JP2020106692A - projector - Google Patents

Abstract

To provide a projector that can reduce bleeding occurring in image light.SOLUTION: A projector comprises: a light source unit that emits light including at least first color light and second color light; a first multi-lens array on which the light is incident; a superimposition lens that is provided on a subsequent stage of the first multi-lens array and makes the first color light and the second color light incident at positions different from each other; a light blocking member that is provided between a light emission side of the first multi-lens array and the superimposition lens and blocks part of the light; a light modulation device that includes a plurality of pixels consisting of sub-pixels; a micro-lens array that includes a plurality of micro-lenses corresponding one-to-one to the plurality of pixels; and a projection optical device that projects light emitted from the light modulation device.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明はプロジェクターに関するものである。 The present invention relates to a projector.

プロジェクターは、光源から射出される光を、光変調装置で画像情報に応じて変調し、得られた画像を投写レンズによって拡大投写するものである。このようなプロジェクターとして、照明装置から出射した白色光をＲＧＢ各色に分離して１つの液晶パネルで変調することで所望の画像を生成するものが知られている（例えば、下記特許文献１参照）。このプロジェクターでは、照明装置から出射した照明光を拡大又は圧縮によって成形した後、液晶パネルに入射させている。 The projector modulates light emitted from a light source by a light modulator according to image information and magnifies and projects the obtained image by a projection lens. As such a projector, there is known a projector that generates a desired image by separating white light emitted from an illumination device into RGB colors and modulating the same with one liquid crystal panel (for example, refer to Patent Document 1 below). .. In this projector, the illumination light emitted from the illumination device is shaped by being expanded or compressed and then made incident on the liquid crystal panel.

特開平１１−１０９２８５号公報JP-A-11-109285

しかしながら、上記従来技術においては照明光の成形が不十分な場合があり、液晶パネルの各画素において照明光が混色することで画像光ににじみが生じてしまうといった問題があった。 However, in the above-mentioned related art, there is a problem that the illumination light may not be sufficiently shaped, and the illumination light is mixed in each pixel of the liquid crystal panel, so that the image light has a blur.

本発明の第一態様に従えば、少なくとも第１色光及び第２色光を含む光を射出する光源ユニットと、前記光が入射する第１マルチレンズと、前記第１マルチレンズの後段に設けられ、前記第１色光及び前記第２色光を互いに異なる位置に入射させる重畳レンズと、前記第１マルチレンズにおける光射出側と前記重畳レンズとの間に設けられ、前記光の一部を遮光する遮光部材と、複数のサブ画素からなる画素を複数含む光変調装置と、前記複数の画素各々に１対１で対応する複数のマイクロレンズを含むマイクロレンズアレイと、前記光変調装置から射出される光を投射する投射光学装置と、を備えるプロジェクターが提供される。 According to the first aspect of the present invention, a light source unit that emits light including at least a first color light and a second color light, a first multi-lens on which the light is incident, and a rear stage of the first multi-lens are provided, A superimposing lens that allows the first color light and the second color light to enter at different positions, and a light blocking member that is provided between the light exit side of the first multi-lens and the superimposing lens and blocks a part of the light. A light modulation device including a plurality of pixels including a plurality of sub-pixels, a microlens array including a plurality of microlenses corresponding to each of the plurality of pixels in a one-to-one correspondence, and light emitted from the light modulation device. A projection optical device for projecting is provided.

上記第一態様において、前記第１マルチレンズにおける光射出側と前記重畳レンズとの間に設けられた偏光変換素子をさらに備えるのが好ましい。 In the first aspect, it is preferable that a polarization conversion element provided between the light exit side of the first multi-lens and the superimposing lens is further provided.

上記第一態様において、前記第１マルチレンズの各レンズに対応して配列された複数のレンズを有する第２マルチレンズアレイをさらに備えるのが好ましい。 In the first aspect, it is preferable that the first multi-lens array further includes a second multi-lens array having a plurality of lenses arranged corresponding to the respective lenses of the first multi-lens.

上記第一態様において、前記遮光部材の平面形状は、前記複数の画素のうち一の画素において前記複数のサブ画素を区画する区画部材の平面形状と同一であるのが好ましい。 In the first aspect, the planar shape of the light shielding member is preferably the same as the planar shape of a partition member that partitions the plurality of sub-pixels in one pixel of the plurality of pixels.

第一実施形態に係るプロジェクターの概略構成を示す平面図である。FIG. 1 is a plan view showing a schematic configuration of a projector according to a first embodiment. 照明装置の上面図である。It is a top view of an illuminating device. 照明装置の側面図である。It is a side view of an illuminating device. 重畳レンズにおける光入射面の状態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the state of the light-incidence surface in a superposition lens. 光変調装置の画素構造を示す平面図である。It is a top view which shows the pixel structure of a light modulator. 第１のサブ画素および第２のサブ画素における断面を示す図である。It is a figure which shows the cross section in a 1st sub pixel and a 2nd sub pixel. 第３のサブ画素および第４のサブ画素における断面を示す図である。It is a figure which shows the cross section in a 3rd sub pixel and a 4th sub pixel. 遮光部材を設けない場合の微小光束と各サブ画素との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between a minute light beam and each sub-pixel when a light-shielding member is not provided. 遮光部材を設けた場合の微小光束と各サブ画素との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between a minute light beam and each sub pixel in the case of providing a light shielding member. 遮光部材の概略構成を示す平面図である。It is a top view which shows schematic structure of a light-shielding member.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
Note that, in the drawings used in the following description, in order to make the features easy to understand, there may be a case where the featured portions are enlarged for convenience, and the dimensional ratios of the respective constituent elements are not necessarily the same as the actual ones. Absent.

（第一実施形態）
本実施形態に係るプロジェクターは、スクリーン上にカラー画像を表示する投射型画像表示装置である。本実施形態に係るプロジェクターは、照明装置の光源として、高輝度・高出力な光が得られる半導体レーザーなどのレーザー光源を用いている。 (First embodiment)
The projector according to the present embodiment is a projection type image display device that displays a color image on a screen. The projector according to the present embodiment uses a laser light source such as a semiconductor laser that can obtain high-luminance and high-power light as a light source of an illumination device.

図１は本実施形態に係るプロジェクターの概略構成を示す平面図である。
図１に示すように、プロジェクター１は、照明装置１００と、光変調装置２００と、投射光学装置３００と、を備える。プロジェクター１において、照明装置１００から射出される照明光の照明光軸を光軸ＡＸとする。なお、以下の説明において必要に応じてＸＹＺ直交座標系を用いて説明する。Ｚ方向はプロジェクターの上下方向に対応し、Ｘ方向とは光軸ＡＸと平行な方向に対応し、Ｙ方向はＸ方向およびＺ方向に直交する方向に対応する。 FIG. 1 is a plan view showing a schematic configuration of a projector according to this embodiment.
As shown in FIG. 1, the projector 1 includes an illumination device 100, a light modulation device 200, and a projection optical device 300. In the projector 1, the illumination optical axis of the illumination light emitted from the illumination device 100 is the optical axis AX. In the following description, an XYZ orthogonal coordinate system will be used as needed. The Z direction corresponds to the vertical direction of the projector, the X direction corresponds to a direction parallel to the optical axis AX, and the Y direction corresponds to a direction orthogonal to the X direction and the Z direction.

光変調装置２００は、例えば１枚のカラー液晶表示パネルを用いた単板式の液晶光変調装置である。このような単板式の液晶光変調装置を採用することによって、プロジェクター１の小型化が図られる。そして、光変調装置２００は、照明装置１００からの照明光を画像情報に応じて変調して画像光を形成する。 The light modulator 200 is, for example, a single-plate type liquid crystal light modulator using one color liquid crystal display panel. By adopting such a single plate type liquid crystal light modulation device, the projector 1 can be downsized. Then, the light modulation device 200 modulates the illumination light from the illumination device 100 according to the image information to form image light.

光変調装置２００の照明装置１００と対向する面側に、光入射側偏光板２０１ａが設けられている。また、光変調装置２００の投射光学装置３００と対向する面側に、光出射側偏光板２０１ｂが設けられている。光入射側偏光板２０１ａ及び光出射側偏光板２０１ｂは、互いの偏光軸が直交している。 A light incident side polarization plate 201a is provided on the surface side of the light modulation device 200 facing the illumination device 100. Further, a light emitting side polarization plate 201b is provided on the surface side of the light modulation device 200 facing the projection optical device 300. The polarization axes of the light incident side polarization plate 201a and the light emission side polarization plate 201b are orthogonal to each other.

