方向側に設定されている。更に、照明光軸Ax8は、照明光軸Ax4,Ax6,Ax7に交差し、+X方向に沿って延出している。なお、照明光軸Ax4,Ax6,Ax7は、互いに完全な平行でなくてもよく、照明光軸Ax5,Ax8は、互いに完全な平行でなくてもよい。また、照明光軸Ax4,Ax6,Ax7は、照明光軸Ax5,Ax8のそれぞれに直交していなくてもよく、これら照明光軸Ax5,Ax8と交差していればよい。
均一化装置72は、導光装置6から入射される光束の照度分布を均一化する。この均一化装置72は、上記照明光軸Ax4上に−Z方向側から順に配置された第1レンズアレイ721、第2レンズアレイ722、偏光変換素子723及び重畳レンズ724を備える。なお、均一化装置72は、透過光束の一部を遮蔽して透過光量を調整する調光装置を更に備えていてもよい。
それぞれ複数の偏光分離層及び反射層は、+Y方向に長く形成され、+X方向に交互に配列されている。なお、各偏光分離層は、第2レンズアレイ722から出射された各部分光束が入射される位置に配置され、各反射層は、当該各部分光束が直接入射されない位置に配置されている。
偏光分離層は、p偏光を通過させ、s偏光を反射させる。偏光分離層に応じて設けられる反射層は、当該偏光分離層にて反射されたs偏光を、p偏光の通過方向に沿うように反射させる。そして、複数の位相差層のそれぞれは、偏光分離層を通過したp偏光の光路上に設けられ、入射されるp偏光をs偏光に変換する。これにより、偏光変換素子723から出射される光の偏光方向は、s偏光に揃えられ、当該s偏光が、偏光変換素子723の光出射面における略全面から出射される。なお、偏光変換素子723は、p偏光を出射する構成としてもよい。
色分離装置73は、均一化装置72から入射される光束から、赤、緑及び青の各色光を分離する。この色分離装置73は、ダイクロイックミラー731,732と、反射ミラー733と、レンズ734,735と、を備える。
ダイクロイックミラー731は、第1色分離素子に相当し、照明光軸Ax4,Ax5の交差部位に位置している。このダイクロイックミラー731は、入射される光束のうち、青色光を照明光軸Ax4が沿う+Z方向に透過させ、緑色光及び赤色光を照明光軸Ax5が沿う+X方向に反射させる。
ダイクロイックミラー732は、第2色分離素子に相当し、照明光軸Ax5,Ax6の交差部位に位置している。このダイクロイックミラー732は、分離された緑色光及び赤色光のうち、緑色光を照明光軸Ax6が沿う+Z方向に反射させ、赤色光を照明光軸Ax5が沿う+X方向に透過させる。なお、分離された緑色光は、緑用のフィールドレンズ751に入射される。
反射ミラー733は、第3反射部材に相当し、照明光軸Ax4,Ax8の交差部位に位置している。この反射ミラー733は、+Z方向に進行する青色光を、照明光軸Ax8が沿う+X方向に反射させ、照明光軸Ax8に沿って青用のフィールドレンズ751に入射させる。
リレー装置74は、入射側レンズ741、反射ミラー742、リレーレンズ743及び反射ミラー744を備える。
入射側レンズ741は、照明光軸Ax5上に位置し、反射ミラー742(第1反射部材)は、照明光軸Ax5,Ax7の交差部位に位置する。リレーレンズ743は、照明光軸Ax7上に位置し、反射ミラー744(第2反射部材)は、照明光軸Ax7,Ax8の交差部位に位置する。
このようなリレー装置74により、分離された赤色光は、ダイクロイックミラー732から+X方向に進行し、入射側レンズ741を介して反射ミラー742に入射される。反射ミラー742によって+Z方向側に反射された赤色光は、リレーレンズ743を介して反射ミラー744に入射される。そして、反射ミラー744によって−X方向側に反射された赤色光は、赤用のフィールドレンズ751に入射される。
なお、本実施形態では、リレー装置74は赤色光を通す構成としたが、これに限らず、例えば青色光を通す構成としてもよい。
電気光学装置75は、入射される各色光を色光毎に変調し、変調された各色光を合成して、上記画像情報に応じた画像を形成する。この電気光学装置75は、上記した3つの色光毎にそれぞれ応じて設けられるフィールドレンズ751及び光変調装置752と、1つの色合成装置753と、を備える。
これらのうち、青色光が入射されるフィールドレンズ751及び光変調装置752(752B)と、赤色光が入射されるフィールドレンズ751及び光変調装置752(752R)とは、それぞれ照明光軸Ax8上に配置される。また、緑色光が入射されるフィールドレンズ751及び光変調装置752(752G)は、照明光軸Ax6上に配置される。そして、光変調装置752Bは、第1光変調装置に相当し、光変調装置752Gは、第2光変調装置に相当し、光変調装置752Rは、第3光変調装置に相当する。
これら光変調装置752として、本実施形態では、光入射面と光出射面とが異なる透過型の液晶パネルと、当該液晶パネルの光入射側及び光出射側のそれぞれに位置する一対の偏光板と、を有する液晶ライトバルブが採用されている。
このような色合成装置753は、入射面753B,753G,753Rと、出射面753Eと、を有する。
入射面753Bは、第2入射面に相当し、+Z方向に直交する平面である。この入射面753Gには、光変調装置752Gを通過した緑色光が+Z方向に沿って入射される。
