JPH0990510A - Projector device and its light source - Google Patents
Projector device and its light sourceInfo
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- JPH0990510A JPH0990510A JP7266149A JP26614995A JPH0990510A JP H0990510 A JPH0990510 A JP H0990510A JP 7266149 A JP7266149 A JP 7266149A JP 26614995 A JP26614995 A JP 26614995A JP H0990510 A JPH0990510 A JP H0990510A
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- Video Image Reproduction Devices For Color Tv Systems (AREA)
- Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は液晶などの光空間変調
素子を使用して、例えばカラーの映像信号を背面投射型
スクリーン上に投影するプロジェクタ装置とその光源に
関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a projector device for projecting, for example, a color image signal on a rear projection type screen by using a spatial light modulator such as liquid crystal, and a light source thereof.
【０００２】[0002]
【従来の技術】液晶などの光空間変調素子を３個使用し
たカラー映像信号を投影する装置の光学系は様々の方式
があるが、一般的には例えば図６のようにガラス部材に
反射膜を形成してＲＧＢの各画像を合成する方式か、ま
たは図８のようにクロスダイクロイックミラーを用いて
ＲＧＢの各画像を合成する方式が知られている。2. Description of the Related Art There are various types of optical systems for an apparatus for projecting a color image signal using three spatial light modulating elements such as liquid crystal, but generally, for example, as shown in FIG. There is known a method of forming the image and combining the RGB images, or a method of combining the RGB images using a cross dichroic mirror as shown in FIG.
【０００３】図６において、光源３９は放物面鏡の焦点
位置に例えばメタルハライドランプ３９ａが配置されて
おり、放物面鏡の光軸にほぼ平行の光がその開口から出
射される。そして光源３９から出射された光の内赤外領
域及び紫外領域の不要光線はＩＲ−ＵＶカットフィルタ
４０によって遮断され有効な光線のみが次の光学手段に
導かれることになる。In FIG. 6, a light source 39 has, for example, a metal halide lamp 39a arranged at the focal position of a parabolic mirror, and light substantially parallel to the optical axis of the parabolic mirror is emitted from its opening. Then, unnecessary light in the inner infrared region and the ultraviolet region of the light emitted from the light source 39 is blocked by the IR-UV cut filter 40, and only the effective light is guided to the next optical means.
【０００４】この光学手段は、例えば図７（ａ）の側面
図及び図７（ｂ）の正面図に示されているように、光空
間変調素子である液晶の有効開口のアスペクト比に等し
い相似形をした外形を持つ、複数の凸レンズ４１ａ、４
１ａ、４１ａ・・・が正方配列されている平型のマルチ
レンズアレイ４１と、図６に見られるようにマルチレン
ズアレー４１の凸レンズ４１ａに対向するように複数の
凸レンズ４２ａ、４２ａ、４２ａ・・・が形成されてい
る平凸型のマルチレンズアレイ４２から構成され、凸レ
ンズ４１ａの焦点が凸レンズ４２ａとなるように配置さ
れている。そしてＩＲ−ＵＶカットフィルタ４０を通過
した光源３９の光束が効率よく、かつ均一に液晶パネル
の有効開口に照射されるようになされている。As shown in the side view of FIG. 7A and the front view of FIG. 7B, this optical means is similar to the aspect ratio of the effective aperture of the liquid crystal which is the spatial light modulator. A plurality of convex lenses 41a, 4 having a contoured outer shape
The flat type multi-lens array 41 in which 1a, 41a, ... Are squarely arranged, and a plurality of convex lenses 42a, 42a, 42a so as to face the convex lenses 41a of the multi-lens array 41 as shown in FIG. Is formed of a plano-convex multi-lens array 42, and the convex lens 41a is arranged so that the focal point thereof is the convex lens 42a. Then, the luminous flux of the light source 39 that has passed through the IR-UV cut filter 40 is efficiently and uniformly applied to the effective aperture of the liquid crystal panel.
