JP5447726B1 - Prism unit - Google Patents
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Abstract
【課題】プリズムユニット９３を構成する色分解合成プリズム８とＴＩＲプリズム７との間のエアギャップ領域を、非投影光の散乱を生じることなく防塵する。
【解決手段】防塵フィルタ２１は、ＴＩＲプリズム７と色分解合成プリズム８との間のエアギャップに配置されたカバープレート２２を備える。カバープレート２２には照明光と投影光を透過させるための開口２４が形成されている。シール部材２３Ａは、色分解合成プリズム８の青色プリズム８Ｂの全反射面８ｂの周縁部とカバープレート２２に当接する。シール部材２３Ａは、全反射面８ｂの非投影光を反射する領域に抜き部２５を備える。
【選択図】図１An air gap region between a color separation / combination prism (8) and a TIR prism (7) constituting a prism unit (93) is protected from dust without scattering non-projection light.
A dustproof filter includes a cover plate disposed in an air gap between a TIR prism and a color separation / combination prism. The cover plate 22 is formed with an opening 24 for transmitting illumination light and projection light. The seal member 23 </ b> A is in contact with the peripheral edge portion of the total reflection surface 8 b of the blue prism 8 </ b> B of the color separation / synthesis prism 8 and the cover plate 22. The seal member 23 </ b> A includes a cutout portion 25 in a region of the total reflection surface 8 b that reflects non-projection light.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）等の反射型表示素子を備える画像投影装置での使用に適したプリズムユニットに関する。 The present invention relates to a prism unit suitable for use in an image projection apparatus including a reflective display element such as a digital micromirror device (DMD).
デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）等の反射型表示素子を備える画像投影装置では、色分解合成プリズムと内部全反射プリズム（ＴＩＲプリズム）を組み合わせたプリズムユニットが使用される。照明光学系からの照明光はＴＩＲプリズムを介して色分解合成プリズムに入射する。色分解合成プリズムは、照明光を青色光、赤色光、及び緑色光に分解して個々の反射型表示素子に入射させる。また、反射型表示素子で反射された光は、色分解合成プリズムで合成された後にＴＩＲプリズムを介して投影光学系に出射されるか（投影光）、又は投影光学系から外れるように色分解合成プリズムから出射される（非投影光）。色分解合成プリズムとＴＩＲプリズムとの間のエアギャップ領域における汚れや異物の侵入防止は、この種のプリズムユニットの信頼性向上や長寿命化を図る上で重要である。具体的には、このエアギャップ領域における汚れや異物の侵入は、色分解合成プリズムの全反射を妨げ、ＴＩＲプリズムから色分解合成プリズムに入射する照明光及び色分解合成プリズムからＴＩＲプリズムに出射される投影光の光路の妨げとなるので、投影時間の経過に伴って投影画像の映像に悪影響を及ぼす。 In an image projection apparatus including a reflective display element such as a digital micromirror device (DMD), a prism unit that combines a color separation / synthesis prism and an internal total reflection prism (TIR prism) is used. Illumination light from the illumination optical system enters the color separation / combination prism via the TIR prism. The color separation / combination prism separates the illumination light into blue light, red light, and green light, and enters each of the reflective display elements. In addition, the light reflected by the reflective display element is synthesized by the color separation / combination prism and then emitted to the projection optical system via the TIR prism (projection light), or the color separation so as to be out of the projection optical system. The light is emitted from the combining prism (non-projection light). Prevention of dirt and foreign matter intrusion in the air gap region between the color separation / combination prism and the TIR prism is important for improving the reliability and extending the life of this type of prism unit. Specifically, intrusion of dirt or foreign matter in the air gap region prevents total reflection of the color separation / combination prism, and is emitted from the TIR prism to the color separation / combination prism and emitted from the color separation / combination prism to the TIR prism. This hinders the optical path of the projected light, which adversely affects the projected image as the projection time elapses.
特許文献１には、耐熱性、耐光性を有する柔軟なシールシーラントと板状のガラス板とによって色分解合成プリズムとＴＩＲプリズムとの間のエアギャップ領域を封止し、それによって異物の進入を防止する防塵構造が開示されている。 In Patent Document 1, the air gap region between the color separation / combination prism and the TIR prism is sealed by a flexible seal sealant having heat resistance and light resistance and a plate-like glass plate, thereby preventing foreign matter from entering. A dustproof structure to prevent is disclosed.
しかし、特許文献１の防塵構造では、色分解合成プリズム内で全反射される非投影光がシーラントに当たり、散乱される問題がある。色分解合成プリズム内で散乱した非投影光は投影映像中にいわゆるゴースト光として現れ、コントラストの低下等の映像品質の低下の原因となる。 However, in the dust-proof structure of Patent Document 1, there is a problem that non-projection light totally reflected in the color separation / combination prism hits the sealant and is scattered. The non-projection light scattered in the color separation / combination prism appears as so-called ghost light in the projected image, which causes a decrease in image quality such as a decrease in contrast.
本発明は、プリズムユニットを構成する色分解合成プリズムとＴＩＲプリズムとの間のエアギャップ領域を、非投影光の散乱を生じることなく防塵することを課題とする。 An object of the present invention is to prevent dust in an air gap region between a color separation / combination prism and a TIR prism constituting a prism unit without causing scattering of non-projection light.
本発明は、照明光を反射型表示素子に導くための内部全反射プリズムと、前記内部全反射プリズムから入射出面に入射する前記照明光を色分解して前記反射型表示素子に出射し、前記反射型表示素子で反射された投影光を合成して前記入射出面から前記内部全反射プリズムへ出射し、かつ前記反射型表示素子で反射された非投影光を前記入射出面から前記内部全反射プリズムを外れるように出射し、前記入射出面から入射する前記照明光を最初に色分解する第１の色分解面と、前記第１の色分解面で反射された光を全反射すると共に、前記反射型表示素子で反射された前記投影光と前記非投影光とを全反射する第１の全反射面とを有する第１の色プリズムブロックを備える色分解合成プリズムと、前記内部全反射プリズムと前記色分解合成プリズムとの間の隙間に配置され、少なくとも前記照明光及び前記投影光を通過させるように構成されたカバー部材と、前記色分解合成プリズムの前記入射出面及び前記第１の全反射面の周縁部と前記カバー部材とに当接し、かつ前記非投影光を散乱させないように構成されたシール部材とを有する、防塵フィルタとを備え、前記内部全反射プリズムの前記入射出面が、前記内部全反射プリズムの前記入射出面と対向する面よりも小さく、前記シール部材は、前記第１の全反射面の前記非投影光を反射する領域に抜き部を備える、プリズムユニットを提供する。 The present invention provides an internal total reflection prism for guiding illumination light to a reflection type display element, and color-separates the illumination light incident on the incident / exit surface from the internal total reflection prism and outputs it to the reflection type display element, The projection light reflected by the reflective display element is combined and emitted from the incident / exit surface to the internal total reflection prism, and the non-projection light reflected by the reflective display element is transmitted from the incident / exit surface to the internal total reflection prism. A first color separation surface that is emitted so as to deviate from the reflecting prism and first color-separates the illumination light incident from the incident / exit surface, and totally reflects the light reflected by the first color separation surface. A color separation / combination prism comprising a first color prism block having a first total reflection surface that totally reflects the projection light and the non-projection light reflected by the reflective display element; and the total internal reflection Prism and the color separation / synthesis unit A cover member that is arranged in a gap between the light source and the projection unit and configured to allow at least the illumination light and the projection light to pass therethrough, and the entrance and exit surfaces of the color separation / combination prism and the peripheral edge of the first total reflection surface And a dust-proof filter having a seal member configured to abut against the cover member and to prevent scattering of the non-projection light, and the incident / exit surface of the total internal reflection prism is Provided is a prism unit that is smaller than a surface of the reflecting prism that faces the entrance / exit surface, and wherein the seal member includes a cutout in a region of the first total reflection surface that reflects the non-projection light.