投射光学装置３００は、投射レンズからなり、光変調装置２００により変調された画像光をスクリーンＳＣＲに向かって拡大投射する。なお、この投射光学装置を構成するレンズの枚数については、１枚であっても複数枚であってもよい。 The projection optical device 300 includes a projection lens and magnifies and projects the image light modulated by the light modulator 200 toward the screen SCR. Note that the number of lenses forming this projection optical device may be one or more.

（照明装置）
続いて、照明装置１００の具体的な構成について説明する。
図２は、＋Ｚ方向から−Ｚ方向に向かって照明装置を視た上面図である。図３は、−Ｙ方向から＋Ｙ方向に向かって照明装置を視た側面図である。 (Lighting device)
Subsequently, a specific configuration of the lighting device 100 will be described.
FIG. 2 is a top view of the lighting device viewed from the +Z direction toward the −Z direction. FIG. 3 is a side view of the lighting device viewed from the −Y direction to the +Y direction.

照明装置１００は、図２および図３に示すように、光源ユニット１１０と、レンズインテグレーターユニット７０と、遮光部材９０と、偏光変換素子７３と、重畳レンズ７４と、を備えている。
光源ユニット１１０は、光源部１０と、第１集光レンズ１１と、拡散板１２と、ミラー１３と、励起光源３０と、第２集光レンズ３１と、蛍光体素子３２と、コリメーター光学系４０と、光分離素子２０と、光分離ミラー群６０とを含む。 As shown in FIGS. 2 and 3, the illuminating device 100 includes a light source unit 110, a lens integrator unit 70, a light blocking member 90, a polarization conversion element 73, and a superimposing lens 74.
The light source unit 110 includes a light source unit 10, a first condenser lens 11, a diffusion plate 12, a mirror 13, an excitation light source 30, a second condenser lens 31, a phosphor element 32, and a collimator optical system. 40, the light separation element 20, and a light separation mirror group 60.

光源ユニット１１０において、光源部１０の光軸ａｘ１に沿って、光源部１０と、第１集光レンズ１１と、拡散板１２と、コリメーターレンズ１４と、ミラー１３とが、この順に並んで配置されている。また、光源ユニット１１０において、励起光源３０の光軸ａｘ２に沿って、励起光源３０と、第２集光レンズ３１と、蛍光体素子３２と、コリメーター光学系４０と、光分離素子２０と、補正レンズ５０と、光分離ミラー群６０とが、この順に並んで配置されている。なお、光軸ａｘ１および光軸ａｘ２はＺ方向において離間しており、Ｚ方向から平面視した場合に光軸ａｘ１および光軸ａｘ２は互いに直交する。また、光軸ａｘ２は光軸ＡＸと平行である。 In the light source unit 110, the light source unit 10, the first condenser lens 11, the diffusion plate 12, the collimator lens 14, and the mirror 13 are arranged in this order along the optical axis ax1 of the light source unit 10. Has been done. In the light source unit 110, the excitation light source 30, the second condensing lens 31, the phosphor element 32, the collimator optical system 40, the light separation element 20, along the optical axis ax2 of the excitation light source 30, The correction lens 50 and the light separation mirror group 60 are arranged side by side in this order. The optical axes ax1 and ax2 are separated from each other in the Z direction, and the optical axes ax1 and ax2 are orthogonal to each other when viewed in plan from the Z direction. The optical axis ax2 is parallel to the optical axis AX.

本実施形態において、光源部１０には、例えば青色光束（第１色光）ＬＢを射出する発光ダイオードが用いられている。なお、光源部１０には、発光ダイオードの他にもレーザーダイオードなどの固体発光素子を用いることができる。また、光源部１０には、このような固体発光素子を単独若しくは複数組み合わせたものを用いることができる。 In the present embodiment, the light source unit 10 includes, for example, a light emitting diode that emits blue light flux (first color light) LB. In addition to the light emitting diode, a solid light emitting element such as a laser diode can be used for the light source unit 10. Further, as the light source unit 10, such solid light emitting elements may be used alone or in combination.

第１集光レンズ１１は、光源部１０から射出された青色光束ＬＢを集光するものであり、例えば１枚の凸レンズで構成されている。なお、第１集光レンズ１１を構成するレンズの枚数については１枚であっても複数枚であってもよい。 The first condensing lens 11 condenses the blue light beam LB emitted from the light source unit 10, and is composed of, for example, one convex lens. The number of lenses forming the first condenser lens 11 may be one or plural.

拡散板１２は、青色光束ＬＢを拡散させることで照度分布を均一化する。拡散板１２としては、公知の拡散板、例えば、磨りガラスや、ホログラフィックディフューザー、透明基板の表面にブラスト処理を施したもの、透明基板の内部にビーズのような散乱材を分散させ、散乱材によって光を散乱させるものなどを用いることができる。 The diffuser plate 12 makes the illuminance distribution uniform by diffusing the blue light flux LB. The diffusion plate 12 is a known diffusion plate, for example, frosted glass, a holographic diffuser, a transparent substrate whose surface is subjected to blasting, a scattering material such as beads dispersed in the transparent substrate, and a scattering material. A material that scatters light can be used.

コリメーターレンズ１４は、拡散板１２で拡散された青色光束ＬＢを平行化してミラー１３に入射させる。なお、コリメーターレンズ１４は複数のレンズで構成されていてもよい。 The collimator lens 14 collimates the blue light beam LB diffused by the diffusion plate 12 and makes it enter the mirror 13. The collimator lens 14 may be composed of a plurality of lenses.

ミラー１３は拡散板１２により拡散された青色光束ＬＢは光軸ａｘ２に沿う＋Ｘ方向に向けて反射する。ミラー１３は光軸ａｘ１に対して４５度の角度をなすように配置されている。ミラー１３は後述する光分離素子２０におけるダイクロイックミラー２１と平面視で重なるように配置されている。 The mirror 13 reflects the blue light beam LB diffused by the diffusion plate 12 in the +X direction along the optical axis ax2. The mirror 13 is arranged so as to form an angle of 45 degrees with respect to the optical axis ax1. The mirror 13 is arranged so as to overlap with a dichroic mirror 21 in a light separating element 20 described later in a plan view.

励起光源３０は蛍光体素子３２を励起して蛍光を生成するためのものである。励起光源３０は、例えば、波長帯が４４０ｎｍ〜４７０ｎｍの青色レーザー光を励起光Ｂとして射出する青色レーザー発光素子で構成される。なお、励起光源３０は、要求される励起光Ｂの出力に応じて、複数の青色レーザー発光素子で構成されてもよい。 The excitation light source 30 is for exciting the phosphor element 32 to generate fluorescence. The excitation light source 30 is composed of, for example, a blue laser light emitting element that emits blue laser light having a wavelength band of 440 nm to 470 nm as the excitation light B. The excitation light source 30 may be composed of a plurality of blue laser light emitting elements according to the required output of the excitation light B.

第２集光レンズ３１は、励起光源３０から射出された励起光Ｂを集光するものであり、例えば１枚の凸レンズで構成されている。なお、第２集光レンズ３１を構成するレンズの枚数については１枚であっても複数枚であってもよい。 The second condenser lens 31 condenses the excitation light B emitted from the excitation light source 30, and is composed of, for example, one convex lens. The number of lenses forming the second condenser lens 31 may be one or plural.

蛍光体素子３２は励起光Ｂを吸収して励起される蛍光体を含む。励起光Ｂにより励起された蛍光体は、例えば波長帯が５００〜７００ｎｍの蛍光（黄色蛍光）ＹＬを射出する。蛍光体素子３２は、励起光Ｂの入射側と反対側から蛍光ＹＬを射出する。蛍光体素子３２から射出された蛍光ＹＬは、コリメーター光学系４０に入射する。本実施形態の照明装置１００は、蛍光体素子３２を励起して生成した蛍光ＹＬを用いて白色光を生成するため、高い発光効率を得ることができる。 The phosphor element 32 includes a phosphor that is excited by absorbing the excitation light B. The phosphor excited by the excitation light B emits fluorescence (yellow fluorescence) YL having a wavelength band of 500 to 700 nm, for example. The phosphor element 32 emits the fluorescence YL from the side opposite to the incident side of the excitation light B. The fluorescence YL emitted from the phosphor element 32 enters the collimator optical system 40. Since the illumination device 100 of the present embodiment generates white light by using the fluorescence YL generated by exciting the phosphor element 32, it is possible to obtain high luminous efficiency.