入射面753Rは、第3入射面に相当し、+X方向に直交する平面である。この入射面753Rには、光変調装置752Rを通過した赤色光が−X方向に沿って入射される。
出射面753Eは、+Z方向に直交する平面であり、入射面753Gとは反対側に位置する。この出射面753Eは、これら色光を合成した画像光を+Z方向に出射する。
これにより、当該画像光は、投射光学装置8に入射される。
投射光学装置8は、画像形成装置7(色合成装置753)から入射される画像光を上記被投射面上に拡大投射する。この投射光学装置8は、複数のレンズが鏡筒内に配置された組レンズとして構成されている。このような投射光学装置8による画像の投射方向は、+Y方向に沿って見た場合(+Y方向側から見た場合)、当該投射光学装置8の光学軸に平行な方向である。
なお、複数のレンズには、上記画像光が投射されて表示される画像のフォーカスを調整するフォーカスレンズや、当該画像のズーム状態を調整するズームレンズが含まれている。そして、図示を省略するが、鏡筒には、これらフォーカスレンズ及びズームレンズの光軸に沿う位置を調整する調整装置が設けられている。
プロジェクター1では、上記のように、画像投射装置4Aを二階建て構造とし、一階部分に、照明装置5Aと導光装置6の反射部材61とを配置し、二階部分に、導光装置6の反射部材62と画像形成装置7と投射光学装置8とを配置した。そして、画像形成装置7の少なくとも一部は、+Y方向において照明装置5Aの少なくとも一部と重なるように、配置される。
また、上記構成を有する照明装置5A、導光装置6及び画像形成装置7を採用することによって、一階部分における照明装置5Aの面積と、二階部分における画像形成装置7の面積とを、略一致させることができる。すなわち、図4及び図5に示すように、照明装置5Aの配置領域における+X方向の寸法と、画像形成装置7の配置領域における+X方向の寸法とを、略一致させることができる。また、図4〜図7に示すように、照明装置5Aの配置領域における+Z方向の寸法と、画像形成装置7の配置領域における+Z方向の寸法とを、略一致させることができる。
更に、図8及び図9に示したように、+Z方向側又は−Z方向側から見て、上記一階部分における照明装置5Aの面積と、上記二階部分における画像形成装置7の面積とを、略一致させることができる。詳述すると、照明装置5Aの配置領域における+Y方向の寸法と、画像形成装置7の配置領域における+Y方向の寸法とを、略一致させることができる。
このため、プロジェクター1を+Z方向を中心として回動させて、当該プロジェクター1の姿勢を変更する場合の操作を簡易に実施できる。
以上説明した本実施形態に係るプロジェクター1によれば、以下の効果を奏することができる。
プロジェクター1では、画像投射装置4Aを二階建て構造とし、一階部分に照明装置5Aが配置され、当該一階部分に対して+Y方向に位置する二階部分に画像形成装置7が配置されている。すなわち、照明装置5Aの少なくとも一部と画像形成装置7の少なくとも一部とは、+Y方向において重なるように、これら照明装置5A及び画像形成装置7は配置される。これによれば、照明装置5A及び画像形成装置7を同一平面上に配置する場合に比べて、+Y方向に沿って見た場合に、これら照明装置5A及び画像形成装置7の占有面積を小さくすることができる。従って、プロジェクター1の設置面積を小さくすることができる。
また、照明装置5Aが画像形成装置7において均一化装置72を除いた部分より大きい場合(換言すると、上記一階部分における照明装置5Aの面積が、上記二階部分において均一化装置72を除いた画像形成装置7の面積より大きい場合)には、当該画像形成装置7が当該均一化装置72を有することにより、+Y方向に沿ってそれぞれ見た場合の照明装置5A及び画像形成装置7の各占有面積を揃えやすくすることができる。従って、プロジェクター1をより小型化することができる。
更に、このような均一化装置72は、導光装置6と色分離装置73との間に配置されるので、均一化装置72が照明装置5Aと導光装置6との間に配置されている場合に比べて、均一化装置72と光変調装置752との間の光路長を短くすることができる。従って、第1レンズアレイ721によって分割されて第2レンズアレイ722及び重畳レンズ724によって重畳される複数の部分光束を、各光変調装置752に重畳させやすくすることができる。
更に、回転装置564は、上記基板561を回転させるので、波長変換部562及び光拡散部563が、それぞれ異なる基板に設けられ、当該基板毎に回転装置が設けられる場合に比べて、照明装置の構成を簡略化できる他、当該照明装置を一層小型化できる。
次に、本発明の第2実施形態について説明する。
本実施形態に係るプロジェクターは、照明装置の構成及びレイアウトが異なる点で、上記プロジェクター1と相違する。なお、以下の説明では、既に説明した部分と同一又は略同一である部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
本実施形態に係るプロジェクターは、画像投射装置4Aに代えて画像投射装置4Bを有する他は、上記プロジェクター1と同様の構成及び機能を有する。