【０００５】マルチレンズアレイ４２と液晶パネルの有
効開口の間には、光源３９の光束を赤、緑、青色に分解
するダイクロイックミラー４３、５３が配置されてい
る。この図に示す例では、まずダイクロイックミラー４
３で青色を反射し緑色及び赤色を透過させている。この
ダイクロイックミラー４３で反射された青色の光束は、
偏波面を揃える偏光板４４を介してミラー４５により進
行方向を９０゜曲げられて青色用液晶パネル４７の前の
偏光板４６に導かれる。Between the multi-lens array 42 and the effective aperture of the liquid crystal panel, dichroic mirrors 43 and 53 for separating the luminous flux of the light source 39 into red, green and blue are arranged. In the example shown in this figure, first, the dichroic mirror 4
At 3, the blue color is reflected and the green and red colors are transmitted. The blue luminous flux reflected by the dichroic mirror 43 is
The traveling direction is bent by 90 ° by a mirror 45 via a polarizing plate 44 that aligns the plane of polarization, and is guided to a polarizing plate 46 in front of the blue liquid crystal panel 47.
【０００６】一方、ダイクロイックミラー４３を透過し
た緑色及び赤色の光束は、偏波面を揃える偏光板５２を
介してダイクロイックミラー５３により分離されること
になる。すなわち、緑色光束は反射されて進行方向を９
０゜曲げられて緑色用液晶パネル５５前の偏光板５４に
導かれる。そして赤色光束はダイクロイックミラー５３
を透過して直進し、赤色用液晶パネル５８前の偏光板５
９に導かれる。On the other hand, the green and red light fluxes transmitted through the dichroic mirror 43 are separated by the dichroic mirror 53 via the polarizing plate 52 having the same plane of polarization. That is, the green light flux is reflected and travels in the traveling direction 9
It is bent at 0 ° and guided to the polarizing plate 54 in front of the green liquid crystal panel 55. And the red light beam is the dichroic mirror 53.
Polarizing plate 5 in front of the red liquid crystal panel 58 after passing through
It is led to 9.
【０００７】赤、緑、青色の光束は各々の偏光板４６、
５４、５７を通過して各々の液晶パネル４７、５５、５
８に照射される。これらの液晶パネル４７、５５、５８
の後段には、液晶パネル４７、５５、５８から出射した
光の所定の偏光面を持つ光のみ透過するいわゆる検光子
４８、５６、５８が配置され、液晶を駆動する回路の電
圧により光の強度を変調するように構成されている。The red, green, and blue light fluxes are generated by the respective polarizing plates 46,
The liquid crystal panels 47, 55, 5 passing through 54, 57
8 is irradiated. These liquid crystal panels 47, 55, 58
In the subsequent stage, so-called analyzers 48, 56, 58 which transmit only the light emitted from the liquid crystal panels 47, 55, 58 and having a predetermined polarization plane are arranged, and the intensity of the light is changed by the voltage of the circuit for driving the liquid crystal. Is configured to modulate.
【０００８】各液晶パネル４７、５５、５８から検光子
４８、５６、５８を介して出射した光は、例えば所定の
光のみを透過する反射膜５０、５１を介してガラス材等
を張り合わせて構成されている光合成素子４９によって
同一の光軸となるように合成され投射レンズ６１に出射
されることになる。The light emitted from each of the liquid crystal panels 47, 55 and 58 through the analyzers 48, 56 and 58 is formed by laminating a glass material or the like through reflective films 50 and 51 which transmit only predetermined light. The light combining element 49 is combined so as to have the same optical axis, and the combined light is emitted to the projection lens 61.
【０００９】反射膜５０は例えば青色光束を透過し緑色
光束を反射する特性を有して構成されており、ここで、
検光子４８を透過した青色光束及び検光子５６を透過し
た緑色光束が合成される。また、反射膜５１は赤色光束
を反射する特性を有して構成されており、ここで、反射
膜５０によって合成された青／緑色光束と、検光子５９
を透過しミラー６０で反射された赤色光束が合成される
ことになる。つまり、光合成素子５９における反射膜５
１でＲＧＢ各色光束が合成され、投射レンズ６１によっ
てカラー画像として拡大投影される。The reflection film 50 has a characteristic of transmitting a blue light beam and reflecting a green light beam, for example.
The blue light flux that has passed through the analyzer 48 and the green light flux that has passed through the analyzer 56 are combined. Further, the reflection film 51 is configured to have a characteristic of reflecting the red light flux, and here, the blue / green light flux synthesized by the reflection film 50 and the analyzer 59.
The red light flux that has been transmitted through and is reflected by the mirror 60 is combined. That is, the reflection film 5 in the photosynthesis element 59.