コリメーター光学系４０は、蛍光体素子３２から射出された蛍光ＹＬをピックアップするとともに平行化する。本実施形態のコリメーター光学系４０は、例えば第１凸レンズ４０ａおよび第２凸レンズ４０ｂで構成される。コリメーター光学系４０により平行化された蛍光ＹＬは、光分離素子２０に入射する。 The collimator optical system 40 picks up and collimates the fluorescence YL emitted from the phosphor element 32. The collimator optical system 40 of this embodiment is composed of, for example, a first convex lens 40a and a second convex lens 40b. The fluorescence YL collimated by the collimator optical system 40 enters the light separation element 20.

光分離素子２０は、蛍光ＹＬを互いに色の異なる２つの光に分離する。具体的に、光分離素子２０は、ダイクロイックミラー２１とミラー２２とで構成される。ダイクロイックミラー２１は、蛍光体素子３２からの黄色の蛍光ＹＬを赤色光束（第２色光）ＬＲと緑色光束ＬＧとに分離する。ダイクロイックミラー２１は、赤色光束ＬＲを透過させるとともに緑色光束ＬＧを反射させることで蛍光ＹＬを２つに分離する。 The light separating element 20 separates the fluorescent light YL into two lights having different colors. Specifically, the light separation element 20 is composed of a dichroic mirror 21 and a mirror 22. The dichroic mirror 21 separates the yellow fluorescence YL from the phosphor element 32 into a red light flux (second color light) LR and a green light flux LG. The dichroic mirror 21 transmits the red light flux LR and reflects the green light flux LG to separate the fluorescence YL into two.

ミラー２２は、緑色光束ＬＧの光路中に配置され、ダイクロイックミラー２１で反射された緑色光束ＬＧを＋Ｘ方向に向けて反射する。光分離素子２０で分離された赤色光束ＬＲおよび緑色光束ＬＧは、互いに＋Ｘ方向に進む。 The mirror 22 is arranged in the optical path of the green light flux LG, and reflects the green light flux LG reflected by the dichroic mirror 21 in the +X direction. The red light flux LR and the green light flux LG separated by the light separation element 20 travel in the +X direction.

光分離ミラー群６０は光分離素子２０のミラー２２で反射された緑色光束ＬＧの光路上に配置され、緑色光束ＬＧを２つに分離する。具体的に、光分離ミラー群６０は、ハーフミラー６１とミラー６２とで構成される。ハーフミラー６１は、緑色光束ＬＧの一部を第１の緑色光束ＬＧ１として透過させるとともに、緑色光束ＬＧの残り一部を第２の緑色光束ＬＧ２として−Ｚ方向に向けて反射させる。第１の緑色光束ＬＧ１は光軸ａｘ２に沿って進んでレンズインテグレーターユニット７０に入射する。 The light splitting mirror group 60 is arranged on the optical path of the green light flux LG reflected by the mirror 22 of the light splitting element 20, and splits the green light flux LG into two. Specifically, the light separation mirror group 60 includes a half mirror 61 and a mirror 62. The half mirror 61 transmits a part of the green light flux LG as a first green light flux LG1 and reflects the remaining part of the green light flux LG as a second green light flux LG2 in the −Z direction. The first green light flux LG1 travels along the optical axis ax2 and enters the lens integrator unit 70.

第２の緑色光束ＬＧ２はミラー６２に入射する。ミラー６２は、第２の緑色光束ＬＧ２を＋Ｘ方向に向けて反射する。ミラー６２で反射された第２の緑色光束ＬＧ２は光軸ａｘ２に沿って進んでレンズインテグレーターユニット７０に入射する。
以上のようにして、光分離ミラー群６０は、緑色光束ＬＧを２つに分離して第１の緑色光束ＬＧ１と第２の緑色光束ＬＧ２とを生成する。 The second green light flux LG2 is incident on the mirror 62. The mirror 62 reflects the second green light flux LG2 in the +X direction. The second green light flux LG2 reflected by the mirror 62 travels along the optical axis ax2 and enters the lens integrator unit 70.
As described above, the light separating mirror group 60 separates the green light flux LG into two to generate the first green light flux LG1 and the second green light flux LG2.

本実施形態の光源ユニット１１０は、青色光束ＬＢ、赤色光束ＬＲ、第１の緑色光束ＬＧ１および第２の緑色光束ＬＧ２を含む光束ＬＡをレンズインテグレーターユニット７０に向けて射出する。光源ユニット１１０から射出される光束ＬＡの中心軸は光軸ＡＸに一致する。また、各光束ＬＢ、ＬＲ、ＬＧ１、ＬＧ２の主光線は、それぞれ光束ＬＡの中心軸（光軸ＡＸ）から同じ距離に位置している。 The light source unit 110 of the present embodiment emits the light beam LA including the blue light beam LB, the red light beam LR, the first green light beam LG1 and the second green light beam LG2 toward the lens integrator unit 70. The central axis of the light beam LA emitted from the light source unit 110 coincides with the optical axis AX. Further, the chief rays of the respective light fluxes LB, LR, LG1 and LG2 are located at the same distance from the central axis (optical axis AX) of the light flux LA.

レンズインテグレーターユニット７０は、第１マルチレンズアレイ７１と第２マルチレンズアレイ７２とを含む。第１マルチレンズアレイ７１は、例えば、複数の第１小レンズ７５を平面的に配列して構成される。第１マルチレンズアレイ７１は、光源ユニット１１０から射出された光束ＬＡを各第１小レンズ７５によって複数の小光束に分割してそれぞれを集光させる。 The lens integrator unit 70 includes a first multi-lens array 71 and a second multi-lens array 72. The first multi-lens array 71 is configured by arranging a plurality of first small lenses 75 in a plane, for example. The first multi-lens array 71 splits the light flux LA emitted from the light source unit 110 into a plurality of small light fluxes by each first small lens 75 and focuses each of them.

第２マルチレンズアレイ７２は、例えば、第１マルチレンズアレイ７１の各第１小レンズ７５に対応して平面的に配列された複数の第２小レンズ７６を有している。本実施形態において、第２マルチレンズアレイ７２は、後述する重畳レンズ７４とともに、第１マルチレンズアレイ７１の各第１小レンズ７５の像を光変調装置２００に対して重畳して入射させる。 The second multi-lens array 72 has, for example, a plurality of second small lenses 76 arranged in a plane corresponding to the respective first small lenses 75 of the first multi-lens array 71. In the present embodiment, the second multi-lens array 72 superimposes the image of each first small lens 75 of the first multi-lens array 71 on the optical modulator 200 together with the superimposing lens 74 to be described later.

本実施形態において、第１マルチレンズアレイ７１における光射出側と重畳レンズ７４との間に、遮光部材９０が設けられている。より具体的に遮光部材９０は、第２マルチレンズアレイ７２の光射出面７２ａと重畳レンズ７４との間のうち、光射出面７２ａの近傍に設けられている。ここで、第２マルチレンズアレイ７２の光射出面７２ａとは、第２小レンズ７６の光射出面に相当する。 In the present embodiment, the light blocking member 90 is provided between the light exit side of the first multi-lens array 71 and the superimposing lens 74. More specifically, the light blocking member 90 is provided between the light emitting surface 72a of the second multi-lens array 72 and the superimposing lens 74 and in the vicinity of the light emitting surface 72a. Here, the light exit surface 72 a of the second multi-lens array 72 corresponds to the light exit surface of the second small lens 76.

遮光部材９０は、レンズインテグレーターユニット７０からの光の一部を遮光することによって、レンズインテグレーターユニット７０からの光の形状を整形する。なお、図２においては、図を見易くするため、遮光部材９０と光射出面７２ａとを離間させた状態としている。 The light blocking member 90 shapes part of the light from the lens integrator unit 70 by blocking a part of the light from the lens integrator unit 70. Note that, in FIG. 2, the light shielding member 90 and the light emitting surface 72a are separated from each other for easy viewing of the drawing.