また、画像投射装置4Bは、図12〜図14に示すように、照明装置5Aに代えて照明装置5Bを有する他は、上記画像投射装置4Aと同様の構成を有する。すなわち、画像投射装置4Bは、照明装置5B、導光装置6、画像形成装置7及び投射光学装置8を備える。この画像投射装置4Bでは、照明装置5B及び反射部材61が一階部分に配置され、反射部材62、画像形成装置7及び投射光学装置8が二階部分に配置された二階建て構造を有する。そして、画像形成装置7は、その少なくとも一部が照明装置5Bの少なくとも一部と+Y方向において重なるように配置される。
以下、照明装置5Bの構成について詳述する。
図15は、+Y方向側から見た場合の照明装置5Bの構成を示す模式図である。
照明装置5Bは、上記照明装置5Aと同様に、−Z方向側に位置する導光装置6を介して、+Y方向側に位置する画像形成装置7に入射される照明光を出射する。この照明装置5Bは、図15に示すように、光源部50、アフォーカル光学素子51、ホモジナイザー光学素子52、第1位相差素子53、分離合成素子54、第1集光素子55、波長変換素子56B、第2位相差素子57、拡散反射装置58B、第2集光素子59及び位相差素子RPと、これらを内部に収容する筐体ENと、放熱部材HDと、を備える。
また、波長変換素子56B、第1集光素子55、分離合成素子54及び位相差素子RPは、+Z方向に沿う照明光軸Ax2上に、+Z方向側から順に配置されている。すなわち、分離合成素子54は、照明光軸Ax1,Ax2の交差部位に配置されている。この照明光軸Ax2は、+Y方向側から見て上記照明光軸Ax4と重なる位置に設定されている。
なお、照明光軸Ax1,Ax2は、互いに直交していなくてもよく、これら照明光軸Ax1,Ax2は交差していればよい。
また、拡散反射装置58Bは、光入射側の面に光拡散部582を有する拡散反射素子581と、当該拡散反射素子581を照明光軸Ax1に沿う回転軸(+X方向に沿う回転軸)を中心として回転させる回転装置583と、を備える。そして、光源部50から出射された光源光のうち第2光源光が、分離合成素子54及び第2集光素子59を介して+X方向側から光拡散部582に入射されると、当該光拡散部582は、第2光源光を+X方向側に拡散反射させる。このような光拡散部582は、入射光をランバート反射させる構成を例示できる。
この分離合成素子54によって、s偏光の第1光源光は、+Z方向側に反射され、照明光軸Ax2に沿って第1集光素子55を介して波長変換素子56Bに入射される。この波長変換素子56Bによって生じた蛍光は、照明光軸Ax2に沿って−Z方向側に進行し、再び第1集光素子55を介して、分離合成素子54に入射される。
一方、p偏光の第2光源光は、第2位相差素子57及び第2集光素子59を介して、拡散反射装置58Bの光拡散部582に入射される。この光拡散部582によって拡散反射された第2光源光は、照明光軸Ax1に沿って+X方向側に進行し、再び第2集光素子59及び第2位相差素子57を通過して、s偏光の第2光源光となって分離合成素子54に入射される。
これら蛍光及び第2光源光は、位相差素子RPを−Z方向に通過する過程にて、円偏光に変換され、照明光として、照明装置5Bに対して−Z方向側に位置する導光装置6の反射部材61に入射される。
このようにして反射部材61に入射された照明光は、上記画像投射装置4Aでの場合と同様に、+Y方向側に反射された後、反射部材62によって+Z方向側に反射され、上記画像形成装置7の均一化装置72(第1レンズアレイ721)に入射される。
一方、拡散反射装置58Bは、拡散反射素子581が回転装置583によって回転される構成とした。しかしながら、これに限らず、拡散反射素子581が回転されない構成としてもよい。
そして、照明装置5Bでは、分離合成素子54から波長変換素子56Bに至る第1光源光の光路長と、分離合成素子54から拡散反射装置58Bに至る第2光源光の光路長とは同じである。しかしながら、光源部50から−X方向に沿って出射された光源光は、分離合成素子54に入射されるまでに、アフォーカル光学素子51、第1位相差素子53及びホモジナイザー光学素子52を通過する。このため、筐体ENは、+Z方向における寸法より、+X方向における寸法が大きくなる。この他、筐体ENに対する+X方向側には、上記放熱部材HDが隣接配置される。これらのことから、照明装置5Bは、図12〜図14に示したように、+Z方向における寸法より+X方向における寸法が大きい略直方体形状に構成される。
以上説明した本実施形態に係るプロジェクターによれば、上記プロジェクター1と同様の効果を奏することができる他、以下の効果を奏することができる。
照明装置5Bでは、波長変換部562は、分離合成素子54に対して+Z方向に位置し、光拡散部582は、分離合成素子54に対して−X方向に位置する。この分離合成素子54は、第1光源光を+Z方向に出射し、第2光源光を−X方向に出射する。また、分離合成素子54は、波長変換部562から−Z方向に入射される蛍光(変換光)を−Z方向に出射し、光拡散部582から+X方向に入射される第2光源光を−Z方向に出射する。これによれば、波長変換部562及び光拡散部582がそれぞれ離間して配置されるので、これら波長変換部562及び光拡散部582の一方の熱を他方に伝達させづらくすることができる。従って、波長変換部562及び光拡散部582の劣化を抑制できる。また、これにより、高輝度な光源光を出射する光源部50を採用できるので、高輝度な照明光を出射する照明装置5Bを構成でき、ひいては、高輝度な画像を投射可能なプロジェクターを構成できる。