内部全反射プリズムと色分解合成プリズムとの間のエアギャップへの汚れや異物の侵入は、防塵フィルタによって防止される。防塵フィルタが備えるシール部材は非投影光を散乱させないように構成されているので、色分解合成プリズム内での非投影光の散乱は生じない。従って、色分解合成プリズム内での非投影光の散乱に起因する投影映像中のゴースト光の発生を防止でき、コントラスト等の映像品質を向上できる。 Dirt and foreign matter are prevented from entering the air gap between the internal total reflection prism and the color separation / combination prism. Since the seal member included in the dustproof filter is configured not to scatter non-projection light, the non-projection light does not scatter in the color separation / combination prism. Accordingly, it is possible to prevent the generation of ghost light in the projected image due to the scattering of the non-projection light in the color separation / combination prism, and the image quality such as contrast can be improved.
色分解合成プリズムの前記第１の全反射面のうち非投影光を反射する領域にはシール部材が存在しないので、シール部材による非投影光の散乱が生じない。 Since there is no sealing member in the region of the first total reflection surface of the color separation / combination prism that reflects the non-projection light, the non-projection light is not scattered by the seal member.
この構成によれば、色分解合成プリズムの第１の全反射面に入射した非投影光はシール部材の正反射部で正反射されるので、シール部材による非投影光の散乱が生じない。 According to this configuration, the non-projection light incident on the first total reflection surface of the color separation / combination prism is specularly reflected by the regular reflection portion of the seal member, so that the non-projection light is not scattered by the seal member.
一つの態様では、前記色分解合成プリズムの前記入射出面と前記第１の全反射面とは同一面である。 In one aspect, the entrance / exit surface of the color separation / combination prism and the first total reflection surface are the same surface.
具体的には、前記色分解合成プリズムは、前記第１の色分解面で色分解された一方の光をさらに色分解する第２の色分解面と、前記第１の色分解面とエアギャップを挟んで対向して前記第２の色分解面で反射された光を全反射する第２の全反射面とを有する第２の色プリズムブロックをさらに備え、前記カバー部材は、前記第１の全反射面と前記第２の全反射面とを覆うように配置されている。 Specifically, the color separation / combination prism includes a second color separation surface for further color-separating one of the lights separated by the first color separation surface, the first color separation surface, and an air gap. And a second color prism block having a second total reflection surface that totally reflects the light reflected by the second color separation surface while facing each other, and the cover member includes the first color prism block. It arrange | positions so that a total reflection surface and the said 2nd total reflection surface may be covered.
他の態様では、前記色分解合成プリズムは、前記第１の色プリズムブロックと前記内部全反射プリズムとの間に配置されて前記入射出面を有するプリズムブロックをさらに備える。 In another aspect, the color separation / combination prism further includes a prism block disposed between the first color prism block and the internal total reflection prism and having the incident / exit surface.
前記カバー部材に前記照明光及び前記投影光のみを通過させる開口が形成されている。 An opening that allows only the illumination light and the projection light to pass through is formed in the cover member.
この構成によれば、必要な光束である照明光及び投影光をプリズムユニットから取り出すことができる一方、不必要な光束はカバー部材により遮蔽されるので投影画像の明度やコントラストを向上できる。 According to this configuration, illumination light and projection light, which are necessary light fluxes, can be extracted from the prism unit. On the other hand, unnecessary light fluxes are shielded by the cover member, so that the brightness and contrast of the projected image can be improved.
本発明のプリズムユニットが備える防塵フィルタは非投影光を散乱させないように構成されたシール部材を有するので、内部全反射プリズムと色分解合成プリズムとの間のエアギャップにおける汚れや異物の侵入は防止しつつ、色分解合成プリズム内での非投影光の散乱とそれに起因する投影映像中のゴースト光の発生を防止し、コントラスト等の映像品質の向上を実現できる。 Since the dustproof filter provided in the prism unit of the present invention has a seal member configured not to scatter non-projection light, it prevents dirt and foreign matter from entering the air gap between the internal total reflection prism and the color separation / combination prism. However, it is possible to prevent the scattering of the non-projection light in the color separation / synthesis prism and the generation of ghost light in the projected image due to the scattering, thereby improving the image quality such as contrast.