At 1, the light fluxes of RGB colors are combined, and enlarged and projected as a color image by the projection lens 61.
【００１０】この図６に示した液晶プロジェクタ装置は
光源３９の前面に、例えば図７に示したようなマルチレ
ンズアレー４１、４２を配置することにより、光源３９
から出射され各凸レンズ４１ａ、４２ａを通過した光束
はそれぞれ各液晶パネルに収束され、明るさもその全表
示面で均一となるようにすることができるとともに、光
学ブロックの構成を単純にして光学部品も安価にするこ
とができる。しかし液晶パネル４７、５５、５８と投射
レンズ６１の後面との距離が長くなり、いわゆるレンズ
のバックフォーカスが長いために広角の投影をしたい場
合には、レンズ設計が難しく、また作成に際しては高価
なガラス材料を使用した光合成素子５９等を用いたり、
レンズ構成が枚数が多くなり高価な物になってしまう。In the liquid crystal projector device shown in FIG. 6, a multi-lens array 41, 42 as shown in FIG.
The luminous fluxes emitted from each of the convex lenses 41a and 42a are converged on the respective liquid crystal panels, and the brightness can be made uniform on the entire display surface, and the structure of the optical block is simplified so that the optical components are Can be cheap. However, the distance between the liquid crystal panels 47, 55, 58 and the rear surface of the projection lens 61 becomes long, and the so-called back focus of the lens is long. Therefore, when wide-angle projection is desired, it is difficult to design the lens and it is expensive to make. Using a photosynthetic element 59 or the like using a glass material,
The number of lenses is large and the lens becomes expensive.
【００１１】そこで、図８の一部拡大図に示すようにク
ロスダイクロイックプリズムを用いることにより、以下
に述べるように図６に示した方式の欠点を解消するとと
もに全体の小型化を実現している。Therefore, by using a cross dichroic prism as shown in a partially enlarged view of FIG. 8, the drawbacks of the system shown in FIG. 6 are eliminated and the overall size is reduced, as described below. .
【００１２】図８はマルチレンズアレー４１、及びマル
チレンズアレー４２によって集光されて液晶パネル６３
によって変調されクロスダイクロイックプリズム６４に
導かれる例えば緑色の光路のみを摸式的に示す図であ
る。FIG. 8 shows a liquid crystal panel 63 which is condensed by the multi-lens array 41 and the multi-lens array 42.
FIG. 9 is a diagram schematically showing, for example, only a green optical path which is modulated by and is guided to a cross dichroic prism 64.
【００１３】先程図６、図７で説明したように、液晶プ
ロジェクタ装置の光源側に配置されるマルチレンズアレ
ー４１には複数の凸レンズ４１ａが正方配列されてお
り、この図には示されていない光源からＩＲ−ＵＶカッ
トフィルタを介して入射した光束は各凸レンズ４１ａに
よって、それぞれマルチレンズアレー４２の凸レンズ４
２ａ上に集束される。そして各凸レンズ４２ａに到達し
た光束は、出射側の凸レンズ４２ｂによってコンデンサ
レンズ６２に照射され、前後に偏光板が配置されている
液晶パネル６３で変調された後にクロスダイクロイック
プリズム６４に入射する。ダイクロイックプリズム６４
は例えば図１１の斜視図に示されているように、４個の
プリズムを所定の反射特性を有している薄膜で形成され
る反射面６４ａ、６４ｂを介して張り合わせて形成され
ている。As described above with reference to FIGS. 6 and 7, a plurality of convex lenses 41a are arranged in a square array in the multi-lens array 41 arranged on the light source side of the liquid crystal projector device, which is not shown in this figure. The light flux incident from the light source through the IR-UV cut filter is projected by the respective convex lenses 41a to the convex lenses 4 of the multi-lens array 42.
Focused on 2a. Then, the light flux that has reached each convex lens 42a is irradiated onto the condenser lens 62 by the convex lens 42b on the exit side, is modulated by the liquid crystal panel 63 in which polarizing plates are arranged in the front and back, and then enters the cross dichroic prism 64. Dichroic prism 64
For example, as shown in the perspective view of FIG. 11, four prisms are formed by bonding them together with reflecting surfaces 64a and 64b formed of a thin film having a predetermined reflection characteristic.