次に、本発明の第3実施形態について説明する。
本実施形態に係るプロジェクターは、照明装置の構成及びレイアウトが異なる点で、上記プロジェクター1と相違する。なお、以下の説明では、既に説明した部分と同一又は略同一である部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
本実施形態に係るプロジェクターは、画像投射装置4Aに代えて画像投射装置4Cを有する他は、上記プロジェクター1と同様の構成及び機能を有する。
画像投射装置4Cは、図16〜図18に示すように、照明装置5Aに代えて照明装置5Cを有する他は、上記画像投射装置4Aと同様の構成を有する。すなわち、画像投射装置4Cは、照明装置5C、導光装置6、画像形成装置7及び投射光学装置8を備える。この画像投射装置4Cは、照明装置5C及び導光装置6の反射部材61が一階部分に配置され、導光装置6の反射部材62、画像形成装置7及び投射光学装置8が二階部分に配置された二階建て構造を有する。そして、画像形成装置7は、その少なくとも一部が照明装置5Cの少なくとも一部と重なるように、当該照明装置5Cに対して+Y方向側に配置される。
以下、照明装置5Cの構成について詳述する。
図19は、+Y方向側から見た場合の照明装置5Cの構成を示す模式図である。
照明装置5Cは、上記照明装置5A,5Bと同様に、−Z方向側に位置する導光装置6を介して、+Y方向側に位置する画像形成装置7に入射される照明光を出射する。この照明装置5Cは、図19に示すように、アフォーカル光学素子51、第1集光素子55、反射部材58及び第2集光素子59と、光源部50C及び波長変換装置56Cと、プリズムミラー5C1、集光レンズ5C2、補助拡散素子5C3、拡散装置5C4、拡散素子5C5、光合成素子5C6と、位相差素子RPと、放熱部材HDと、を有する。
なお、照明光軸Ax1,Ax2は、互いに完全な平行でなくてもよい。また、照明光軸Ax3は、照明光軸Ax1,Ax2のそれぞれに直交していなくてもよく、これら照明光軸Ax1,Ax2と交差していればよい。
光源部50Cは、第1光源部50C1及び第2光源部50C2を有する。
第1光源部50C1及び第2光源部50C2は、+X方向に並んで配置され、それぞれ−Z方向に青色光を出射する。これらのうち、第2光源部50C2は、第1光源部50C1に対して+X方向側に配置されている。
これら第1光源部50C1及び第2光源部50C2のそれぞれは、上記固体光源SSが縦横に複数配列された構成を有する。なお、本実施形態では、第2光源部50C2が有する固体光源SSの数は、第1光源部50C1が有する固体光源SSの数より多く、当該第2光源部50C2が出射する青色光の光量は、第1光源部50C1が出射する青色光(青色光BL)の光量より多い。これは、第2光源部50C2が出射する青色光(励起光EL)は、波長変換装置56Cによる蛍光YLの生成に利用されるためである。しかしながら、これに限らず、各光源部50C1,50C2に用いられる固体光源SSの数は、同じでもよく、第2光源部50C2が有する固体光源SSの数の方が少なくてもよい。
以下の説明では、第1光源部50C1から出射されて照明光に含められる青色光BLと区別するために、第2光源部50C2から出射されて蛍光に変換される青色光を、励起光ELという場合がある。
プリズムミラー5C1は、第1光源部50C1から−Z方向に出射された青色光BLを縮径させる。
集光レンズ5C2は、プリズムミラー5C1から入射される青色光BLを、拡散装置5C4に集光する。
補助拡散素子5C3は、拡散装置5C4による青色光BLの拡散を補助するものであり、集光レンズ5C2から入射される青色光BLを拡散させて、拡散装置5C4に入射される青色光の光束径を調整する。
拡散装置5C4は、補助拡散素子5C3から入射される青色光BLを、所定の拡散率にて拡散透過させる。すなわち、拡散装置5C4は、透過型の拡散装置である。
このような拡散装置5C4は、入射される青色光BLを拡散透過させる光拡散部5C42を有する基板5C41と、照明光軸Ax1に沿う回転軸を中心として基板5C41を回転させる回転装置5C43と、を有する。なお、光拡散部5C42は、基板5C41における青色光BLの出射側の面に位置しているが、入射側の面に位置していてもよい。また、回転装置5C43は無くてもよいが、基板5C41が回転されることにより、スペックルの低減が効果的に図られる。
第1集光素子55は、本実施形態では、拡散装置5C4から入射される青色光BLを平行化して、光合成素子5C6に入射させる平行化素子として機能する。
アフォーカル光学素子51は、本実施形態では、第2光源部50C2から出射された励起光ELを縮径させる。このアフォーカル光学素子51を構成する第1レンズ511及び第2レンズ512のうち、第1レンズ511は、上記照明光軸Ax2上に配置され、第2レンズ512は、上記照明光軸Ax3上に配置される。