（第１実施形態）
図１から図６を参照して本発明の第１実施形態に係るプリズムユニットを備える画像投影装置を説明する。
(First embodiment)
An image projection apparatus including a prism unit according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図３を参照すると、画像投影装置（プロジェクタ）９１は、照明光学系９２、プリズムユニット９３、反射型撮像素子の一例であって光変調を行うデジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）１４Ｂ，１４Ｒ，１４Ｇ（図３ではＤＭＤ１４Ｇのみを図示する。）、及び投影レンズを含む投影光学系９４を備える。プリズムユニット９３には後に詳述する防塵フィルタ２１が設けられている。図２及び図３では防塵フィルタ２１の図示は省略している。
Referring to FIG. 3, an image projection apparatus (projector) 91 is an example of an illumination
以下、照明光学系９２を説明する。１は超高圧水銀ランプより成る光源であり、白色光を発生させる。２は光源１を取り囲むように配置されるリフレクタであり、回転楕円面である反射面２ａを有している。光源１の後方には、ロッドインテグレータ３が長手方向が光軸に沿うように配置されている。リフレクタ２の反射面２ａの回転楕円面の一方の焦点位置に光源１が配置されており、光源１からの光は他方の焦点位置に集光されて、ロッドインテグレータ３一端の入射面３ａより入射する。ロッドインテグレータ３に入射した光は、内面反射を繰り返し、均一な光量分布となって他端の射出面３ｂより出射される。ロッドインテグレータ３の射出面３ｂ直後には集光レンズ４が配置されており、その後方にはリレー光学系５が配置されている。ロッドインテグレータ３から出射された光は、集光レンズ４で効率よくリレー光学系５に導かれ、後述するＴＩＲプリズム７の入射側に配置されたエントランスレンズ６を介してプリズムユニット９３に入射する。
Hereinafter, the illumination
以下、プリズムユニット９３について説明する。プリズムユニット９３は、照明光をＤＭＤ１４Ｂ，１４Ｒ，１４Ｇに導くための内部全反射プリズム（ＴＩＲプリズム）７と色分解合成プリズム８を備える。本実施形態におけるプリズムユニット９３は５ピースプリズムユニットである。つまり、ＴＩＲプリズム７が２個のプリズムブロック（第１及び第２プリズム７Ａ，７Ｂ）、色分解合成プリズム８が３個のプリズムブロック（青色プリズム８Ｂ、赤色プリズム８Ｒ、及び緑色プリズム８Ｇ）をそれぞれ備え、プリズムユニット９３は合計５個のプリズムブロックから構成されている。
Hereinafter, the
ＴＩＲプリズム７は、それぞれ略三角柱状の第１プリズム７Ａと第２プリズム７Ｂとから成っており、各プリズム斜面間にエアギャップ層が設けてある。ＴＩＲプリズム７によって、ＤＭＤ１４Ｂ，１４Ｒ，１４Ｇに対する入力光と出力光との分離が行われる。第１プリズム７Ａは、照明光学系９２のエントランスレンズ６から入射した照明光を、全反射面７ａで全反射させ、プリズム端面７ａ’から色分解合成プリズム８に出射する。
The
色分解合成プリズム８は、ＴＩＲプリズム７に隣接して（図１において上側で図３において右側）に配置されており、略三角柱状の青色プリズム（第１の色プリズムブロック）８Ｂ、赤色プリズム（第２の色プリズムブロック）８Ｒ、及び緑色プリズム８Ｇが組み合わされている。ＴＩＲプリズム７側からＤＭＤ１４Ｂ，１４Ｒ，１４Ｇ側に向けて、青色プリズム８Ｂ、赤色プリズム８Ｒ、及び緑色プリズム８Ｇの順で配置されている。青色プリズム８Ｂの全反射面８ｂ（本実施形態では色分解合成プリズム８全体としての入射出面としても機能する第１の全反射面）及び赤色プリズムの全反射面（第２の全反射面）８ｒのうち青色プリズム８Ｂの全反射面８ｂから露出している部分と第１プリズム７Ａのプリズム端面７ａ’（ＴＩＲプリズム７全体としての入射出面）との間にはエアギャップ層が設けられている。このエアギャップ層に防塵フィルタ２１が配置されている。また、青色プリズム８Ｂと赤色プリズム８Ｒとの間、及び赤色プリズム８Ｒと緑色プリズム８Ｇとの間にも、それぞれエアギャップ層が設けられている。
The color separation /
青色、赤色、及び緑色に対応する３個のＤＭＤ１４Ｂ，１４Ｒ，１４Ｇは、青色プリズム８Ｂのプリズム端面８ｂ''、赤色プリズム８Ｒのプリズム端面８ｒ''、及び緑色プリズム８Ｇのプリズム端面８ｇ’にそれぞれ対向して配置されている。ＤＭＤ１４Ｂ，１４Ｒ，１４Ｇはそれぞれが１画素に対応する多数のマイクロミラー（図示せず）を備える。個々のマイクロミラーの傾斜角度ないし姿勢は２つの状態に切換可能である。２つの状態のうちの一方の状態（オン状態）のマイクロミラーは、ＴＩＲプリズム７を介して投影光学系９４に向かう投影光となるように照明光を反射する。他方の状態（オフ状態）のマイクロミラーは、ＴＩＲプリズム７から外れた方向に向かう非投影光となるように照明光を反射する。
Three
以下、図１を参照して、照明光がＤＭＤ１４Ｂ，１４Ｒ，１４Ｇに達するまでの色分解合成プリズム８内の光路を説明する。ＴＩＲプリズム７のプリズム端面７ａ’から出射された照明光は、色分解合成プリズム８全体の入射出面としての青色プリズム８Ｂの全反射面８ｂの領域Ａ１（図５）から色分解合成プリズム８へ入射する。次に、照明光は青色プリズム８Ｂ内部のダイクロイック面（第１の色分解面）８ｂ’で青色の光と赤色と緑色を含む光に色分解される。具体的には、青色の光はダイクロイック面８ｂ’で反射され、残りの赤色と緑色を含む光はダイクロイック面８ｂ’を透過する。ダイクロイック面８ｂ’で反射された青色の光は，全反射面８ｂの領域Ａ２（図５）でさらに全反射され、プリズム端面８ｂ''より出射されてＤＭＤ１４Ｂに到達する。一方、ダイクロイック面８ｂ’を透過した赤色と緑色を含む光のうち、赤色の光は赤色プリズム８Ｒのダイクロイック面（第２の色分解面）８ｒ’で反射され，緑色の光はダイクロイック面８ｒ’を透過する。ダイクロイック面８ｒ’で反射した赤色の光は，青色プリズム８Ｂのダイクロイック面８ｂ’とエアギャップを挟んで対向する赤色プリズム８Ｒの全反射面８ｒの領域Ａ８（図５に一部のみを図示する）で全反射され、プリズム端面８ｒ''より出射されてＤＭＤ１４Ｒに到達する。ダイクロイック面８ｂ’を透過した緑色の光は、ダイクロイック面８ｒ’を透過して面８ｇからプリズム８Ｇに入射した後、プリズム端面８ｇ’より出射されて、ＤＭＤ１４Ｇに到達する。
Hereinafter, the optical path in the color separation /
以下、図１を参照して、ＤＭＤ１４Ｂ，１４Ｒ，１４Ｇに到達した光がマイクロミラーによって反射された後の光路を説明する。まず、投影光の光路を説明する。
Hereinafter, the optical path after the light that has reached the
ＤＭＤ１４Ｂに入射してオン状態のマイクロミラーで反射された青色の光は、プリズム端面８ｂ''から青色プリズム８Ｂへ入射する。青色プリズム８Ｂに入射した青色の投影光は、青色プリズム８Ｂ内部の全反射面８ｂの領域Ａ４（図５）で全反射された後、ダイクロイック面８ｂ’で反射される。そして、色分解合成プリズム８全体の入射出面としての全反射面８ｂの領域Ａ５（図５）から出射される。プリズム端面８ｂの領域Ａ５から出射された青色の投影光はＴＩＲプリズム７を透過し、投影光学系９４を経て図示しないスクリーン上に投影される。
The blue light incident on the
ＤＭＤ１４Ｒに入射してオン状態のマイクロミラーで反射された赤色の光は、プリズム端面８ｒ''から赤色プリズム８Ｒへ入射する。赤色プリズム８Ｒに入射した赤色の投影光は、赤色プリズム８Ｒ内部の全反射面８ｒの領域Ａ９（図５に一部のみを図示する）で全反射された後、ダイクロイック面８ｒ’で反射される。そして、色分解合成プリズム８全体の入射出面としての全反射面８ｂの領域Ａ５（図５）から出射される。全反射面８ｂの領域Ａ５から出射された赤色の投影光はＴＩＲプリズム７を透過し、投影光学系を経てスクリーン上に投影される。
The red light incident on the