【００１４】なお、図８においては、緑色光束Ｇの光路
のみを実線で示しているが、赤色光、束Ｒ及び青色光束
Ｂは図示していない各色の液晶パネルによって同様に光
変調された後に、矢印で示されているように、クロスダ
イクロイックプリズム６４に対してそれぞれ異なる方向
から入射することになる。In FIG. 8, only the optical path of the green light flux G is shown by a solid line, but the red light, the bundle R, and the blue light flux B are similarly light-modulated by the liquid crystal panels of the respective colors (not shown). , As shown by arrows, the light enters the cross dichroic prism 64 from different directions.
【００１５】液晶パネル６３で変調された光束はクロス
ダイクロイックプリズム６４によって、赤色の光束Ｒは
反射面６４ａで、また青色の光束Ｂは反射面６４ｂによ
って図示されていない投射レンズに対して反射される。
さらに緑色の光束Ｇは反射面６４ａ、６４ｂを透過する
ので、ここでＲＧＢ各光束が１つの光軸に合成され投射
レンズに入射することになる。また、上述したように赤
色、青色についてもクロスダイクロイックプリズム６４
に対して矢印で示されている方向から入射して、それぞ
れ反射面６４ａ、６４ｂで反射して投射レンズに入射す
るようになる。The light flux modulated by the liquid crystal panel 63 is reflected by the cross dichroic prism 64, the red light flux R is reflected by the reflecting surface 64a, and the blue light flux B is reflected by the reflecting surface 64b to a projection lens (not shown). .
Further, since the green light flux G passes through the reflecting surfaces 64a and 64b, the RGB light fluxes are combined into one optical axis and enter the projection lens. Further, as described above, the cross dichroic prism 64 is also used for red and blue.
On the other hand, the light enters from the direction indicated by the arrow, is reflected by the reflecting surfaces 64a and 64b, and enters the projection lens.
【００１６】このように、凸レンズ４１ａ、４２ａが正
方配列されたマルチレンズアレー４１、４２を光源の後
段に設けることにより、光源３９から出射された光束が
効率よく、かつ均一に液晶パネル６３の有効開口に照射
することができるようになっている。As described above, by providing the multi-lens arrays 41 and 42 in which the convex lenses 41a and 42a are squarely arranged, in the subsequent stage of the light source, the luminous flux emitted from the light source 39 is efficiently and uniformly applied to the liquid crystal panel 63. The aperture can be illuminated.
【００１７】[0017]
【発明が解決しようとする課題】ところで、前述したよ
うにクロスダイクロイックプリズム６４は、４個のプリ
ズムを所定の反射特性を有している薄膜を介して張り合
わせて形成しているが、この場合に、 １． 例えばクロスダイクロイックプリズム６４の中心
に垂直に位置する接合部６４ｃ付近において薄膜にむら
があり、反射膜６４ａ、６４ｂの反射特性が異なってし
まう。 ２． 各プリズムの形状精度が悪く接合面に若干の間隙
が形成される。 ３． 張り合わせ時に反射面６４ａ1 と６４ａ2 、又は
／及び反射面６４ｂ1６４ｂ2 に段差が形成される。等
の問題があり、特に図９、図１０に示されているように
各プリズムの中心部となる接合部６４ｃを通過する光束
が弱まり投影される画像にカゲとして現れてしまう。By the way, as described above, the cross dichroic prism 64 is formed by laminating four prisms through a thin film having a predetermined reflection characteristic. , 1. For example, there is unevenness in the thin film in the vicinity of the joint portion 64c which is positioned perpendicular to the center of the cross dichroic prism 64, and the reflection characteristics of the reflection films 64a and 64b differ. 2. The shape accuracy of each prism is poor and a slight gap is formed on the joint surface. 3. A step is formed on the reflecting surfaces 64a 1 and 64a 2 and / or the reflecting surfaces 64b 1 64b 2 during the bonding. As shown in FIGS. 9 and 10, in particular, the light flux passing through the junction 64c, which is the center of each prism, weakens and appears as a shadow in the projected image.