反射部材58は、第2光源部50C2に対する−Z方向側に位置する反射部である。この反射部材58は、第1レンズ511から−Z方向に沿って入射される励起光ELを照明光軸Ax3に沿うように−X方向側に反射させ、当該励起光ELを第2レンズ512に入射させる。
拡散素子5C5は、上記ホモジナイザー光学素子52の代わりに採用されるものであり、第2レンズ512から入射される励起光ELを拡散させて、励起光ELの照度分布を均一化する。このような拡散素子5C5を通過した励起光ELは、光合成素子5C6を−X方向に通過して、第1集光素子55に入射される。
第1集光素子55は、本実施形態では、照明光軸Ax3上に配置された波長変換装置56Cの光入射側に配置されている。
波長変換装置56Cは、上記波長変換装置56Aと同様に、入射される励起光ELを波長変換して、当該励起光ELとは波長が異なる蛍光YL(詳しくは緑色光及び赤色光を含む蛍光YLであり、波長変換装置56Cによる変換光)を、当該励起光ELの入射方向とは反対方向に出射する反射型の波長変換装置である。この波長変換装置56Cは、波長変換素子56C1と、照明光軸Ax3に沿う回転軸を中心として波長変換素子56C1を回転させる回転装置56C2と、を有する。
これらのうち、波長変換素子56C1は、詳しい図示を省略するが、励起光ELの入射側の面に、上記波長変換部562を有する。そして、波長変換部562は、+X方向に蛍光YLを出射し、当該蛍光YLは、第1集光素子55を介して光合成素子5C6に入射される。
光合成素子5C6は、光合成部に相当し、照明光軸Ax1,Ax3のそれぞれに対して45°傾斜して配置されている。この光合成素子5C6は、青色光を透過し、緑色光及び赤色光を反射させるダイクロイックミラーによって構成されている。
この光合成素子5C6は、照明光軸Ax1に沿って+Z方向側から入射される青色光BLを通過させる。また、光合成素子5C6は、照明光軸Ax3に沿って+X方向側から入射される励起光ELを通過させる。
更に、光合成素子5C6は、照明光軸Ax3に沿って−X方向側から入射される上記蛍光YLを、照明光軸Ax1に沿うように、−Z方向側に反射させる。
これにより、第2集光素子59から入射される青色光BLと、第1集光素子55から入射される蛍光YLとは、照明光軸Ax1に沿って位相差素子RPに、上記照明光として出射される。
そして、当該位相差素子RPを−Z方向に通過した照明光は、上記のように、導光装置6の反射部材61,62を介して画像形成装置7に入射される。
以上説明した本実施形態に係るプロジェクターによれば、上記プロジェクター1と同様の効果を奏することができる他、以下の効果を奏することができる。
照明装置5Cは、青色光BLを−Z方向に出射する第1光源部50C1と、励起光ELを−Z方向に出射する第2光源部50C2と、を有する。また、照明装置5Cは、第1光源部50C1に対して−Z方向に位置し、入射される青色光BLを拡散させる光拡散部5C42と、第2光源部50C2に対して−Z方向に位置し、入射される励起光ELを−X方向に反射させる反射部材58(励起光用反射部)と、を有する。更に、照明装置5Cは、光拡散部5C42に対して−Z方向に位置し、反射部材58を介して入射される励起光ELを−X方向に出射する光合成素子5C6(光合成部)と、光合成素子5C6に対して−X方向に位置し、入射される励起光ELを波長変換した蛍光YL(変換光)を出射する波長変換部562と、を有する。この他、照明装置5Cは、各光源部50C1,50C2に対して+Z方向に位置し、当該各光源部50C1,50C2から伝達される熱を放熱する放熱部材HD(放熱部)と、を有する。これらのうち、光合成素子5C6は、光拡散部5C42から入射される青色光BL、及び、波長変換部562から入射される蛍光YLを、−Z方向に出射する。
これによれば、上記した各構成を密に配置できるので、照明装置5Cを小型化できる。この他、第1光源部50C1と第2光源部50C2とが分離しているので、第1光源部50C1から出射される青色光BLの光量と、第2光源部50C2から出射される励起光ELの光量とを調整することによって、照明装置5Cから出射される照明光のホワイトバランスを容易に調整できる。そして、偏光を用いて青色光BLと励起光ELとを分離する必要がないため、光合成素子5C6として、青色光を透過させ、緑色光及び赤色光を反射させるダイクロイックミラーを採用できる。これにより、当該光合成素子5C6を簡易な構成とすることができる他、光拡散部5C42やレンズ等の光学素子での偏光解消による光利用効率の低下が生じることを抑制できる。
次に、本発明の第4実施形態について説明する。
本実施形態に係るプロジェクターは、+Y方向に照明光を出射する照明装置が採用されている点で、上記プロジェクター1と相違する。なお、以下の説明では、既に説明した部分と同一又は略同一である部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
本実施形態に係るプロジェクターは、画像投射装置4Aに代えて画像投射装置4Dを有する他は、上記プロジェクター1と同様の構成及び機能を有する。