ＤＭＤ１４Ｇに入射してオン状態のマイクロミラーで反射された緑色の光は、プリズム端面８ｇ’から緑色プリズム８Ｇへ入射する。緑色プリズム８Ｇに入射した緑色の投影光は、緑色プリズム８Ｇ、赤色プリズム８Ｒ、及び青色プリズム８Ｂの中を順に透過し，色分解合成プリズム８全体の入射出面としての全反射面８ｂの領域Ａ５から出射される。全反射面８ｂの領域Ａ５から出射された緑色の投影光は、ＴＩＲプリズム７を透過し、投影光学系９４を経てスクリーン上に投影される。
The green light that has entered the
次に、非投影光の光路を説明する。 Next, the optical path of non-projection light will be described.
ＤＭＤ１４Ｂに入射してオフ状態のマイクロミラーで反射された青色の光は、プリズム端面８ｂ''から青色プリズム８Ｂへ入射する。青色プリズム８Ｂに入射した青色の非投影光は、青色プリズム８Ｂ内部の全反射面８ｂの領域Ａ６（図５）で全反射された後、ダイクロイック面８ｂ’で反射される。そして、色分解合成プリズム８全体の入射出面としての全反射面８ｂの領域Ａ７（図５）から出射される。出射された青色の非投影光の光路は、ＴＩＲプリズム７を上方に外れる。
The blue light incident on the
ＤＭＤ１４Ｒに入射してオフ状態のマイクロミラーで反射された赤色の光は、プリズム端面８ｒ''から赤色プリズム８Ｒへ入射する。赤色プリズム８Ｒへ入射した赤色の非投影光は、赤色プリズム８Ｒ内部の全反射面８ｒ’の領域Ａ１０（図５に一部のみを示す）で全反射された後、ダイクロイック面８ｒ’で反射される。そして、色分解合成プリズム８全体の入射出面としての全反射面８ｂの領域Ａ７（図５）から出射される。出射された赤色の非投影光の光路は、ＴＩＲプリズム７を上方に外れる。
The red light incident on the
ＤＭＤ１４Ｇに入射してオフ状態のマイクロミラーで反射された緑色の光は、プリズム端面８ｇ’から緑色プリズム８Ｇへ入射する。緑色プリズム８Ｇへ入射した緑色の非投影光は、緑色プリズム８Ｇ、赤色プリズム８Ｒ、及び青色プリズム８Ｂの中を順に透過し，色分解合成プリズム８全体の入射出面としての全反射面８ｂの領域Ａ７（図５）から出射される。出射された緑色の非投影光の光路は、ＴＩＲプリズム７を上方に外れる。
The green light that is incident on the
次に、防塵フィルタ２１について説明する。図１を参照すると、防塵フィルタ２１はＴＩＲプリズム７の入射出面（第１プリズム７Ａのプリズム端面７ａ’）と、色分解合成プリズム８の青色プリズム８Ｂの全反射面８ｂ（本実施形態では色分解合成プリズム８全体としての入射出面としても機能する）及び赤色プリズム８Ｒの全反射面８ｒ（青色プリズム８Ｂの全反射面８ｂから露出している部分）との間に配置されている。図４Ａ及び４Ｂを併せて参照すると、本実施形態における防塵フィルタ２１は、カバープレート（カバー部材）２２と、シール部材２３Ａ，２３Ｂから構成されている。カバープレート２２の一方の面２２ａと青色プリズム８Ｂの全反射面８ｂ及び赤色プリズム８Ｒの全反射面８ｒとの間には、隙間がある。この隙間に配置されたシール部材２３Ａは、カバープレート２２の一方の面２２ａと全反射面８ｂ，８ｒの両方に当接するように設けられている。カバープレート２２の他方の面２２ｂとＴＩＲプリズム７の第１プリズム７Ａのプリズム端面７ａ’との間には隙間がある。この隙間に配置されたシール部材２３Ｂは、カバープレート２２の面２２ｂとプリズム端面７ａ’の両方に当接するように設けられている。シール部材２３Ａ，２３Ｂとしては、十分な耐熱性、耐光性、及び密着性等を有するシールシーラントやシーラントテープを使用できる。
Next, the
本実施形態のカバープレート２２は、一端（図において左端部付近）が折れ曲がった板状であり、色分解合成プリズム８の青色プリズム８Ｂの全反射面８ｂと赤色プリズム８Ｒの全反射面８ｒの一部の図において下側部分を覆っている。カバープレート２２は全反射面８ｂ，８ｒやプリズム端面７ａ’と接触しない状態を確実に維持できる程度の強度を有していれば、材質は特に限定されない。具体的には、アルミニウム等の金属、樹脂、ガラス等をカバープレート２２の材料として採用できる。また、カバープレート２２は不透明でも透明でもよい。カバープレート２２を不透明とすれば防塵効果に加え、後に詳述する不必要な光束を遮蔽する効果が得られる。カバープレート２２を透明とした場合でも、防塵効果は得られる。本実施形態では、カバープレート２２は不透明である。例えば、アルミニウム板にアルマイト処理や黒色の塗装を施したものを、本実施形態における不透明のカバープレート２２として使用できる。
The
前述のように本実施形態におけるカバープレート２２は不透明であるので、ＴＩＲプリズム７と色分解合成プリズム８の間のエアギャップを通過する光束を妨げないように、寸法及び形状が設定されている。具体的には、図５を参照すると、カバープレート２２の上端は、青色、赤色、及び緑色の非投影光が色分解合成プリズム８から外部へ出射される出口である青色プリズム８Ｂの全反射面８ｂの領域Ａ７よりも下側に位置している。また、カバープレート２２には板厚方向に貫通する開口２４が形成されている。この開口２４は、ＴＩＲプリズム７からの照明光が色分解合成プリズム８に入射する入口である青色プリズム８Ｂの全反射面８ｂの領域Ａ１及び、色分解合成プリズム８からＴＩＲプリズム７へ出射される青色、赤色、及び緑色の投影光の出口となる青色プリズム８Ｂの全反射面８ｂの領域Ａ５を含むように寸法及び形状が設定されている。詳細には、照明光や投影光の光軸方向から見て領域Ａ１，Ａ５に開口２４の縁部が重ならない。カバープレート２２の下端は、色分解合成プリズム８の全反射面８ｂ，８ｒとほぼ一致している。
As described above, since the
図４Ｂ及び図５に最も明瞭に示すように、カバープレート２２の面２２ａと色分解合成プリズム８の全反射面８ｂ，８ｒと間に介在するシール部材２３Ａは、全体として細幅の矩形枠状である。より具体的には、シール部材２３Ａは、全反射面８ｂの図において右側の周縁部、全反射面８ｂと全反射面８ｒ（全反射面８ｂから露出している部分）の下端側の周縁部、及び全反射面８ｒの図において左側の周縁部に沿ってそれぞれ配置された部分に加え、全反射面８ｂと全反射面８ｒ（全反射面８ｂから露出している部分）の中央付近を横切るように配置された部分を有している。
As shown most clearly in FIGS. 4B and 5, the
前述のように、ＤＭＤ１４Ｂで反射されて色分解合成プリズム８に入射する青色の非投影光は、青色プリズム８Ｂ内部の全反射面８ｂの領域Ａ６（図５）で全反射される。シール部材２３Ａ（全反射面８ｂを横切るように配置された部分）は、この領域Ａ６の部分には設けられていない。言い換えれば、シール部材２３Ａは無端状ではなく、領域Ａ６の部分に抜き部２５を有している。
As described above, the blue non-projection light reflected by the
図４Ａ及び図４Ｂを参照すると、カバープレート２２の面２２ｂとＴＩＲプリズム７のプリズム端面７ａ'と間に介在するシール部材２３Ｂは、全体として細幅の矩形枠状ある。より具体的には、シール部材２３Ａはプリズム端面７ａ'の図において左右両側及び上下両側の周縁部に沿って配置された部分を有する無端状である。
4A and 4B, the
本実施形態における防塵フィルタ２１は、以下の特徴を有する。
The
まず、ＴＩＲプリズム７（プリズム端面７ａ’）と色分解合成プリズム８（全反射面８ｂ，８ｒ）との間のエアギャップのうち、色分解合成プリズム８（全反射面８ａ，８ｒ）側は、カバープレート２２の面２２ａとシール部材２３Ａによって抜き部２５を除いて封止されている。また、ＴＩＲプリズム７と色分解合成プリズム８との間のエアギャップのうち、ＴＩＲプリズム７（プリズム端面７ａ’）側は、カバープレート７の面２２ｂと無端状のシール部材２３Ｂによって封止されている。従って、ＴＩＲプリズム７と色分解合成プリズム８との間のエアギャップへの汚れや異物の侵入と、それに起因する色分解合成プリズム８の全反射面８ａ，８ｒやＴＩＲプリズム７のプリズム端面７ａ’への汚れや異物の付着を防止できる。
First, of the air gap between the TIR prism 7 (
カバープレート２２の面２２ａと色分解合成プリズム８の全反射面８ｂ，８ｒと間に介在するシール部材２３Ａには、全反射面８ｂのうち非投影光が全反射される全反射面８ｂの領域Ａ６（図５）の部分に抜き部２５を設けている。この抜き部２５があるため、非投影光がシール部材２３Ａに当たらず、色分解合成プリズム８（青色プリズム８Ｂ）内での非投影光の散乱が生じない。従って、色分解合成プリズム８内での非投影光の散乱に起因する投影映像中のゴースト光の発生を防止でき、コントラスト等の映像品質を向上できる。