【００１８】例えば図７（ａ）において、向かって左側
の縦方向に位置する凸レンズ４１ａ1 〜４１ａ10を透過
し、接合部６４ｃを透過した光束は、図１０に示されて
いるように縦線のカゲＳ1 として画像Ｐ上に現れてしま
う。特に、光源が点光源（短アーク光源）とされている
場合は、指向性が鋭い光となるので、図９に示されてい
るように各凸レンズ４１ａ、４２ａによって集束された
光束が、上記した問題を有しているクロスダイクロイッ
クプリズム６４の接合部６４ａを異なった方向から通過
した場合、その光が接合部６４ｃによってけられること
になり、例えば図１０に示されているように画像Ｐ上に
凸レンズ４１ａ、４２ａが水平方向に配置されている数
だけ縦線のカゲＳ、Ｓ、Ｓ・・・が現れて、良好な画像
を得ることができなくなってしまう。For example, in FIG. 7A, the light flux which has passed through the convex lenses 41a 1 to 41a 10 located in the vertical direction on the left side and has passed through the junction 64c has vertical lines as shown in FIG. Will appear on the image P as a lizard S 1 . In particular, when the light source is a point light source (short arc light source), the light has sharp directivity, so that the light fluxes converged by the convex lenses 41a and 42a are as described above as shown in FIG. When passing through the joint 64a of the cross dichroic prism 64 having a problem from a different direction, the light is eclipsed by the joint 64c, and, for example, on the image P as shown in FIG. Vertical lines of burrs S, S, S ... Appear as many as the convex lenses 41a, 42a are arranged in the horizontal direction, and a good image cannot be obtained.
【００１９】[0019]
【課題を解決するための手段】本発明はこのような問題
点を解決するためになされたもので、光源と、一対の複
合レンズからなり、対向する面に各々が対応する状態で
複数の矩形の凸レンズが形成されている光学手段と、前
記光学手段によって導かれた前記光源の光束を、赤、
青、緑毎に光変調して画像信号を生成する光変調手段
と、前記光変調手段で変調された各色の光束を合成して
カラー画像を形成する光合成手段と、を備えたプロジェ
クタ装置において、前記光学手段に形成される凸レンズ
を千鳥格子状に配置するようにする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve such a problem, and it is composed of a light source and a pair of compound lenses, and a plurality of rectangles are formed in such a manner that the surfaces facing each other correspond to each other. A convex lens is formed on the optical means, and the light flux of the light source guided by the optical means is
In a projector device provided with a light modulating means for optically modulating each of blue and green to generate an image signal, and a light synthesizing means for synthesizing light fluxes of respective colors modulated by the light modulating means to form a color image, The convex lenses formed on the optical means are arranged in a staggered pattern.
【００２０】また、光源と、一対の複合レンズからな
り、対向する面に各々が対応する状態で複数の矩形の凸
レンズが形成され、前記光源から出射した平行光束を光
変調手段に導く光学手段とを備え、前記光学手段に形成
される凸レンズを千鳥格子状に配置してプロジェクタ装
置の光源を構成する。Further, an optical means comprising a light source and a pair of compound lenses, a plurality of rectangular convex lenses are formed on the opposite surfaces in a corresponding state, and an optical means for guiding the parallel light flux emitted from the light source to the light modulating means. And the convex lenses formed on the optical means are arranged in a staggered pattern to form a light source of the projector device.
【００２１】本発明によればクロスダイクロイックプリ
ズムに上記したような欠陥が合った場合でも、マルチレ
ンズアレーに設けられる凸レンズを千鳥状に形成するこ
とにより、画面上に現れるカゲが分散して濃淡が薄くな
るので、従来よりも良い画像を得ることができるように
なる。According to the present invention, even when the above-mentioned defects are matched with the cross dichroic prism, by forming the convex lenses provided in the multi-lens array in a staggered pattern, the lizards appearing on the screen are dispersed and the light and shade are reduced. Since it becomes lighter, it is possible to obtain a better image than before.
【００２２】[0022]
【発明の実施の形態】以下、まず図２にしたがい本実施
の一形態である液晶プロジェクタ装置の光学系について
説明する。図２において、光源４は放物面鏡の焦点位置
に例えばメタルハライドランプ４ａが配置されており、
放物面鏡の光軸にほぼ平行の光がその開口から出射され
る。そして光源４から出射された光の内、赤外領域及び
紫外領域の不要光線はＩＲ−ＵＶカットフィルタ３によ
って遮断され有効な光線のみがその後段に配されている
光学手段に導かれることになる。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION First, an optical system of a liquid crystal projector device according to one embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 2, the light source 4 has, for example, a metal halide lamp 4a arranged at the focal position of a parabolic mirror,
Light that is substantially parallel to the optical axis of the parabolic mirror is emitted from the opening. Then, of the light emitted from the light source 4, unnecessary light in the infrared region and the ultraviolet region is blocked by the IR-UV cut filter 3, and only the effective light is guided to the optical means arranged in the subsequent stage. .