また、画像投射装置4Dは、図20に示すように、照明装置5A及び導光装置6に代えて照明装置5D及び導光装置6Dを有する他は、上記画像投射装置4Aと同様の構成を有する。具体的に、画像投射装置4Dは、照明装置5Dが一階部分に配置され、導光装置6D、画像形成装置7及び投射光学装置8が二階部分に配置された二階建て構造を有する。そして、画像形成装置7は、その少なくとも一部が照明装置5Dの少なくとも一部と+Y方向において重なるように、配置される。
以下、照明装置5D及び導光装置6Dの構成について詳述する。
導光装置6Dは、1つの反射部材によって構成されており、当該導光装置6Dは、後述する照明光軸Ax2と交差する位置に配置されている。この導光装置6Dは、+Y方向に沿って照明装置5Dから入射される照明光を、+Z方向に反射させて、画像形成装置7に入射させる。
図21は、−Z方向側から見た場合の照明装置5Dの構成を示す模式図である。
照明装置5Dは、上記照明装置5A〜5Cと同様に、+Y方向側に位置する導光装置6Dを介して、同じく+Y方向側に位置する画像形成装置7に入射される照明光を出射する。この照明装置5Dは、図21に示すように、光源部50、アフォーカル光学素子51、ホモジナイザー光学素子52、第1位相差素子53、分離合成素子54、第1集光素子55、波長変換素子56B、第2位相差素子57、拡散反射装置58B、第2集光素子59及び位相差素子RPと、これらを内部に収容する筐体ENと、放熱部材HDと、を備える。すなわち、照明装置5Dは、照明装置5Bと同様の構成を有するが、照明光の出射方向が+Y方向となるように光学部品が配置されている。
また、波長変換素子56B、第1集光素子55、分離合成素子54及び位相差素子RPは、+Y方向に沿う照明光軸Ax2上に、−Y方向側から順に配置されている。そして、分離合成素子54は、照明光軸Ax1,Ax2に対して45°の角度で傾斜するように、これら照明光軸Ax1,Ax2の交差部位に配置されている。
なお、上記と同様に、照明光軸Ax1,Ax2は、互いに直交しなくてもよく、交差していればよい。
分離合成素子54に入射された光源光のうち、s偏光の第1光源光は、−Y方向側に反射され、照明光軸Ax2に沿って第1集光素子55を介して波長変換素子56Bに入射される。この波長変換素子56Bによって生じた蛍光は、照明光軸Ax2に沿って+Y方向側に進行し、再び第1集光素子55を介して、分離合成素子54に入射される。
一方、p偏光の第2光源光は、分離合成素子54を−X方向に通過し、第2位相差素子57及び第2集光素子59を介して、拡散反射装置58Bの光拡散部582に入射される。この光拡散部582によって拡散反射された第2光源光は、照明光軸Ax1に沿って+X方向側に進行し、再び第2集光素子59及び第2位相差素子57を通過して、s偏光の第2光源光となって分離合成素子54に入射される。
これら蛍光及び第2光源光は、位相差素子RPを+Y方向に通過する過程にて、円偏光に変換され、照明光として導光装置6D(図20参照)に向けて出射される。そして、当該照明光は、導光装置6Dによって+Z方向側に反射され、画像形成装置7(図20参照)に入射される。
そして、照明装置5Dでは、分離合成素子54から波長変換素子56Bに至る第1光源光の光路長と、分離合成素子54から拡散反射装置58Bに至る第2光源光の光路長とは同じである。一方、光源部50から分離合成素子54までの光源光の光路長が比較的長いので、放熱部材HDが筐体ENに対して+X方向側に設けられることと併せて、照明装置5Dは、+Y方向における寸法より+X方向における寸法が大きい略直方体形状に構成される。
以上説明した本実施形態に係るプロジェクターによれば、上記プロジェクター1と同様の効果を奏することができる他、以下の効果を奏することができる。
照明装置5Dは、当該照明装置5Dに対して導光装置6D及び画像形成装置7が位置する+Y方向側に、照明光を出射する。これによれば、当該照明光を画像形成装置7に導く導光装置6Dの構成を簡略化できる。すなわち、2つの反射部材61,62を有する導光装置6を採用せずとも、1つの反射部材を備えて構成される導光装置6Dによって、当該照明光を画像形成装置7に導くことができる。従って、画像投射装置4D、ひいては、プロジェクターの構成を簡略化できる。
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
上記各実施形態では、照明装置5A〜5Dと画像形成装置7とは、+Y方向において重なるように配置されるとした。すなわち、画像投射装置4A〜4Dは、一階部分に照明装置5A〜5Dのいずれかが配置され、二階部分に画像形成装置7が配置される二階建て構造に構成されるとした。これら照明装置5A〜5Dと画像形成装置7とは、+Y方向側から見た場合に、完全に重ならなくてもよい。すなわち、照明装置5A〜5Dのいずれかの少なくとも一部と、画像形成装置7の少なくとも一部とが+Y方向において重なればよい。
また、上記各実施形態では、+Z方向、+X方向及び+Y方向を、外装筐体2の天面部21、底面部22、正面部23、背面部24、右側面部25及び左側面部26を基準として規定した。しかしながら、これに限らず、他の基準に基づいて、+Z方向、+X方向及び+Y方向、ひいては、第1〜第3方向を規定してもよい。