The
以上のように、本実施形態の防塵フィルタ２１は、ＴＩＲプリズム７と色分解合成プリズム８との間のエアギャップにおける汚れや異物の侵入を防止しつつ、色分解合成プリズム８内での非投影光の散乱とそれに起因する投影映像中のゴースト光の発生を防止できる。
As described above, the
カバープレート２２は、開口２４を設けているので、ＴＩＲプリズム７から色分解合成プリズム８に入射する照明光（領域Ａ１）と色分解合成プリズム８からＴＩＲプリズム７や出射される投影光（領域Ａ５）を通過させるが、それ以外の不必要な光束を遮蔽する。従って、投影画像の明度やコントラストを向上できる。
Since the
ＴＩＲプリズム７の入射出面（第１プリズム７Ａのプリズム端面７ａ’）と、色分解合成プリズム８（入射出面として機能する青色プリズム８Ｂの全反射面８ｂと、赤色プリズム８Ｒの全反射面８ｒの一部）との間のエアギャップは約１ｍｍ程度であるため、シール部材２３Ａ，２３Ｂのみでこのエアギャップを封止するのは困難である。しかし、シール部材２３Ａ，２３Ｂのみでなくある程度の強度を有するカバープレート２２を採用することで、ＴＩＲプリズム７と色分解合成プリズム８の間のエアギャップを防塵フィルタ２１で容易に埋めることができる。カバープレート２２の厚みは、ＴＩＲプリズム７と色分解合成プリズム８の間のエアギャップ（約１ｍｍ程度）より小さく設定される。好適には、カバープレート２２の厚みは０．５ｍｍ程度に設定される。
An incident / exit surface of the TIR prism 7 (
（第２実施形態）
図６に示す本発明の第２実施形態では、カバープレート２２の面２２ａと色分解合成プリズム８の全反射面８ｂ，８ｒと間に介在するシール部材２３Ａに抜き部２５（図４Ｂ及び図５参照）を設けていない。しかし、本実施形態では、シール部材２３Ａの表面について光を正反射するよう材質等を設定している。そのため、全反射面８ｂの領域Ａ６（図５）の部分に入射する非投影光は、シール部材２３Ａで正反射され、散乱しない。従って、色分解合成プリズム８内での非投影光の散乱に起因する、投影映像中のゴースト光の発生を防止でき、コントラスト等の映像品質を向上できる。シール部材２３Ａのうち全反射面８ｂの領域Ａ６（図５）を横切る部分のみが光を正反射する正反射部であればよく、シール部材２３Ａの全体が光を正反射する特性を有する必要はない。
(Second Embodiment)
In the second embodiment of the present invention shown in FIG. 6, the punching portion 25 (FIGS. 4B and 5) is formed in the
第２実施形態のその他の構成及び作用は第１実施形態と同様であるので、同一の要素には同一の符号を付して説明を省略する。 Since other configurations and operations of the second embodiment are the same as those of the first embodiment, the same elements are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
（第３実施形態）
図７及び図８は本発明の第３実施形態を示す。本実施形態では、カバープレート２２は青色プリズム８Ｂの全反射面８ｂ（色分解合成プリズム８全体としての入射出面としても機能する）及び赤色プリズムの全反射面８ｒのうち全反射面８ｂから露出している部分の全領域を覆っている。具体的には、カバープレート２２の図において上端は全反射面８ｂ，８ｒの上端に位置している。カバープレート２２には前述した青色、赤色、及び緑色の非投影光が色分解合成プリズム８から外部へ出射される出口となる青色プリズム８Ｂの領域Ａ７の部分に開口２４’を設けている。カバープレート２２が全反射面８ｂ，８ｒの全領域を覆っているが、この開口２４’を設けたことにより色分解合成プリズム８から外部へ出射される非投影光の光路は妨げられない。また、第１実施形態と同様に、カバープレート２２には開口２４を設けているので、照明光（領域Ａ１）や投影光（領域Ａ５）の光路は妨げられない。一方、照明光（領域Ａ１）、投影光（領域Ａ５）、及び非投影光（領域Ａ７）以外の不必要な光束はカバープレート２２で遮蔽する。従って、投影画像の明度やコントラストをさらに向上できる。
(Third embodiment)
7 and 8 show a third embodiment of the present invention. In the present embodiment, the
カバープレート２２の面２２ａと色分解合成プリズム８の全反射面８ｂ，８ｒと間に介在するシール部材２３Ａは、全反射面８ｂ，８ｒの周縁部全体に沿って配置された無端状である。全反射面８ｂのうち非投影光が全反射される領域Ａ６はシール部材２３Ａで囲まれた領域内に位置している。従って、シール部材２３Ａによって非投影光の散乱が生じることはない。
The
第３実施形態のその他の構成及び作用は第１実施形態と同様であるので、同一の要素には同一の符号を付して説明を省略する。 Since other configurations and operations of the third embodiment are the same as those of the first embodiment, the same elements are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
図９Ａから図１４Ｂは第１実施形態のカバープレート２２に関する種々の代案を示す。これらの代案は第３実施形態のように色分解合成プリズム８の全反射面８ｂ，８ｒ全体を覆うカバープレート２２にも適用できる。
9A to 14B show various alternatives related to the
図９Ａ及び図９Ｂに示す代案では、カバープレート２２のＴＩＲプリズム７側の面２２ｂに３個の突起２７を設けている。これらの突起２７の先端に第１プリズム７Ａのプリズム端面７ａ’が当接することで、カバープレート２２とＴＩＲプリズム７との間の隙間が確保されている。カバープレート２２とＴＩＲプリズム７との間の隙間は、図示しないシール部材で封止してもよい。突起２７の個数は３個以上であれば特に限定されない。
In the alternative shown in FIGS. 9A and 9B, three
図１０Ａ及び図１０Ｂに示す代案では、カバープレート２２のＴＩＲプリズム７側の面２２ｂに無端状の突条３１を設けている。この突条３１はＴＩＲプリズム７の第１プリズム７Ａのプリズム端面７ａ’の周縁部に対応する形状で設けられている。この突条３１の先端に第１プリズム７Ａのプリズム端面７ａ’が当接することで、カバープレート２２とＴＩＲプリズム７との間の隙間が確保されている。突条３１の先端を第１プリズム７Ａのプリズム端面７ａ’に接着してもよいし、突条３１の先端とプリズム端面７ａ’との間にシール部材を介在させてもよい。
In the alternative shown in FIGS. 10A and 10B, an
図１１Ａ及び図１１Ｂに示す代案では、カバープレート２２の色分離プリズム８側の面２２ａに３個の突起２８を設けている。これらの突起２８の先端に青色プリズム８Ｂの全反射面８ｂと赤色プリズム８Ｒの全反射面８ｒが当接することで、カバープレート２２と色分離プリズム８との隙間が確保されている。カバープレート２２と色分離プリズム８との間の隙間図示しないシール部材で封止してもよい。突起２８の個数は３個以上であれば特に限定されない。
In the alternative shown in FIGS. 11A and 11B, three
図１２Ａ及び図１２Ｂに示す代案では、カバープレート２２の色分離プリズム８側の面２２ａに突条３２を設けている。この突条３２は青色プリズム８Ｂの全反射面８ｂと赤色プリズム８Ｒの全反射面８ｒの周縁部に対応する形状で設けられている。この突状の先端に全反射面８ｂ，８ｒが当接することで、カバープレート２２と色分離プリズム８との隙間が確保されている。突条３２の先端は全反射面８ｂ，８ｒに接着してもよいし、突条３２の先端とプリズム端面７ａ’との間にシール部材を介在させてもよい。突条３２には、非投影光の散乱を防止するために、全反射面８ｂの領域Ａ６（図５）の部分に抜き部３２ａを設けている。
In the alternative shown in FIGS. 12A and 12B, the