【００２３】この光学手段は、光変調手段である液晶パ
ネルの有効開口のアスペクト比に等しい相似形をした外
形を持つ、複数の凸レンズ１ａ、１ａ、１ａ・・・と凸
レンズ１ｂ、１ｂ、１ｂ・・・が、その位相を例えば１
／２ずらした状態で千鳥格子状に配列されている平型の
マルチレンズアレイ１と、このマルチレンズアレー１の
凸レンズ１ａ及び凸レンズ１ｂに対向するように複数の
凸レンズ２ａ、２ａ、２ａ・・・、及び凸レンズ２ｂ、
２ｂ、２ｂ・・・が形成されている平凸型のマルチレン
ズアレイ２から構成されている。そしてＩＲ−ＵＶカッ
トフィルタ３を通過した光源４の光束が効率よく、かつ
均一に後述する液晶パネルの有効開口に照射されるよう
になされている。This optical means has a plurality of convex lenses 1a, 1a, 1a, ... and Convex lenses 1b, 1b, 1b, which have a similar shape to the aspect ratio of the effective aperture of the liquid crystal panel which is the light modulating means. .., whose phase is, for example, 1
./2-shaped flat multi-lens array 1 arranged in a zigzag pattern, and a plurality of convex lenses 2a, 2a, 2a, so as to face the convex lenses 1a and 1b of the multi-lens array 1. ., And the convex lens 2b,
2b, 2b ... Are formed of a plano-convex multi-lens array 2. The light flux of the light source 4 that has passed through the IR-UV cut filter 3 is efficiently and uniformly radiated to the effective aperture of the liquid crystal panel described later.
【００２４】マルチレンズアレイ２と液晶パネルの有効
開口の間には、光源４の光束を赤、緑、青色に分解する
ダイクロイックミラー５、１２が配置されている。この
図に示す例では、まずダイクロイックミラー５で赤色の
光束Ｒを反射し緑色の光束Ｇ及び青色の光束Ｂを透過さ
せている。このダイクロイックミラー５で反射された赤
色の光束Ｒはミラー６により進行方向を９０゜曲げられ
て赤色用液晶パネル９の前のコンデンサーレンズ７に導
かれる。Between the multi-lens array 2 and the effective aperture of the liquid crystal panel, dichroic mirrors 5 and 12 for separating the light flux of the light source 4 into red, green and blue are arranged. In the example shown in this figure, first, the red light flux R is reflected by the dichroic mirror 5, and the green light flux G and the blue light flux B are transmitted. The red luminous flux R reflected by the dichroic mirror 5 is bent 90 ° in the traveling direction by the mirror 6 and is guided to the condenser lens 7 in front of the red liquid crystal panel 9.
【００２５】一方、ダイクロイックミラー５を透過した
緑色及び青色の光束はダイクロイックミラー１２により
分離されることになる。すなわち、緑色光束は反射され
て進行方向を９０゜曲げられて緑色用液晶パネル１５前
のコンデンサーレンズ１３に導かれる。そして青色光束
はダイクロイックミラー１２を透過して直進し、リレー
レンズ１７、ミラー１８、反転用リレーレンズ１９、ミ
ラー２０を介して青色用液晶パネル２３前のコンデンサ
ーレンズ２１に導かれる。On the other hand, the green and blue luminous fluxes transmitted through the dichroic mirror 5 are separated by the dichroic mirror 12. That is, the green light flux is reflected, bent in the traveling direction by 90 °, and guided to the condenser lens 13 in front of the green liquid crystal panel 15. Then, the blue light flux passes through the dichroic mirror 12 and goes straight, and is guided to the condenser lens 21 in front of the blue liquid crystal panel 23 via the relay lens 17, the mirror 18, the reversing relay lens 19 and the mirror 20.