更に、外装筐体2は、略直方体形状に限らず、円柱状(円筒状)等の他の形状に形成されていてもよい。
上記第1及び第2実施形態では、照明装置5A,5Bに設定された照明光軸Ax2と、画像形成装置7に設定された照明光軸Ax4とは、+Y方向側から見て重なるとした。また、上記第3実施形態では、照明装置5Cに設定された照明光軸Ax1と、照明光軸Ax4とは、+Y方向側から見て重なるとした。しかしながら、これに限らず、+Y方向側から見て、照明装置に設定された照明光軸と、画像形成装置に設定された照明光軸とは、重ならなくてもよい。また、+Y方向側から見て、照明装置における他の照明光軸と、画像形成装置における他の照明光軸とが重なるように設定されていてもよい。
このような構成によれば、均一化装置72を備えることによる上記効果を奏することができる。この他、導光装置が反射によって照明装置から画像形成装置に照明光を導く構成の場合、均一化装置72が、当該導光装置での反射効率が高い偏光に照明光を揃えることによって、画像形成装置での光の利用効率を高めることができる。
上記第3実施形態では、第1光源部50C1及び第2光源部50C2は、それぞれ放熱部材HDに支持されるとした。しかしながら、これに限らず、第1光源部50C1及び第2光源部50C2は、それぞれ異なる部材によって支持されていてもよく、各光源部50C1,50C2毎に放熱部材HDを設けてもよい。
また、色分離装置によって分離される複数の色光も、青色光、緑色光及び赤色光に限らず、他の色光であってもよい。
更に、上記各実施形態では、青色光を第1色光とし、緑色光を第2色光とし、赤色光を第3色光とした。しかしながら、これに限らず、例えばリレー装置74に青色光を通す画像形成装置を採用し、赤色光を第1色光とし、緑色光を第2色光とし、青色光を第3色光としてもよい。
上記各実施形態では、光変調装置752は、光入射面と光出射面とが異なる透過型の液晶パネルと、入射側偏光板及び出射側偏光板とを有する液晶ライトバルブを備えて構成されるとした。しかしながら、これに限らず、当該液晶パネルは、光入射面と光出射面とが同一となる反射型の液晶パネルであってもよい。また、光変調装置752は、更に光学補償板等の他の光学素子を備えていてもよい。
更に、入射光束を変調して画像情報に応じた画像を形成可能な光変調装置であれば、マイクロミラーを用いたデバイス、例えば、DMD(Digital Micromirror Device)等を利用したものなど、液晶以外の光変調装置を用いてもよい。
Claims (12)
- 照明光を出射する照明装置と、
前記照明装置から出射された光を変調して画像を形成する画像形成装置と、
前記画像形成装置により形成された前記画像を投射する投射光学装置と、
前記照明装置から出射された光を前記画像形成装置に導く導光装置と、を備え、
それぞれ前記画像形成装置の内部を進行する前記照明光の進行方向であり、互いに交差する二方向を第1方向及び第2方向とした場合、前記画像形成装置は、少なくとも一部が前記第1方向及び前記第2方向のそれぞれに垂直な第3方向に前記照明装置の少なくとも一部と重なるように、配置されていることを特徴とするプロジェクター。 - 請求項1に記載のプロジェクターにおいて、
前記第1方向は、前記第3方向に沿って見て、前記投射光学装置による前記画像の投射方向と平行であり、
前記導光装置は、前記照明装置から前記第1方向とは反対方向側に出射された前記照明光を、前記第1方向側に出射して前記画像形成装置に入射させることを特徴とするプロジェクター。 - 請求項1又は請求項2に記載のプロジェクターにおいて、
前記画像形成装置は、
入射される前記照明光を複数の色光に分離する色分離装置と、
前記色分離装置によって分離された前記複数の色光のそれぞれに応じて設けられる複数の光変調装置と、
前記複数の光変調装置から入射される前記複数の色光を合成して前記画像を形成する色合成装置と、を備え、
前記色分離装置は、
前記照明光を、前記複数の色光のうち、前記第1方向に進行する第1色光と、前記第2方向に進行する他の色光とに分離する第1色分離素子と、
前記第1色分離素子によって分離された前記他の色光を、前記第1方向に進行する第2色光と、前記第2方向に進行する第3色光とに分離する第2色分離素子と、を有することを特徴とするプロジェクター。 - 請求項3に記載のプロジェクターにおいて、
前記画像形成装置は、前記導光装置から前記色分離装置に入射される前記照明光の光路に配置されて、前記導光装置から入射される前記照明光の照度分布を均一化するとともに偏光を揃える均一化装置を備えることを特徴とするプロジェクター。 - 請求項3に記載のプロジェクターにおいて、
前記照明装置から前記導光装置に入射される前記照明光の光路に配置され、前記照明装置から入射される前記照明光の照度分布を均一化するとともに偏光を揃える均一化装置を備えることを特徴とするプロジェクター。 - 請求項3から請求項5のいずれか一項に記載のプロジェクターにおいて、
前記色分離装置によって分離されて、前記第2方向に進行する前記第3色光を前記第1方向に反射させる第1反射部材と、