遮光部材９０を透過した光は偏光変換素子７３に入射する。本実施形態において、偏光変換素子７３は、第１マルチレンズアレイ７１における光射出側と重畳レンズ７４との間、より具体的には第２マルチレンズアレイ７２における光射出側と重畳レンズ７４との間に設けられている。 The light transmitted through the light blocking member 90 enters the polarization conversion element 73. In the present embodiment, the polarization conversion element 73 is arranged between the light exit side of the first multi-lens array 71 and the superimposing lens 74, more specifically, between the light exit side of the second multi-lens array 72 and the superimposing lens 74. It is provided in between.

偏光変換素子７３は、偏光分離膜と位相差板（１／２位相差板）とをアレイ状に並べて構成される。偏光変換素子７３は、レンズインテグレーターユニット７０および遮光部材９０を経由した光の偏光方向を所定方向に変換する。これにより、光変調装置２００に入射する光の偏光方向が、光変調装置２００の光入射側に配置された光入射側偏光板２０１ａの透過軸方向に対応する。よって、光入射側偏光板２０１ａは光変調装置２００に入射する光を遮光しないため、光利用効率が向上する。 The polarization conversion element 73 is configured by arranging a polarization separation film and a retardation plate (1/2 retardation plate) in an array. The polarization conversion element 73 converts the polarization direction of light that has passed through the lens integrator unit 70 and the light blocking member 90 into a predetermined direction. Thereby, the polarization direction of the light incident on the light modulation device 200 corresponds to the transmission axis direction of the light incidence side polarization plate 201a disposed on the light incidence side of the light modulation device 200. Therefore, the light-incident-side polarization plate 201a does not block the light incident on the light modulation device 200, and the light utilization efficiency is improved.

重畳レンズ７４は、例えば、凸レンズから構成されるものであり、遮光部材９０および偏光変換素子７３を通過した光を光変調装置２００に対して重畳して入射させるためのものである。 The superimposing lens 74 is composed of, for example, a convex lens, and is for superimposing the light that has passed through the light blocking member 90 and the polarization conversion element 73 on the light modulator 200.

本実施形態において、光束ＬＡにおける各光束ＬＢ、ＬＲ、ＬＧ１、ＬＧ２は互いにオーバーラップしない状態となっている。そのため、各光束ＬＢ、ＬＲ、ＬＧ１、ＬＧ２はレンズインテグレーターユニット７０の異なる領域にそれぞれ入射する。各光束ＬＢ、ＬＲ、ＬＧ１、ＬＧ２は、レンズインテグレーターユニット７０および偏光変換素子７３を透過した後も、互いが交わらない状態のままで重畳レンズ７４に入射する。 In the present embodiment, the light fluxes LB, LR, LG1 and LG2 in the light flux LA do not overlap each other. Therefore, the light fluxes LB, LR, LG1, and LG2 are incident on different regions of the lens integrator unit 70, respectively. After passing through the lens integrator unit 70 and the polarization conversion element 73, the light beams LB, LR, LG1, and LG2 are incident on the superimposing lens 74 in a state where they do not intersect with each other.

以下、レンズインテグレーターユニット７０および偏光変換素子７３を経由した後の光束ＬＡを照明光Ｗと称すことにする。照明光Ｗは、青色光ＷＢ、赤色光ＷＲ、第１緑色光ＷＧ１および第２緑色光ＷＧ２を含む。ここで、青色光ＷＢはレンズインテグレーターユニット７０および偏光変換素子７３を経由した上記青色光束ＬＢに相当し、赤色光ＷＲはレンズインテグレーターユニット７０および偏光変換素子７３を経由した上記赤色光束ＬＲに相当し、第１緑色光ＷＧ１はレンズインテグレーターユニット７０および偏光変換素子７３を経由した上記第１の緑色光束ＬＧ１に相当し、第２緑色光ＷＧ２はレンズインテグレーターユニット７０および偏光変換素子７３を経由した上記第２の緑色光束ＬＧ２に相当する。 Hereinafter, the light flux LA that has passed through the lens integrator unit 70 and the polarization conversion element 73 will be referred to as illumination light W. The illumination light W includes blue light WB, red light WR, first green light WG1 and second green light WG2. Here, the blue light WB corresponds to the blue light beam LB passing through the lens integrator unit 70 and the polarization conversion element 73, and the red light WR corresponds to the red light beam LR passing through the lens integrator unit 70 and the polarization conversion element 73. , The first green light WG1 corresponds to the first green light flux LG1 that has passed through the lens integrator unit 70 and the polarization conversion element 73, and the second green light WG2 has the first green light WG2 that passes through the lens integrator unit 70 and the polarization conversion element 73. It corresponds to two green light fluxes LG2.

図４は重畳レンズ７４における光入射面の状態を示す斜視図である。図４では、青色光ＷＢ、赤色光ＷＲ、第１緑色光ＷＧ１および第２緑色光ＷＧ２を模式的に示している。
照明光Ｗにおいても、青色光ＷＢ、赤色光ＷＲ、第１緑色光ＷＧ１および第２緑色光ＷＧ２は互いにオーバーラップしない状態となっている。そのため、青色光ＷＢ、赤色光ＷＲ、第１緑色光ＷＧ１および第２緑色光ＷＧ２は、図４に示すように重畳レンズ７４の異なる場所に入射する。なお、青色光ＷＢ、赤色光ＷＲ、第１緑色光ＷＧ１および第２緑色光ＷＧ２の主光線と重畳レンズ７４のレンズ光軸７４ａとの距離はいずれも等しい。以下、青色光ＷＢ、赤色光ＷＲ、第１緑色光ＷＧ１および第２緑色光ＷＧ２を特に区別しない場合、総称して各光ＷＢ，ＷＲ，ＷＧ１，ＷＧ２と称すこともある。 FIG. 4 is a perspective view showing a state of the light incident surface of the superposing lens 74. In FIG. 4, the blue light WB, the red light WR, the first green light WG1 and the second green light WG2 are schematically shown.
Also in the illumination light W, the blue light WB, the red light WR, the first green light WG1 and the second green light WG2 are in a state where they do not overlap each other. Therefore, the blue light WB, the red light WR, the first green light WG1 and the second green light WG2 are incident on different positions of the superimposing lens 74 as shown in FIG. The principal rays of the blue light WB, the red light WR, the first green light WG1, and the second green light WG2 and the lens optical axis 74a of the superimposing lens 74 are all equal in distance. Hereinafter, the blue light WB, the red light WR, the first green light WG1 and the second green light WG2 may be collectively referred to as respective lights WB, WR, WG1, WG2 unless otherwise particularly distinguished.

本実施形態において、重畳レンズ７４は、該重畳レンズ７４に対する各光ＷＢ，ＷＲ，ＷＧ１，ＷＧ２の入射位置に応じて、光変調装置２００に対する各光ＷＢ，ＷＲ，ＷＧ１，ＷＧ２の入射方向を異ならせる。すなわち、重畳レンズ７４は、各光ＷＢ，ＷＲ，ＷＧ１，ＷＧ２を光変調装置２００に対して４方向から入射可能である。 In the present embodiment, the superimposing lens 74 changes the incident directions of the respective lights WB, WR, WG1, WG2 to the light modulation device 200 according to the incident positions of the respective light WB, WR, WG1, WG2 on the superimposing lens 74. Let That is, the superimposing lens 74 can make the respective lights WB, WR, WG1, and WG2 incident on the optical modulator 200 from four directions.

続いて、光変調装置２００の画素構造について説明する。図５は、光変調装置２００の画素構造を示す平面図であり、図６および図７は光変調装置２００における画素構造の要部を示す断面図である。
図５、図６および図７に示すように、光変調装置２００は、複数の画素２０１を有している。各画素２０１は、第１のサブ画素２０１Ｂ、第２のサブ画素２０１Ｒ、第３のサブ画素２０１Ｇ１および第４のサブ画素２０１Ｇ２から構成される。以下、第１のサブ画素２０１Ｂ、第２のサブ画素２０１Ｒ、第３のサブ画素２０１Ｇ１および第４のサブ画素２０１Ｇ２を、単にサブ画素２０１Ｂ、２０１Ｒ、２０１Ｇ１、２０１Ｇ２と簡略して示すこともある。 Next, the pixel structure of the light modulation device 200 will be described. FIG. 5 is a plan view showing a pixel structure of the light modulation device 200, and FIGS. 6 and 7 are cross-sectional views showing a main part of the pixel structure of the light modulation device 200.
As shown in FIGS. 5, 6 and 7, the light modulation device 200 has a plurality of pixels 201. Each pixel 201 includes a first subpixel 201B, a second subpixel 201R, a third subpixel 201G1, and a fourth subpixel 201G2. Hereinafter, the first sub-pixel 201B, the second sub-pixel 201R, the third sub-pixel 201G1 and the fourth sub-pixel 201G2 may be simply referred to as the sub-pixels 201B, 201R, 201G1 and 201G2.