【００２６】赤、緑、青色の光束は各々のコンデンサー
レンズ７、１３、２１を通過して液晶パネル９、１５、
２３に照射される。これらの液晶パネル９、１５、２３
の前段には入射した光の偏光方向を一定方向に揃えるた
めの偏光板８、１４、２２が、また後段には出射した光
の所定の偏光面を持つ光のみ透過するいわゆる検光子１
０、１６、２４が配置され、液晶を駆動する回路の電圧
により光の強度を変調するように構成されている。The red, green and blue luminous fluxes pass through the respective condenser lenses 7, 13, 21 and the liquid crystal panels 9, 15,
23. These liquid crystal panels 9, 15, 23
In the former stage, polarizing plates 8, 14 and 22 for aligning the polarization direction of incident light to a fixed direction are provided, and in the latter stage, so-called analyzer 1 which transmits only the light having a predetermined polarization plane of the emitted light.
0, 16, and 24 are arranged and configured to modulate the intensity of light by the voltage of the circuit that drives the liquid crystal.
【００２７】一般には、ダイクロイックミラー５、１２
の特性を有効に利用するため、Ｐ偏波面の反射、透過特
性を使用している。従って、各々の液晶パネル９、１
５、２３の入射側偏光板８、１４、２２は、図２の紙面
内に平行な偏波面を透過するように配置されている。ま
た、液晶パネル９、１５、２３を構成する液晶部は例え
ばＴＮ型が用いられており、かつその動作はいわゆる例
えばノーマリーホワイト型として構成され、検光子１
０、１６、２４は図２の紙面に垂直な偏波光を透過する
ように配置されている。Generally, dichroic mirrors 5 and 12
In order to effectively utilize the characteristic of, the reflection and transmission characteristics of the P polarization plane are used. Therefore, each liquid crystal panel 9, 1
The incident-side polarization plates 8, 14 and 22 of 5 and 23 are arranged so as to transmit a plane of polarization parallel to the plane of the paper of FIG. Further, the liquid crystal portion forming the liquid crystal panels 9, 15 and 23 is of the TN type, for example, and its operation is of the so-called normally white type, for example.
0, 16, and 24 are arranged so as to transmit polarized light perpendicular to the plane of FIG.
【００２８】そして液晶パネル９、１５、２３で光変調
された各色の光束は、光合成手段として先程図１１の斜
視図で説明したクロスダイクロイックプリズム６４と同
等のクロスダイクロイックプリズム１１を用いて、赤色
の光束Ｒは反射面１１ａで、また青色の光束Ｂは反射面
１１ｂで投射レンズＴＬに対して反射される。そして緑
色の光束Ｇは反射面１１ａ、１１ｂを透過するので、こ
こでＲＧＢ各光束が１つの光軸に合成される。この時、
反射特性を利用する赤色及び青色の光束については、反
射面１１ａ、１１ｂに対してＳ偏光面を使用するほうが
反射特性を良好に保つことが出来るので、図２の紙面に
垂直な偏波面とされている光束をクロスダイクロイック
プリズム１１に入射させるのが一般的である。The light fluxes of the respective colors optically modulated by the liquid crystal panels 9, 15 and 23 are red-colored by using the cross dichroic prism 11 equivalent to the cross dichroic prism 64 described in the perspective view of FIG. 11 as a light combining means. The light flux R is reflected by the reflecting surface 11a, and the blue light flux B is reflected by the reflecting surface 11b with respect to the projection lens TL. Since the green light flux G passes through the reflection surfaces 11a and 11b, the RGB light fluxes are combined into one optical axis. This time,
For red and blue light fluxes that utilize the reflection characteristics, it is possible to maintain better reflection characteristics by using S-polarized surfaces for the reflection surfaces 11a and 11b, so it is assumed that the polarization planes are perpendicular to the paper surface of FIG. It is common to make the luminous flux incident on the cross dichroic prism 11.
【００２９】図１は図２に示したマルチレンズアレー１
の平面図であり、図１（ａ）は側面図、図１（ｂ）は正
面図である。本発明では、マルチレンズアレー１に形成
される複数の凸レンズ１ａ、１ｂは図示されているよう
に千鳥格子状に形成されている。例えば図１（ｂ）に示
されているように奇数段に凸レンズ１ａ、１ａ、１ａ・
・・が設けられ、偶数段には凸レンズ１ａと位相が１／
２ずれた状態で同一形状の凸レンズ１ｂ、１ｂ、１ｂ・
・・が設けられている。そして図２で説明したように、
このマルチレンズアレー１に対向して配置されるマルチ
レンズアレー２に関しても、凸レンズ１ａ、１ｂと同様
に奇数段、遇数段毎に千鳥格子状に凸レンズ２ａ、２ｂ
が形成されている。FIG. 1 is a multi-lens array 1 shown in FIG.