図１３Ａ及び図１３Ｂに示す代案では、カバープレート２２の両面２２ａ，２２ｂに突起２７，２８を設けている。図１４Ａ及び図１４Ｂに示す代案では、カバープレート２２の両面２２ａ，２２ｂに突条３１，３２を設けている。
In the alternative shown in FIGS. 13A and 13B, the
（第４実施形態）
図１５から図１９は本発明の第４実施形態に係るプリズムユニット９３’を示す。このプリズムユニット９３’を備えるプロジェクタの全体構成は図３を参照して説明した第１実施形態の場合と同様である（図２参照）。
(Fourth embodiment)
15 to 19 show a
本実施形態におけるプリズムユニット９３’は、６ピースプリズムユニットである。つまり、ＴＩＲプリズム７が２個のプリズムブロック（第１及び第２プリズム７Ａ，７Ｂ）、色分解合成プリズム８’が４個のプリズムブロックをそれぞれ備え、プリズムユニット９３’は合計６個のプリズムブロックから構成されている。ＴＩＲプリズム７の構成は第１実施形態と同様である。
The
本実施形態の色分解合成プリズム８’は、略三角柱状の青色プリズム８Ｂ、赤色プリズム８Ｒ、緑色プリズム８Ｇ、及びＴＩＲプリズム７からの照明光をこれらの色プリズム８Ｂ〜８Ｇに入射させると共に、これらの色プリズム８Ｂ〜８Ｇからの投影光と非投影光を出射する第４のプリズム９が組み合わされている。ＴＩＲプリズム７側からＤＭＤ１４Ｒ，１４Ｂ，１４Ｇに向けて、プリズム９、赤色プリズム（第１の色プリズムブロック）８Ｒ、青色プリズム８Ｂ、及び緑色プリズム８Ｇの順で配置されている。ＴＩＲプリズム７（第１プリズム７Ａ）のプリズム端面７ａ’（ＴＩＲプリズム７全体としての入射出面）とプリズム９のプリズム端面のうち面９ｒとが、エアギャップ層を挟んで対向している。プリズム９の面９ｒは色分解合成プリズム８’全体としての入射出面を構成する。
The color separation /
本実施形態のプリズムユニット９３’のような６ピースプリズムユニットでは、色分解合成プリズムがもつダイクロイック面は、通常、入射角や偏光によって特性が異なる入射角依存性、偏光依存性を持つ。図２３は５ピースプリズムユニットである第１実施形態のプリズムユニット９３と、６ピースプリズムユニットである本実施形態のプリズムユニット９３’におけるダイクロイック面に対する照明光の入射角度を示す。図２３では、プリズムユニット９３（５ピースプリズムユニット）について、照明光の青色プリズム８Ｂのダイクロイック面８ｂ’に対する入射角度（１回目の入射角度）をα５Ａ、赤色プリズム８Ｒのダイクロイック面８ｒ’に対する入射角度（２回目の入射角度）をα５Ｂで示す。また、図２３では、プリズムユニット９３’について、照明光の赤色プリズム８Ｒのダイクロイック面８ｒ’に対する入射角度（１回目の入射角度）をα６Ａ、青色プリズム８Ｂのダイクロイック面８ｂ’に対する入射角度（２回目の入射角度）をα６Ｂで示す。入射角度α５Ａ〜α６Ｂの間では、α５Ａ＞α６Ａ，α６Ｂ＞α５Ｂという関係がある。つまり、５ピースプリズムユニット（プリズムユニット９３）に対し、６ピースプリズムユニット（プリズムユニット９３’）では、照明光が２回目にダイクロイック面に入射する角度は多少大きくなるが、照明光が最初にダイクロイック面に入射する光の角度を小さくでき、色純度の改善が実現される。
In the 6-piece prism unit such as the
以下、図１８を参照して、照明光がＤＭＤ１４Ｂ，１４Ｒ，１４Ｇに達するまでの色分解合成プリズム８’内の光路を説明する。ＴＩＲプリズム７のプリズム端面７ａ’から出射された照明光は、色分解合成プリズム８’全体の入射出面としてのプリズム９の面９ｒの領域Ａ１（図１９）から色分解合成プリズム８’へ入射する。次に、照明光はプリズム９のプリズム端面のうちの面９ｒ’を透過して全反射面８ｒから赤色プリズム８Ｒに入射する。次に、照明光は赤色プリズム８Ｒ内部のダイクロイック面（第１の色分解面）８ｒ’で赤色の光と青色と緑色を含む光に色分解される。具体的には、赤色の光はダイクロイック面８ｒ’で反射され、残りの青色と緑色を含む光はダイクロイック面８ｒ’を透過する。ダイクロイック面８ｒ’で反射された赤色の光は，全反射面８ｒの領域Ａ８（図１８）で全反射され、プリズム端面８ｒ''より出射されてＤＭＤ１４Ｒに到達する。一方、ダイクロイック面８ｒ’を透過した青色と緑色を含む光のうち、青色の光は青色プリズム８Ｂのダイクロイック面（第２の色分解面）８ｂ’で反射され，緑色の光はダイクロイック面８ｂ’を透過する。ダイクロイック面８ｂ’で反射した青色の光は，赤色プリズム８Ｒのダイクロイック面８ｒ’とエアギャップを挟んで対向する青色プリズム８Ｂの全反射面８ｂで全反射され、プリズム端面８ｂ''より出射されてＤＭＤ１４Ｂに到達する。ダイクロイック面８ｂ’を透過した緑色の光は、面８ｇからプリズム８Ｇに入射した後、プリズム端面８ｇ’より出射されて、ＤＭＤ１４Ｇに到達する。
Hereinafter, the optical path in the color separation / synthesis prism 8 'until the illumination light reaches the
以下、図１を参照して、ＤＭＤ１４Ｒ，１４Ｂ，１４Ｇのオン状態のマイクロミラーで反射された投影光の光路を説明する。
Hereinafter, the optical path of the projection light reflected by the on-state micromirrors of the
ＤＭＤ１４Ｒに入射してオン状態のマイクロミラーで反射された赤色の光は、プリズム端面８ｒ''から赤色プリズム８Ｒへ入射する。赤色プリズム８Ｒに入射した赤色の投影光は、赤色プリズム８Ｒ内部の全反射面８ｒの領域Ａ９（図１９）で全反射された後、ダイクロイック面８ｒ’で反射され、面９ｒ’からプリズム９に入射する。そして、赤色の投影光は色分解合成プリズム８’全体の入射出面としての面９ｒの領域Ａ５（図１９）から出射される。面９ｒの領域Ａ５から出射された赤色の投影光は、ＴＩＲプリズム７を透過し、投影光学系９４を経て図示しないスクリーン上に投影される。
The red light incident on the
ＤＭＤ１４Ｂに入射してオン状態のマイクロミラーで反射された青色の光は、プリズム端面８ｂ''から青色プリズム８Ｂへ入射する。青色プリズム８Ｂに入射した青色の投影光は、青色プリズム８Ｂ内部の全反射面８ｂで全反射された後、ダイクロイック面８ｂ’で反射され、赤色プリズム８Ｒを介して面９ｒ’からプリズム９に入射する。そして、青色の投影光は色分解合成プリズム８’全体の入射出面としての面９ｒの領域Ａ５（図１９）から出射される。面９ｒの領域Ａ５から出射された青色の投影光は、ＴＩＲプリズム７を透過し、投影光学系９４を経て図示しないスクリーン上に投影される。
The blue light incident on the
ＤＭＤ１４Ｇに入射してオン状態のマイクロミラーで反射された緑色の光は、プリズム端面８ｇ’から緑色プリズム８Ｇへ入射する。緑色プリズム８Ｇに入射した緑色の投影光は、緑色プリズム８Ｇ、青色プリズム８Ｂ、及び赤色プリズム８Ｒの中を順に透過し，面９ｒ’からプリズム９に入射する。そして、緑色の投影光は色分解合成プリズム８’全体の入射出面としての面９ｒの領域Ａ５（図１９）から出射される。面９ｒの領域Ａ５から出射された緑色の投影光は、ＴＩＲプリズム７を透過し、投影光学系９４を経て図示しないスクリーン上に投影される。
The green light that has entered the
次に、図１を参照して、ＤＭＤ１４Ｒ，１４Ｂ，１４Ｇのオフ状態のマイクロミラーで反射された非投影光の光路を説明する。
Next, the optical path of the non-projection light reflected by the micromirrors in the off state of the
ＤＭＤ１４Ｒに入射してオフ状態のマイクロミラーで反射された赤色の光は、プリズム端面８ｒ''から赤色プリズム８Ｒへ入射する。赤色プリズム８Ｒに入射した赤色の非投影光は、赤色プリズム８Ｒ内部の全反射面８ｒの領域Ａ１０（図１９）で全反射された後、ダイクロイック面８ｒ’で反射され、面９ｒ’からプリズム９に入射する。そして、赤色の非投影光は、色分解合成プリズム８’全体の入射出面としての面９ｒの領域Ａ７（図１９）から出射される。出射された赤色の非投影光の光路は、ＴＩＲプリズム７を上方に外れる。
The red light incident on the