図５に示すように、本実施形態の光変調装置２００において、複数の画素２０１は、Ｙ方向およびＺ方向に沿ってマトリクス状に配置されている。各画素２０１は、−Ｚ方向に向かって、第１のサブ画素２０１Ｂおよび第２のサブ画素２０１Ｒがこの順に並び、第１のサブ画素２０１Ｂに対する＋Ｙ方向に第４のサブ画素２０１Ｇ２が並び、第２のサブ画素２０１Ｒに対する＋Ｙ方向に第３のサブ画素２０１Ｇ１が並んで配置されている。各サブ画素２０１Ｂ、２０１Ｒ、２０１Ｇ１、２０１Ｇ２は、ブラックマトリクス（格子部）ＢＭにより格子状に区画されている。 As shown in FIG. 5, in the light modulation device 200 of the present embodiment, the plurality of pixels 201 are arranged in a matrix along the Y direction and the Z direction. In each pixel 201, the first sub-pixel 201B and the second sub-pixel 201R are arranged in this order in the −Z direction, and the fourth sub-pixel 201G2 is arranged in the +Y direction with respect to the first sub-pixel 201B. The third sub-pixel 201G1 is arranged side by side in the +Y direction with respect to the second sub-pixel 201R. Each of the sub-pixels 201B, 201R, 201G1 and 201G2 is divided into a lattice by a black matrix (lattice portion) BM.

本実施形態において、遮光部材９０を配置する第２マルチレンズアレイ７２における光射出面７２ａと画素２０１とは光学的に略共役となっている。これにより、光射出面７２ａと同じ輝度分布を有する照明領域が、光学的に略共役となる光変調装置２００の各画素２０１上に形成されるようになる。なお、光学的に略共役とは、光射出面７２ａと同じ輝度分布を有する照明領域が画素２０１に一致する場合に限られず、画質に影響を及ぼさない程度に照明領域が画素２０１からずれる誤差を許容することを意味する。 In the present embodiment, the light exit surface 72a of the second multi-lens array 72 in which the light blocking member 90 is arranged and the pixel 201 are optically substantially conjugate. As a result, an illumination area having the same brightness distribution as the light exit surface 72a is formed on each pixel 201 of the light modulation device 200 that is optically conjugate. The term “optically substantially conjugate” is not limited to the case where the illumination area having the same luminance distribution as that of the light exit surface 72a coincides with the pixel 201, and an error in which the illumination area is displaced from the pixel 201 to the extent that the image quality is not affected. Means to allow.

本実施形態において、各サブ画素２０１Ｂ，２０１Ｒ，２０１Ｇ１，２０１Ｇ２は略正方形状となっており、画素２０１の外形は全体として略正方形状となっている。そのため、各画素２０１はそれぞれが均一な輝度を有することとなるので、光変調装置２００はムラがなく品質の良い画像光を生成することができる。 In this embodiment, each of the sub-pixels 201B, 201R, 201G1, 201G2 has a substantially square shape, and the outer shape of the pixel 201 has a substantially square shape as a whole. Therefore, each pixel 201 has uniform brightness, and the light modulation device 200 can generate image light of good quality without unevenness.

以上述べたように本実施形態のプロジェクター１によれば、各光ＷＢ，ＷＲ，ＷＧ１，ＷＧ２の重畳レンズ７４における入射位置を異ならせることで、光変調装置２００の光入射側に設けられたマイクロレンズアレイ８０に対して各光ＷＢ，ＷＲ，ＷＧ１，ＷＧ２を所定方向からそれぞれ入射可能である。 As described above, according to the projector 1 of the present embodiment, by making the incident positions of the respective lights WB, WR, WG1, and WG2 on the superimposing lens 74 different, the micro light provided on the light incident side of the light modulation device 200 can be provided. The light beams WB, WR, WG1, and WG2 can enter the lens array 80 from predetermined directions.

図６および図７に示すように、本実施形態の光変調装置２００は、光入射側の表面にマイクロレンズアレイ８０が一体に設けられている。なお、マイクロレンズアレイ８０は光変調装置２００と別体でも良い。図６は第１のサブ画素２０１Ｂおよび第２のサブ画素２０１Ｒにおける断面構成を示す図である。図７は第３のサブ画素２０１Ｇ１および第４のサブ画素２０１Ｇ２における断面構成を示す図である。 As shown in FIGS. 6 and 7, in the light modulation device 200 of the present embodiment, the microlens array 80 is integrally provided on the surface on the light incident side. The microlens array 80 may be separate from the light modulator 200. FIG. 6 is a diagram showing a cross-sectional configuration of the first sub-pixel 201B and the second sub-pixel 201R. FIG. 7 is a diagram showing a cross-sectional configuration of the third sub-pixel 201G1 and the fourth sub-pixel 201G2.

マイクロレンズアレイ８０は、複数のマイクロレンズ８０ａを有し、マイクロレンズアレイ８０に入射した光から複数の微小光束を形成する。
具体的には、図６に示すようにマイクロレンズアレイ８０に入射した青色光ＷＢは、複数のマイクロレンズ８０ａによって複数の微小光束ＷＢｂに分割される。また、マイクロレンズアレイ８０に入射した赤色光ＷＲは、複数のマイクロレンズ８０ａによって複数の微小光束ＷＲｒに分割される。 The microlens array 80 has a plurality of microlenses 80 a, and forms a plurality of minute light fluxes from the light incident on the microlens array 80.
Specifically, as shown in FIG. 6, the blue light WB that has entered the microlens array 80 is divided into a plurality of minute light beams WBb by the plurality of microlenses 80a. The red light WR that has entered the microlens array 80 is split into a plurality of minute light beams WRr by the plurality of microlenses 80a.

図７に示すように、マイクロレンズアレイ８０に入射した第１緑色光ＷＧ１は、複数のマイクロレンズ８０ａによって、複数の微小光束ＷＧｇ１に分割される。また、マイクロレンズアレイ８０に入射した第２緑色光ＷＧ２は、複数のマイクロレンズ８０ａによって、複数の微小光束ＷＧｇ２に分割される。 As shown in FIG. 7, the first green light WG1 incident on the microlens array 80 is split into a plurality of minute light beams WGg1 by the plurality of microlenses 80a. Further, the second green light WG2 incident on the microlens array 80 is divided into a plurality of minute light beams WGg2 by the plurality of microlenses 80a.

各マイクロレンズ８０ａは光変調装置２００の各画素２０１と１対１で対応するように配置されている。第１のサブ画素２０１Ｂには光変調装置２００に入射する照明光Ｗのうちの青色光ＷＢが対応する。すなわち、マイクロレンズアレイ８０に対して斜め下方から入射した青色光ＷＢは微小光束ＷＢｂに分割されて、第１のサブ画素２０１Ｂに入射する。 Each microlens 80a is arranged so as to have a one-to-one correspondence with each pixel 201 of the light modulation device 200. The blue light WB of the illumination light W incident on the light modulation device 200 corresponds to the first sub-pixel 201B. That is, the blue light WB which is obliquely incident on the microlens array 80 from below is divided into minute light beams WBb and incident on the first sub-pixel 201B.

また、第２のサブ画素２０１Ｒには赤色光ＷＲが対応する。すなわち、マイクロレンズアレイ８０に対して斜め上方から入射した赤色光ＷＲは微小光束ＷＲｒに分割されて、第２のサブ画素２０１Ｒに入射する。 The red light WR corresponds to the second sub-pixel 201R. That is, the red light WR that is obliquely incident on the microlens array 80 is divided into minute light beams WRr and is incident on the second sub-pixel 201R.

また、第３のサブ画素２０１Ｇ１には第１緑色光ＷＧ１が対応する。すなわち、マイクロレンズアレイ８０に対して斜め上方から入射した第１緑色光ＷＧ１は微小光束ＷＧｇ１に分割されて、第３のサブ画素２０１Ｇ１に入射する。 The first green light WG1 corresponds to the third sub-pixel 201G1. That is, the first green light WG1 that is obliquely incident on the microlens array 80 is divided into the minute light beam WGg1 and is incident on the third sub-pixel 201G1.