前記第1反射部材にて反射されて前記第1方向に進行する前記第3色光を前記第2方向とは反対方向に反射させる第2反射部材と、を備え、
前記色分離装置は、前記第1色分離素子から前記第1方向に進行する前記第1色光を前記第2方向に反射させる第3反射部材を有し、
前記複数の光変調装置は、
前記第2方向に沿って入射される前記第1色光を変調する第1光変調装置と、
前記第1方向に沿って入射される前記第2色光を変調する第2光変調装置と、
前記第2方向とは反対方向に沿って入射される前記第3色光を変調する第3光変調装置と、を含み、
前記色合成装置は、
前記第2方向に交差し、前記第1光変調装置によって変調された前記第1色光が入射される第1入射面と、
前記第1方向に交差し、前記第2光変調装置によって変調された前記第2色光が入射される第2入射面と、
前記第2方向に交差し、前記第3光変調装置によって変調された前記第3色光が入射される第3入射面と、
前記第2入射面とは反対側に位置し、前記色合成装置にそれぞれ入射された前記第1色光、前記第2色光及び前記第3色光が合成された前記画像を、前記投射光学装置に向かう前記第1方向に出射する出射面と、を有することを特徴とするプロジェクター。 - 請求項1から請求項6のいずれか一項に記載のプロジェクターにおいて、
前記照明装置は、
光源光を出射する光源部と、
前記光源光を第1光源光及び第2光源光に分離する分離合成部と、
前記分離合成部によって分離された前記第1光源光を波長変換した変換光を出射する波長変換部と、
前記分離合成部によって分離された前記第2光源光を拡散させる光拡散部と、
前記光源部と接続され、前記光源部の熱を放熱する放熱部と、を有し、
前記光源部は、前記光源光を前記第2方向とは反対方向に出射し、
前記分離合成部は、前記波長変換部から出射された前記変換光、及び、前記光拡散部によって拡散された前記第2光源光を合成した前記照明光を、前記導光装置に向けて前記第1方向とは反対方向に出射し、
前記放熱部は、前記光源部に対して前記第2方向側に位置することを特徴とするプロジェクター。 - 請求項7に記載のプロジェクターにおいて、
前記分離合成部に対して前記第2方向とは反対方向側に位置し、前記分離合成部によって分離されて前記第2方向とは反対方向に進行する前記第2光源光を前記第1方向に反射させる第2光源光用反射部材を有し、
前記波長変換部及び前記光拡散部は、前記分離合成部及び前記第2光源光用反射部材に対して前記第1方向に位置する同一の基板上に位置し、
前記分離合成部は、
前記第1光源光を前記第1方向に出射し、
前記第2光源光を前記第2方向とは反対方向に出射し、
前記波長変換部から前記第1方向とは反対方向に入射される前記変換光を前記第1方向とは反対方向に出射し、
前記光拡散部から前記第2光源光用反射部材を介して前記第2方向に入射される前記第2光源光を前記第1方向とは反対方向に出射することを特徴とするプロジェクター。 - 請求項8に記載のプロジェクターにおいて、
前記第1方向と平行な回転軸を中心として前記同一の基板を回転させる回転装置を有することを特徴とするプロジェクター。 - 請求項7に記載のプロジェクターにおいて、
前記波長変換部は、前記分離合成部に対して前記第1方向に位置し、
前記光拡散部は、前記分離合成部に対して前記第2方向とは反対方向に位置し、
前記分離合成部は、
前記第1光源光を前記第1方向に出射し、
前記第2光源光を前記第2方向とは反対方向に出射し、
前記波長変換部から前記第1方向とは反対方向に入射される前記変換光を前記第1方向とは反対方向に出射し、
前記光拡散部から前記第2方向に入射される前記第2光源光を前記第1方向とは反対方向に出射することを特徴とするプロジェクター。 - 請求項1から請求項6のいずれか一項に記載のプロジェクターにおいて、
前記照明装置は、
青色光を前記第1方向とは反対方向に出射する第1光源部と、
励起光を前記第1方向とは反対方向に出射する第2光源部と、
前記第1光源部に対して前記第1方向とは反対方向に位置し、入射される前記青色光を拡散させる光拡散部と、
前記第2光源部に対して前記第1方向とは反対方向に位置し、入射される前記励起光を前記第2方向とは反対方向に反射させる反射部と、
前記光拡散部に対して前記第1方向とは反対方向に位置し、前記反射部を介して入射される前記励起光を前記第2方向とは反対方向に出射する光合成部と、
前記光合成部に対して前記第2方向とは反対方向に位置し、前記光合成部から入射される前記励起光を波長変換した変換光を出射する波長変換部と、
前記第1光源部及び前記第2光源部に対して前記第1方向に位置し、前記第1光源部及び前記第2光源部から伝達される熱を放熱する放熱部と、を有し、
前記光合成部は、前記光拡散部から入射される前記青色光、及び、前記波長変換部から入射される前記変換光を、前記第1方向とは反対方向に出射することを特徴とするプロジェクター。 - 請求項1から請求項11のいずれか一項に記載のプロジェクターにおいて、
前記導光装置は、前記照明装置から入射される前記照明光を前記画像形成装置に反射させる反射部材を有することを特徴とするプロジェクター。
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