ＤＭＤ１４Ｂに入射してオフ状態のマイクロミラーで反射された青色の光は、プリズム端面８ｂ''から青色プリズム８Ｂへ入射する。青色プリズム８Ｂに入射した青色の非投影光は、青色プリズム８Ｂ内部の全反射面８ｂで全反射された後、ダイクロイック面８ｂ’で反射され、赤色プリズム８Ｒを介して面９ｒ’からプリズム９に入射する。そして、青色の非投影光は、色分解合成プリズム８’全体の入射出面としての面９ｒの領域Ａ７（図１９）から出射される。出射された青色の非投影光の光路は、ＴＩＲプリズム７を上方に外れる。
The blue light incident on the
ＤＭＤ１４Ｇに入射してオフ状態のマイクロミラーで反射された緑色の光は、プリズム端面８ｇ’から緑色プリズム８Ｇへ入射する。緑色プリズム８Ｇへ入射した緑色の非投影光は、緑色プリズム８Ｇ、青色プリズム８Ｂ、及び赤色プリズム８Ｒの中を順に透過し，面９ｒ’からプリズム９に入射する。そして、緑色の非投影光は、色分解合成プリズム８’全体の入射出面としての面９ｒの領域Ａ７（図１９）から出射される。出射された緑色の非投影光の光路は、ＴＩＲプリズム７を上方に外れる。
The green light that is incident on the
次に、防塵フィルタ２１’について説明する。色分解合成プリズム８’が備えるプリズム９の面９ｒ（色分解合成プリズム８’全体としての入出射端面）とＴＩＲプリズム７が備える第１プリズム７Ａのプリズム端面７ａ’（ＴＩＲプリズム７全体としての入出射端面）との間のエアギャップ層に、防塵フィルタ２１’が配置されている。また、防塵フィルタ２１’は赤色プリズム８Ｒの全反射面８ｒ（第１の全反射面）のうちプリズム９の面９ｒから露出している部分を覆っている。図１８を併せて参照すると、本実施形態における防塵フィルタ２１’は、カバープレート（カバー部材）２２と、シール部材２３Ａ，２３Ｂから構成されている。カバープレート２２の一方の面２２ａとプリズム９の面９ｒ及び赤色プリズム８Ｒの全反射面８ｒとの間の隙間にシール部材２３Ａが配置されている。このシール部材２３Ａはカバープレート２２の一方の面２２ａに当接する。また、シール部材２３Ａは、プリズム９の面９ｒと赤色プリズム８Ｒの全反射面８ｒ（プリズム９の面９ｒから露出している部分）に当接している。カバープレート２２の他方の面２２ｂとＴＩＲプリズム７の第１プリズム７Ａのプリズム端面７ａ’との間の隙間にはシール部材２３Ｂが配置されている。このシール部材２３Ｂは、カバープレート２２の面２２ｂとプリズム端面７ａ’の両方に当接する。シール部材２３Ａ，２３Ｂとしては、十分な耐熱性、耐光性、及び密着性等を有するシールシーラントやシーラントテープを使用できる。
Next, the dustproof filter 21 'will be described. The
本実施形態のカバープレート２２は、一端（図において左端部付近）が折れ曲がった板状であり、色分解合成プリズム８’のプリズム９の面９ｒと赤色プリズム８Ｒの全反射面８ｒの一部の図において下側部分を覆っている。カバープレート２２の材質、強度、透光性について第１実施形態の場合と同様である。本実施形態では、カバープレート２２は不透明である。
The
前述のように本実施形態におけるカバープレート２２は不透明であるので、ＴＩＲプリズム７と色分解合成プリズム８’の間のエアギャップを通過する光束を妨げないように、寸法及び形状が設定されている。具体的には、図１９を参照すると、カバープレート２２の上端は、青色、赤色、及び緑色の非投影光が色分解合成プリズム８’から外部へ出射される出口であるプリズム９の面９ｒの領域Ａ７よりも下側に位置している。また、カバープレート２２には板厚方向に貫通する開口２４が形成されている。この開口２４は、ＴＩＲプリズム７からの照明光が色分解合成プリズム８’に対して入射する入口であるプリズム９の面９ｒの領域Ａ１と、色分解合成プリズム８’からＴＩＲプリズム７へ出射される投影光の出口であるプリズム９の面９ｒの領域Ａ５を含むように寸法及び形状が設定されている。詳細には、照明光や投影光の光軸方向から見て領域Ａ１，Ａ５に開口２４の縁部が重ならない。カバープレート２２の下端は、色分解合成プリズム８’の面９ｒ及び全反射面８ｒとほぼ一致している。
As described above, since the
図１８及び図１９に最も明瞭に示すように、カバープレート２２の面２２ａと色分解合成プリズム８’の面９ｒと全反射面８ｒとの間に介在するシール部材２３Ａは、全体として細幅の矩形枠状である。より具体的には、シール部材２３Ａは、全反射面８ｒ（面９ｒから露出している部分）の図において右側の周縁部、面９ｒと全反射面８ｒ（面９ｒから露出している部分）の下端側の周縁部、及び面９ｒの図において左側の周縁部に沿ってそれぞれ配置された部分に加え、面９ｒと全反射面８ｒ（面９ｒから露出している部分）の中央付近を横切るように配置された部分を有している。
As shown most clearly in FIGS. 18 and 19, the
前述のように、ＤＭＤ１４Ｒで反射されて色分解合成プリズム８’に入射する赤色の非投影光は、赤色プリズム８Ｒ内部の全反射面８ｒの領域Ａ１０（図１９）で全反射される。シール部材２３Ａ（全反射面８ｂを横切るように配置された部分）は、この領域Ａ１０の部分には設けられていない。言い換えれば、シール部材２３Ａは無端状ではなく、領域Ａ１０の部分に抜き部２５を有している。
As described above, the red non-projection light reflected by the
図１８を参照すると、カバープレート２２の面２２ｂとＴＩＲプリズム７のプリズム端面７ａ'と間に介在するシール部材２３Ｂは、全体として細幅の矩形枠状ある。より具体的には、シール部材２３Ａはプリズム端面７ａ'の図において左右両側及び上下両側の周縁部に沿って配置された部分を有する無端状である。
Referring to FIG. 18, the
本実施形態における防塵フィルタ２１’は、以下の特徴を有する。まず、ＴＩＲプリズム７（プリズム端面７ａ’）と色分解合成プリズム８’（面９ｒと全反射面８ｒ）との間のエアギャップのうち、色分解合成プリズム８’（面９ｒと全反射面８ｒ）側は、カバープレート２２の面２２ａとシール部材２３Ａによって抜き部２５を除いて封止されている。また、ＴＩＲプリズム７と色分解合成プリズム８’との間のエアギャップのうち、ＴＩＲプリズム７（プリズム端面７ａ’）側は、カバープレート７の面２２ｂと無端状のシール部材２３Ｂによって封止されている。従って、ＴＩＲプリズム７と色分解合成プリズム８’との間のエアギャップへの汚れや異物の侵入と、それに起因する色分解合成プリズム８’の面９ｒや全反射面８ｒへの汚れや異物の付着や、ＴＩＲプリズム７のプリズム端面７ａ’への汚れや異物の付着を防止できる。
The dustproof filter 21 'in the present embodiment has the following characteristics. First, of the air gap between the TIR prism 7 (
カバープレート２２の面２２ａと色分解合成プリズム８’の面９ｒ及び全反射面８ｒと間に介在するシール部材２３Ａには、全反射面８ｒのうち非投影光が全反射される全反射面８ｂの領域Ａ１０（図１９）の部分に抜き部２５を設けている。この抜き部２５があるため、非投影光がシール部材２３Ａに当たらず、色分解合成プリズム８’（赤色プリズム８Ｒ）内での非投影光の散乱が生じない。従って、色分解合成プリズム８’内での非投影光の散乱に起因する投影映像中のゴースト光の発生を防止でき、コントラスト等の映像品質を向上できる。
The sealing
以上のように、本実施形態の防塵フィルタ２１’は、ＴＩＲプリズム７と色分解合成プリズム８’との間のエアギャップにおける汚れや異物の侵入は防止しつつ。色分解合成プリズム８’内での非投影光の散乱とそれに起因する投影映像中のゴースト光の発生を防止できる。
As described above, the
カバープレート２２に設けた開口２４をＴＩＲプリズム７から色分解合成プリズム８’に入射する照明光（領域Ａ１）と色分解合成プリズム８’からＴＩＲプリズム７や出射される投影光（領域Ａ５）が通過するので、それ以外の不必要な光束を遮蔽して投影画像の明度やコントラストを向上できる。また、シール部材２３Ａ，２３Ｂのみでなくある程度の強度を有するカバープレート２２を採用することで、ＴＩＲプリズム７と色分解合成プリズム８’の間のエアギャップを防塵フィルタ２１で容易に埋めることができる。
Illumination light (region A1) that enters the color separation /
第４実施形態のその他の構成及び作用は第１実施形態と同様である。 Other configurations and operations of the fourth embodiment are the same as those of the first embodiment.