また、第４のサブ画素２０１Ｇ２には第２緑色光ＷＧ２が対応する。すなわち、マイクロレンズアレイ８０に対して斜め下方から入射した第２緑色光ＷＧ２は微小光束ＷＧｇ２に分割されて、第４のサブ画素２０１Ｇ２に入射する。 The second green light WG2 corresponds to the fourth sub-pixel 201G2. That is, the second green light WG2 that is obliquely incident on the microlens array 80 from below is divided into a minute light beam WGg2 and is incident on the fourth sub-pixel 201G2.

ところで、光変調装置２００において良好な画像光を生成するためには、各サブ画素２０１Ｂ、２０１Ｒ、２０１Ｇ１、２０１Ｇ２に対して対応する色の光を適切に入射させる必要がある。各サブ画素２０１Ｂ、２０１Ｒ、２０１Ｇ１、２０１Ｇ２に対応する色の光を適切に入射させるためには、重畳レンズ７４に入射するまでに各光ＷＢ，ＷＲ，ＷＧ１，ＷＧ２を十分に平行化させる必要がある。しかしながら、レンズによる収差によって各光ＷＢ，ＷＲ，ＷＧ１，ＷＧ２を十分に平行化することは非常に難しく、各光ＷＢ，ＷＲ，ＷＧ１，ＷＧ２が収束成分又は発散成分を含む光となるおそれがある。また、各光ＷＢ，ＷＲ，ＷＧ１，ＷＧ２が回折成分を含む場合もあり得る。 By the way, in order to generate good image light in the light modulation device 200, it is necessary to appropriately make the light of the corresponding color incident on each of the sub-pixels 201B, 201R, 201G1, and 201G2. In order to appropriately enter the light of the colors corresponding to the sub-pixels 201B, 201R, 201G1, and 201G2, it is necessary to sufficiently collimate the lights WB, WR, WG1, and WG2 before entering the superimposing lens 74. is there. However, it is very difficult to sufficiently collimate each light WB, WR, WG1, WG2 due to the aberration of the lens, and each light WB, WR, WG1, WG2 may be a light including a converging component or a diverging component. .. Further, each light WB, WR, WG1, WG2 may include a diffractive component.

図８Ａは比較例として遮光部材９０を設けない場合における微小光束と各サブ画素との関係を示す図である。図８Ｂは遮光部材９０を設けた本実施形態のプロジェクター１における微小光束と各サブ画素との関係を示す図である。 FIG. 8A is a diagram showing a relationship between a minute light flux and each sub-pixel when the light shielding member 90 is not provided as a comparative example. FIG. 8B is a diagram showing a relationship between a minute light beam and each sub-pixel in the projector 1 of the present embodiment provided with the light shielding member 90.

遮光部材９０を設けない場合、図８Ａに示すように、各微小光束ＷＢｂ，ＷＲｒ，ＷＧｇ１，ＷＧｇ２は収束成分、発散成分あるいは回折成分を含むことで各サブ画素２０１Ｂ、２０１Ｒ、２０１Ｇ１、２０１Ｇ２上で結像せずにボケるため、微小光束ＷＢｂ，ＷＲｒ，ＷＧｇ１，ＷＧｇ２による像は各サブ画素２０１Ｂ、２０１Ｒ、２０１Ｇ１、２０１Ｇ２の形状よりも大きくなる。 When the light shielding member 90 is not provided, as shown in FIG. 8A, each of the minute light beams WBb, WRr, WGg1, WGg2 includes a converging component, a diverging component, or a diffracting component, so that each sub-pixel 201B, 201R, 201G1, 201G2 has Since the image is blurred without being imaged, the image formed by the minute light beams WBb, WRr, WGg1, and WGg2 is larger than the shapes of the sub-pixels 201B, 201R, 201G1, and 201G2.

この場合、例えば、微小光束ＷＲｒの像は、一の画素２０１内で隣接するサブ画素間の領域を跨いだ状態となる。そのため、微小光束ＷＲｒは、第２のサブ画素２０１Ｒだけでなく、第２のサブ画素２０１Ｒに隣接している他のサブ画素２０１Ｂ、２０１Ｇ１、２０１Ｇ２にも入射する。これによって、画像光ににじみが生じてしまい、スクリーンＳＣＲに投射される画像光の品質が低下してしまう。 In this case, for example, the image of the minute light beam WRr is in a state of straddling the region between adjacent sub-pixels in one pixel 201. Therefore, the minute light beam WRr is incident not only on the second sub pixel 201R but also on other sub pixels 201B, 201G1, and 201G2 adjacent to the second sub pixel 201R. This causes bleeding of the image light, which deteriorates the quality of the image light projected on the screen SCR.

これに対し、本実施形態のプロジェクター１では、第２マルチレンズアレイ７２の光射出面７２ａから射出された光の一部を、各画素２０１と光学的に略共役となる光射出面７２ａの近傍に設けた遮光部材９０で遮光している（図２および図３参照）。 On the other hand, in the projector 1 of the present embodiment, a part of the light emitted from the light emitting surface 72a of the second multi-lens array 72 is in the vicinity of the light emitting surface 72a that is optically conjugate with each pixel 201. The light is blocked by the light blocking member 90 provided on the above (see FIGS. 2 and 3).

ここで、第２マルチレンズアレイ７２から射出される光は、光射出面７２ａ（第２小レンズ７６の光射出面）において最も光束径が狭められている。本実施形態では、光束径が最も狭まる光射出面７２ａの近傍に遮光部材９０を設けることで、遮光部材９０によって遮光される光量を少なくしている。これにより、光源ユニット１１０からの光は、遮光部材９０による遮光量が低減されるので、光源ユニット１１０から射出した光を効率良く利用できる。 Here, the light emitted from the second multi-lens array 72 has the light beam diameter most narrowed on the light emitting surface 72a (light emitting surface of the second small lens 76). In the present embodiment, the light blocking member 90 is provided in the vicinity of the light exit surface 72a where the light flux diameter is the smallest, so that the amount of light blocked by the light blocking member 90 is reduced. As a result, the amount of light emitted from the light source unit 110 is reduced by the light shielding member 90, so that the light emitted from the light source unit 110 can be used efficiently.

また、上述のように第２マルチレンズアレイ７２における光射出面７２ａと各画素２０１とは光学的に略共役であるため、遮光部材９０は各画素２０１と光学的に略共役となる位置に設けられている。これにより、遮光部材９０を透過した光は光学的に略共役となる光変調装置２００の各画素２０１に良好に入射する。 Further, as described above, the light exit surface 72a of the second multi-lens array 72 and each pixel 201 are substantially optically conjugate with each other, so that the light blocking member 90 is provided at a position that is substantially optically conjugated with each pixel 201. Has been. Thereby, the light transmitted through the light shielding member 90 is favorably incident on each pixel 201 of the light modulation device 200 which is optically substantially conjugate.

図９は、遮光部材９０の概略構成を示す平面図である。図９に示すように、遮光部材９０は、例えば、カーボンブラック等を印刷した遮光性部材で構成されている。遮光部材９０の平面形状は、各画素２０１において４つのサブ画素２０１Ｂ、２０１Ｒ、２０１Ｇ１、２０１Ｇ２を格子状に区画するブラックマトリクスＢＭの平面形状と同一である。すなわち、遮光部材９０の形状は、各画素２０１を区画するブラックマトリクスＢＭの開口数が同じ、且つ開口形状が同じである。 FIG. 9 is a plan view showing a schematic configuration of the light shielding member 90. As shown in FIG. 9, the light blocking member 90 is made of, for example, a light blocking member printed with carbon black or the like. The planar shape of the light blocking member 90 is the same as the planar shape of the black matrix BM that divides the four sub-pixels 201B, 201R, 201G1, and 201G2 in each pixel 201 into a grid pattern. That is, regarding the shape of the light shielding member 90, the black matrix BM that partitions each pixel 201 has the same numerical aperture and the same opening shape.

より具体的に遮光部材９０は開口９０ａを４つ有しており、全体形状の大きさが光射出面７２ａと同等若しくは僅かに小さい。遮光部材９０は、光変調装置２００の各画素２０１を区画するブラックマトリクスＢＭ（図６参照）と相似関係となるように形成されている。すなわち、各開口９０ａの平面形状は、各画素２０１におけるサブ画素２０１Ｂ、２０１Ｒ、２０１Ｇ１、２０１Ｇ２と相似形状となっている。これにより、重畳レンズ７４およびマイクロレンズ８０ａの倍率を適切に調整することで、各開口９０ａを透過した光を光変調装置２００の各サブ画素２０１Ｂ、２０１Ｒ、２０１Ｇ１、２０１Ｇ２に効率良く入射させることができる。 More specifically, the light blocking member 90 has four openings 90a, and the size of the entire shape is equal to or slightly smaller than that of the light exit surface 72a. The light blocking member 90 is formed so as to have a similar relationship with the black matrix BM (see FIG. 6) that partitions each pixel 201 of the light modulation device 200. That is, the planar shape of each opening 90a is similar to the sub-pixels 201B, 201R, 201G1, and 201G2 in each pixel 201. Accordingly, by appropriately adjusting the magnifications of the superimposing lens 74 and the microlens 80a, the light transmitted through each opening 90a can be efficiently incident on each sub-pixel 201B, 201R, 201G1, 201G2 of the light modulation device 200. it can.

遮光部材９０は、各開口９０ａを通過した光の形状を各サブ画素２０１Ｂ、２０１Ｒ、２０１Ｇ１、２０１Ｇ２の形状に対応させるように、第２マルチレンズアレイ７２の光射出面７２ａから射出された光の一部を遮光する。４つの開口９０ａは、第１の開口９０ａ１と第２の開口９０ａ２と第３の開口９０ａ３と第４の開口９０ａ４とで構成される。 The light blocking member 90 converts the light emitted from the light emission surface 72a of the second multi-lens array 72 so that the shape of the light passing through each opening 90a corresponds to the shape of each sub-pixel 201B, 201R, 201G1, 201G2. Block some light. The four openings 90a are composed of a first opening 90a1, a second opening 90a2, a third opening 90a3, and a fourth opening 90a4.

ここで、第１の開口９０ａ１は第１のサブ画素２０１Ｂに対応し、第２の開口９０ａ２は第２のサブ画素２０１Ｒに対応し、第３の開口９０ａ３は第３のサブ画素２０１Ｇ１に対応し、第４の開口９０ａ４は第４のサブ画素２０１Ｇ２に対応する。 Here, the first opening 90a1 corresponds to the first sub-pixel 201B, the second opening 90a2 corresponds to the second sub-pixel 201R, and the third opening 90a3 corresponds to the third sub-pixel 201G1. , And the fourth opening 90a4 corresponds to the fourth sub-pixel 201G2.

すなわち、遮光部材９０において、第１の開口９０ａ１には、第２マルチレンズアレイ７２の光射出面７２ａから射出される光束ＬＡのうちの青色光束ＬＢが入射する。これにより、例えば、青色光束ＬＢが収差によって十分に平行化されずに収束成分、発散成分あるいは回折成分を含む場合でも、これら収束成分、発散成分あるいは回折成分は第１の開口９０ａ１を透過できずに遮光部材９０でカットされる。 That is, in the light shielding member 90, the blue light flux LB of the light flux LA emitted from the light emission surface 72a of the second multi-lens array 72 is incident on the first opening 90a1. As a result, for example, even if the blue light beam LB does not become sufficiently parallel due to the aberration and includes a converging component, a diverging component, or a diffracting component, these converging component, diverging component, or diffracting component cannot pass through the first opening 90a1. It is cut by the light blocking member 90.

また、第２の開口９０ａ２には、第２マルチレンズアレイ７２の光射出面７２ａから射出された光束ＬＡのうちの赤色光束ＬＲが入射する。これにより、例えば、赤色光束ＬＲが収差によって十分に平行化されずに収束成分、発散成分あるいは回折成分を含む場合でも、これら収束成分、発散成分あるいは回折成分は第２の開口９０ａ２を透過できずに遮光部材９０でカットされる。 Further, the red light flux LR of the light flux LA emitted from the light exit surface 72a of the second multi-lens array 72 is incident on the second opening 90a2. As a result, for example, even if the red light beam LR is not sufficiently collimated due to aberration and includes a converging component, a diverging component, or a diffracting component, these converging component, diverging component, or diffracting component cannot pass through the second opening 90a2. It is cut by the light blocking member 90.

また、第３の開口９０ａ３には、第２マルチレンズアレイ７２の光射出面７２ａから射出された光束ＬＡのうちの第１の緑色光束ＬＧ１が入射する。これにより、例えば、第１の緑色光束ＬＧ１が収差によって十分に平行化されずに収束成分、発散成分あるいは回折成分を含む場合でも、これら収束成分、発散成分あるいは回折成分は第３の開口９０ａ３を透過できずに遮光部材９０でカットされる。 Further, the first green light flux LG1 of the light flux LA emitted from the light exit surface 72a of the second multi-lens array 72 is incident on the third opening 90a3. As a result, for example, even when the first green light beam LG1 is not sufficiently collimated due to aberration and includes a converging component, a diverging component, or a diffracting component, the converging component, the diverging component, or the diffracting component does not pass through the third opening 90a3. It cannot be transmitted and is cut by the light blocking member 90.

また、第４の開口９０ａ４には、第２マルチレンズアレイ７２の光射出面７２ａから射出された光束ＬＡのうちの第２の緑色光束ＬＧ２が入射する。これにより、例えば、第２の緑色光束ＬＧ２が収差によって十分に平行化されずに収束成分、発散成分あるいは回折成分を含む場合でも、これら収束成分、発散成分あるいは回折成分は第４の開口９０ａ４を透過できずに遮光部材９０でカットされる。 Further, the second green light flux LG2 of the light flux LA emitted from the light exit surface 72a of the second multi-lens array 72 is incident on the fourth opening 90a4. As a result, for example, even when the second green light beam LG2 is not sufficiently collimated due to aberration and includes a converging component, a diverging component, or a diffracting component, the converging component, the diverging component, or the diffracting component does not pass through the fourth opening 90a4. It cannot be transmitted and is cut by the light blocking member 90.

以上のように本実施形態のプロジェクター１によれば、遮光部材９０の各開口９０ａを透過した光の形状が各サブ画素２０１Ｂ、２０１Ｒ、２０１Ｇ１、２０１Ｇ２の形状に対応するように、第２マルチレンズアレイ７２の光射出面７２ａから射出された光の一部が遮光される。 As described above, according to the projector 1 of the present embodiment, the second multi-lens is configured so that the shape of the light transmitted through each opening 90a of the light shielding member 90 corresponds to the shape of each sub-pixel 201B, 201R, 201G1, 201G2. A part of the light emitted from the light emitting surface 72a of the array 72 is blocked.

これにより、本実施形態のプロジェクター１によれば、図８Ｂに示すように、各微小光束ＷＢｂ，ＷＲｒ，ＷＧｇ１，ＷＧｇ２が各々対応する各サブ画素２０１Ｂ、２０１Ｒ、２０１Ｇ１、２０１Ｇ２に良好に入射することができる。よって、各微小光束ＷＢｂ，ＷＲｒ，ＷＧｇ１，ＷＧｇ２は隣接するサブ画素の間の領域を跨がない。つまり、図８Ｂに示すように、例えば、微小光束ＷＲｒは第２のサブ画素２０１Ｒのみに入射し、第２のサブ画素２０１Ｒを区画するブラックマトリクスＢＭに入射しない。 As a result, according to the projector 1 of the present embodiment, as shown in FIG. 8B, each of the minute light beams WBb, WRr, WGg1, WGg2 is favorably incident on the corresponding sub-pixel 201B, 201R, 201G1, 201G2. You can Therefore, each of the minute light beams WBb, WRr, WGg1, WGg2 does not cross the area between the adjacent sub pixels. That is, as shown in FIG. 8B, for example, the minute light beam WRr enters only the second sub-pixel 201R and does not enter the black matrix BM that partitions the second sub-pixel 201R.

したがって、照明装置１００からの光の利用効率を向上させつつ、互いに隣り合うサブ画素２０１Ｂ、２０１Ｒ、２０１Ｇ１、２０１Ｇ２に同じ色の光が入射することによる混色の発生を防止することができる。よって、プロジェクター１は、にじみが低減された質の高い画像をスクリーンＳＣＲに投射することができる。 Therefore, it is possible to prevent the occurrence of color mixture due to the light of the same color being incident on the sub-pixels 201B, 201R, 201G1, and 201G2 adjacent to each other, while improving the efficiency of using the light from the lighting device 100. Therefore, the projector 1 can project a high-quality image with reduced bleeding on the screen SCR.