（第５実施形態）
図２０に示す本発明の第５実施形態では、カバープレート２２の面２２ａと色分解合成プリズム８’の面９ｒ（プリズム９）及び全反射面８ｒ（赤色プリズム８Ｒ）と間に介在するシール部材２３Ａに抜き部２５（図１８及び図１９参照）を設けていない。しかし、本実施形態では、シール部材２３Ａの表面について光を正反射するよう材質等を設定している。そのため、全反射面８ｒの領域Ａ１０（図１９）の部分に入射する非投影光は、シール部材２３Ａで正反射され、散乱しない。従って、色分解合成プリズム８’内での非投影光の散乱に起因する、投影映像中のゴースト光の発生を防止でき、コントラスト等の映像品質を向上できる。シール部材２３Ａのうち全反射面８ｒの領域Ａ１０（図１９）を横切る部分のみが光を正反射する正反射部であればよく、シール部材２３Ａの全体が光を正反射する特性を有する必要はない。
(Fifth embodiment)
In the fifth embodiment of the present invention shown in FIG. 20, a seal member interposed between the
第５実施形態のその他の構成及び作用は第４実施形態と同様である。 Other configurations and operations of the fifth embodiment are the same as those of the fourth embodiment.
（第６実施形態）
図２１及び図２２は本発明の第６実施形態を示す。本実施形態では、カバープレート２２はプリズム９の面９ｒ（色分解合成プリズム８’全体としての入射出面）及び赤色プリズム８Ｒの全反射面８ｒのうち面９ｒから露出している部分の全領域を覆っている。具体的には、カバープレート２２の図において上端は面９ｒ及び全反射面８ｒの上端に位置している。カバープレート２２には前述した青色、赤色、及び緑色の非投影光が色分解合成プリズム８’から外部へ出射される出口となるプリズム９の面９ｒの領域Ａ７の部分に開口２４’を設けている。カバープレート２２は面９ｒ及び全反射面８ｒの全領域を覆っているが、この開口２４’を設けたことにより色分解合成プリズム８’から外部へ出射される非投影光の光路は妨げられない。また、第１実施形態と同様に、カバープレート２２には開口２４を設けているので、照明光（領域Ａ１）や投影光（領域Ａ５）の光路は妨げられない。一方、照明光（領域Ａ１）、投影光（領域Ａ５）、及び非投影光（領域Ａ７）以外の不必要な光束はカバープレート２２で遮蔽する。従って、投影画像の明度やコントラストをさらに向上できる。
(Sixth embodiment)
21 and 22 show a sixth embodiment of the present invention. In the present embodiment, the
カバープレート２２の面２２ａと色分解合成プリズム８’の面９ｒ及び全反射面８ｂと間に介在するシール部材２３Ａは、面９ｒ及び全反射面８ｂの周縁部全体に沿って配置された無端状である。全反射面８ｂのうち非投影光が全反射される領域Ａ１０はシール部材２３Ａで囲まれた領域内に位置している。従って、シール部材２３Ａによって非投影光の散乱が生じることはない。
The
第６実施形態のその他の構成及び作用は第４実施形態と同様である。 Other configurations and operations of the sixth embodiment are the same as those of the fourth embodiment.
第４から第６実施形態についても、図９Ａから図１４Ｂを参照して説明したカバープレート２２に関する種々の代案を適用できる。
Various alternatives regarding the
本発明は実施形態のものに限定されず、種々の変形が可能である。例えば、同一ないしは同様の機能を実現できる限り、ＴＩＲプリズム及び色分解合成プリズムの具体的な構成は実施形態のものに限定されない。また、本発明は、ＤＭＤ以外の他の反射型表示素子に関しても適用できる。 The present invention is not limited to the embodiment, and various modifications are possible. For example, as long as the same or similar functions can be realized, the specific configurations of the TIR prism and the color separation / combination prism are not limited to those in the embodiment. The present invention can also be applied to other reflective display elements other than DMD.
１光源
２ リフレクタ
２ａ 反射面
３ ロッドインテグレータ
３ａ 入射面
３ｂ 出射面
４ 集光レンズ
５ リレー光学系
６ エントランスレンズ
７ 内部全反射（ＴＩＲ）プリズム
７Ａ 第１プリズム
７Ｂ 第２プリズム
８，８’ 色分解レンズ
８Ｂ 青色プリズム
８Ｒ 赤色プリズム
８Ｇ 緑色プリズム
８ｂ，８ｒ 全反射面
８ｂ’，８ｒ’ ダイクロイック面
８ｂ''，８ｒ''，８ｇ'' プリズム端面
８ｇ，９ｒ，９ｒ'' 面
９ プリズム
１４Ｂ，１４Ｒ，１４Ｇ ＤＭＤ
２１，２１’ 防塵フィルタ
２２ カバープレート
２３Ａ，２３Ｂ シール部材
２４，２４’ 開口
２５ 抜き部
２７，２８ 突起
３１，３２ 突条
９１ 画像投影装置
９２ 照明光学系
９３，９３’ プリズムユニット
９４ 投影光学系
Ａ１ 照明光が色分解合成プリズムに入射する領域
Ａ２ 青色プリズム内で照明光が全反射する領域
Ａ４ 青色プリズム内で投影光が全反射する領域
Ａ５ 投影光が色分解合成プリズムから出射する領域
Ａ６ 青色プリズム内で非投影光が全反射する領域
Ａ７ 非投影光が色分解合成プリズムから出射する領域
Ａ８ 赤色プリズム内で照明光が全反射する領域
Ａ９ 赤色プリズム内で投影光が全反射する領域
Ａ１０ 赤色プリズム内で非投影光が全反射する領域
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
21, 21 '
Claims (5)
前記内部全反射プリズムから入射出面に入射する前記照明光を色分解して前記反射型表示素子に出射し、前記反射型表示素子で反射された投影光を合成して前記入射出面から前記内部全反射プリズムへ出射し、かつ前記反射型表示素子で反射された非投影光を前記入射出面から前記内部全反射プリズムを外れるように出射し、前記入射出面から入射する前記照明光を最初に色分解する第１の色分解面と、前記第１の色分解面で反射された光を全反射すると共に、前記反射型表示素子で反射された前記投影光と前記非投影光とを全反射する第１の全反射面とを有する第１の色プリズムブロックを備える色分解合成プリズムと、
前記内部全反射プリズムと前記色分解合成プリズムとの間の隙間に配置され、少なくとも前記照明光及び前記投影光を通過させるように構成されたカバー部材と、前記色分解合成プリズムの前記入射出面及び前記第１の全反射面の周縁部と前記カバー部材とに当接し、かつ前記非投影光を散乱させないように構成されたシール部材とを有する、防塵フィルタと
を備え、
前記内部全反射プリズムの前記入射出面が、前記内部全反射プリズムの前記入射出面と対向する面よりも小さく、
前記シール部材は、前記第１の全反射面の前記非投影光を反射する領域に抜き部を備える、プリズムユニット。 An internal total reflection prism for guiding illumination light to the reflective display element;
The illumination light incident on the incident / exit surface from the internal total reflection prism is color-separated and emitted to the reflective display element, and the projection light reflected by the reflective display element is combined to generate the internal light from the incident / exit surface. The non-projection light that is emitted to the total reflection prism and reflected by the reflective display element is emitted so as to be off the internal total reflection prism from the incident / exit surface, and the illumination light incident from the incident / exit surface is first A first color separation surface that color-separates the light, and the light reflected by the first color separation surface is totally reflected, and the projection light and the non-projection light reflected by the reflective display element are totally reflected. A color separation / combination prism comprising a first color prism block having a first total reflection surface for reflection;
A cover member disposed in a gap between the internal total reflection prism and the color separation / combination prism and configured to pass at least the illumination light and the projection light; and the entrance / exit surface of the color separation / combination prism And a dust-proof filter having a seal member configured to abut on a peripheral portion of the first total reflection surface and the cover member and not to scatter the non-projection light,
The entrance / exit surface of the internal total reflection prism is smaller than a surface facing the entrance / exit surface of the internal total reflection prism,
The sealing member is a prism unit including a cutout in a region of the first total reflection surface that reflects the non-projection light.
前記カバー部材は、前記第１の全反射面と前記第２の全反射面とを覆うように配置されている、請求項２に記載のプリズムユニット。 The color separation / combination prism opposes a second color separation surface for further color separation of one light color-separated by the first color separation surface, and the first color separation surface across an air gap. And a second color prism block having a second total reflection surface that totally reflects the light reflected by the second color separation surface,
The prism unit according to claim 2, wherein the cover member is disposed so as to cover the first total reflection surface and the second total reflection surface.
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