また、本実施形態のプロジェクター１によれば、遮光部材９０によって各画素２０１においてブラックマトリクスＢＭに対する光の入射量を低減できるので、ブラックマトリクスＢＭにおける熱の発生が抑えられて、熱によるブラックマトリクスＢＭの劣化を抑制できる。したがって、本実施形態のプロジェクター１によれば、ブラックマトリクスＢＭの寿命を延ばすことで長期に渡り良質な画像を表示可能となる。 Further, according to the projector 1 of the present embodiment, the amount of light incident on the black matrix BM in each pixel 201 can be reduced by the light blocking member 90, so that the generation of heat in the black matrix BM is suppressed and the black matrix BM due to heat is suppressed. Can be suppressed. Therefore, according to the projector 1 of the present embodiment, by extending the life of the black matrix BM, it is possible to display a high-quality image for a long period of time.

なお、本発明は上記実施形態の内容に限定されることはなく、発明の主旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
上記実施形態のプロジェクター１では、第１マルチレンズアレイ７１および第２マルチレンズアレイ７２を有するレンズインテグレーターユニット７０を設ける場合を例に挙げたが、本発明はこれに限定されず、例えば、第１マルチレンズアレイ７１のみを設けるようにしてもよい。この場合、遮光部材９０は第１マルチレンズアレイ７１における光射出側と重畳レンズ７４との間に設けられる。 The present invention is not limited to the contents of the above-described embodiment, and can be modified as appropriate without departing from the spirit of the invention.
In the projector 1 of the above-described embodiment, the case where the lens integrator unit 70 having the first multi-lens array 71 and the second multi-lens array 72 is provided has been described as an example, but the present invention is not limited to this and, for example, the first You may make it provide only the multi-lens array 71. In this case, the light blocking member 90 is provided between the light exit side of the first multi-lens array 71 and the superposing lens 74.

また、上記実施形態において、遮光部材９０を光射出面７２ａの近傍に設ける場合を例に挙げたが、遮光部材９０を配置する位置はこれに限定されない。例えば、遮光部材９０は第２マルチレンズアレイ７２の光射出面と重畳レンズ７４との間であればいずれに配置してもよい。 In the above embodiment, the case where the light blocking member 90 is provided in the vicinity of the light exit surface 72a has been described as an example, but the position where the light blocking member 90 is arranged is not limited to this. For example, the light blocking member 90 may be arranged anywhere between the light exit surface of the second multi-lens array 72 and the superimposing lens 74.

また、上記実施形態では、光源ユニット１１０として３色の色光を射出するものを例に挙げたが、光源ユニット１１０は少なくとも２色の色光を射出するものであればよい。すなわち、光源ユニット１１０は例えば赤色光、青色光および緑色光のうちの２色の光を射出する構成であってもよく、この場合、光変調装置２００の各画素２０１は２つのサブ画素で構成されることになる。 In the above-described embodiment, the light source unit 110 that emits three-color light is described as an example, but the light source unit 110 may be one that emits at least two-color light. That is, the light source unit 110 may be configured to emit light of two colors, for example, red light, blue light, and green light. In this case, each pixel 201 of the light modulation device 200 is configured of two sub pixels. Will be done.

また、上記実施形態の光源ユニット１１０では蛍光体素子３２を励起することで生成した黄色の蛍光ＹＬを分離することで赤色光束ＬＲと緑色光束ＬＧとを生成する場合を例に挙げたが、赤色光束ＬＲおよび緑色光束ＬＧの少なくとも一方を蛍光で生成してもよい。 In the light source unit 110 of the above embodiment, the case where the red light flux LR and the green light flux LG are generated by separating the yellow fluorescence YL generated by exciting the phosphor element 32 has been described as an example. At least one of the light flux LR and the green light flux LG may be generated by fluorescence.

また、上記実施形態における光変調装置２００の各画素２０１を構成する各サブ画素２０１Ｂ、２０１Ｒ、２０１Ｇ１、２０１Ｇ２の配置は図６に示した形態に限定されず、例えば、第３のサブ画素２０１Ｇ１および第４のサブ画素２０１Ｇ２が画素２０１内において対角方向に並んで配置されるベイヤー配列構造を採用してもよい。 The arrangement of the sub-pixels 201B, 201R, 201G1, and 201G2 forming each pixel 201 of the light modulation device 200 according to the above-described embodiment is not limited to the configuration shown in FIG. 6, and for example, the third sub-pixel 201G1 and A Bayer array structure in which the fourth sub-pixels 201G2 are arranged side by side in the diagonal direction in the pixel 201 may be adopted.

１…プロジェクター、７１…第１マルチレンズアレイ、７２…第２マルチレンズアレイ、７２ａ…光射出面、７３…偏光変換素子、７４…重畳レンズ、７５…第１小レンズ、７６…第２小レンズ、８０…マイクロレンズアレイ、８０ａ…マイクロレンズ、９０…遮光部材、１１０…光源ユニット、２００…光変調装置、２０１…画素、２０１Ｂ…サブ画素、３００…投射光学装置、ＢＭ…ブラックマトリクス（格子部）、ＬＢ…青色光束（第１色光）、ＬＲ…赤色光束（第２色光）。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Projector, 71... 1st multi-lens array, 72... 2nd multi-lens array, 72a... Light emission surface, 73... Polarization conversion element, 74... Superimposing lens, 75... 1st small lens, 76... 2nd small lens , 80... Microlens array, 80a... Microlens, 90... Light blocking member, 110... Light source unit, 200... Light modulator, 201... Pixel, 201B... Subpixel, 300... Projection optical device, BM... Black matrix (lattice part) ), LB... Blue light flux (first color light), LR... Red light flux (second color light).

Claims (5)

少なくとも第１色光及び第２色光を含む光を射出する光源ユニットと、
前記光が入射する第１マルチレンズアレイと、
前記第１マルチレンズアレイの後段に設けられ、前記第１色光及び前記第２色光を互いに異なる位置に入射させる重畳レンズと、
前記第１マルチレンズアレイにおける光射出側と前記重畳レンズとの間に設けられ、前記光の一部を遮光する遮光部材と、
複数のサブ画素からなる画素を複数含む光変調装置と、
前記複数の画素各々に１対１で対応する複数のマイクロレンズを含むマイクロレンズアレイと、
前記光変調装置から射出される光を投射する投射光学装置と、を備える
プロジェクター。 A light source unit that emits light including at least a first color light and a second color light;
A first multi-lens array on which the light is incident;
A superimposing lens that is provided in a subsequent stage of the first multi-lens array and that allows the first color light and the second color light to enter different positions.
A light blocking member that is provided between the light exit side of the first multi-lens array and the superimposing lens and blocks a part of the light;
A light modulator including a plurality of pixels including a plurality of sub-pixels;
A microlens array including a plurality of microlenses corresponding to each of the plurality of pixels in a one-to-one relationship;
A projection optical device that projects light emitted from the light modulation device. 前記第１マルチレンズアレイにおける光射出側と前記重畳レンズとの間に設けられた偏光変換素子をさらに備える
請求項１に記載のプロジェクター。 The projector according to claim 1, further comprising a polarization conversion element provided between the light exit side of the first multi-lens array and the superimposing lens. 前記第１マルチレンズアレイの複数の第１小レンズにそれぞれ対応して配列された複数の第２小レンズを有する第２マルチレンズアレイをさらに備える
請求項１または２に記載のプロジェクター。 The projector according to claim 1, further comprising a second multi-lens array having a plurality of second small lenses arranged corresponding to the plurality of first small lenses of the first multi-lens array, respectively. 前記遮光部材は、前記第２マルチレンズアレイの光射出面と前記重畳レンズとの間に設けられる
請求項３に記載のプロジェクター。 The projector according to claim 3, wherein the light blocking member is provided between the light exit surface of the second multi-lens array and the superimposing lens. 前記遮光部材の平面形状は、前記複数の画素のうち一の画素において前記複数のサブ画素を格子状に区画する格子部の平面形状と同一である
請求項１から４のいずれか一項に記載のプロジェクター。 The planar shape of the light-shielding member is the same as the planar shape of a lattice part that divides the plurality of sub-pixels into a lattice pattern in one pixel of the plurality of pixels. Projector.

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