FIG. 1A is a side view and FIG. 1B is a front view. In the present invention, the plurality of convex lenses 1a and 1b formed in the multi-lens array 1 are formed in a zigzag pattern as shown. For example, as shown in FIG. 1B, convex lenses 1a, 1a, 1a.
.. is provided, and the phase is 1 / the phase with the convex lens 1a in the even-numbered stages.
Convex lenses 1b, 1b, 1b having the same shape in the state of being displaced by two
・ ・ Is provided. And as explained in FIG.
As with the convex lenses 1a and 1b, the multi-lens array 2 arranged to face the multi-lens array 1 has convex lenses 2a and 2b in a staggered pattern for every odd number of steps and several steps.
Are formed.
【００３０】次にマルチレンズアレー１及び２を用いた
場合の光束の光路の摸式図を図３に示す。なお、図３は
図１に示したコンデンサレンズ３、液晶パネル４、クロ
スダイクロイックプリズム５のみを拡大して示す図であ
り、緑色に対する光束Ｇのみが実線及び破線で示されて
いる。なお、この図３において、コンデンサレンズ３、
液晶パネル４、及びクロスダイクロイックプリズム５、
反射面５ａ、５ｂ、接合部５ｃは、それぞれ先程図８で
説明したコンデンサレンズ２３、液晶パネル２４、及び
クロスダイクロイックプリズム２５、反射面２５ａ、２
５ｂ、接合部２５ｃに対応している。Next, FIG. 3 shows a schematic diagram of the optical path of the light flux when the multi-lens arrays 1 and 2 are used. 3 is an enlarged view of only the condenser lens 3, the liquid crystal panel 4, and the cross dichroic prism 5 shown in FIG. 1, and only the light flux G for green is shown by a solid line and a broken line. Incidentally, in FIG. 3, the condenser lens 3,
Liquid crystal panel 4, cross dichroic prism 5,
The reflecting surfaces 5a, 5b and the joint portion 5c are respectively the condenser lens 23, the liquid crystal panel 24, the cross dichroic prism 25, the reflecting surfaces 25a, 2 described in FIG.
5b and the joint portion 25c.
【００３１】例えば凸レンズ１ａで集束され凸レンズ１
ａの中央部分を透過した光束は、実線で示されているよ
うに凸レンズ２ａに入射した後に、コンデンサレンズ１
３、液晶パネル１５等を得てクロスダイクロイックプリ
ズム１１の接合部１１ｃを通過する。一方、凸レンズ１
ａと位相が１／２ずれた状態で配置されている凸レンズ
１ｂで集束され凸レンズ１ｂの中央部分を透過した光束
は、破線で示されているように凸レンズ２ｂに入射した
後にコンデンサレンズ１３、液晶パネル１５等を得てク
ロスダイクロイックプリズム１１の接合部１１ｃを通過
する。For example, the convex lens 1a is focused by the convex lens 1a.
The light flux transmitted through the central portion of a is incident on the convex lens 2a as shown by the solid line, and then the condenser lens 1
3. Obtain the liquid crystal panel 15 and the like, and pass through the joint portion 11c of the cross dichroic prism 11. On the other hand, convex lens 1
The light flux that is focused by the convex lens 1b and is transmitted through the central portion of the convex lens 1b is shifted by 1/2 from the phase of a. After entering the convex lens 2b as indicated by the broken line, the condenser lens 13 and the liquid crystal The panel 15 or the like is obtained and passes through the joint portion 11c of the cross dichroic prism 11.
【００３２】このように、凸レンズ１ａ、凸レンズ２ａ
で集束され凸レンズ１ａ、１ｂの中央部分を通過する比
較的強い光量の光が接合部１１ｃを通過することにより
発生するカゲは、例えば図４に示されているように水平
方向に分散するようになる。すなわち、投射される画像
Ｐとしては、カゲＳａ、Ｓａ、Ｓａ、及びカゲＳｂ、Ｓ
ｂ、Ｓｂが水平方向に分散して現れ濃淡が薄くなるの
で、従来よりも視覚的に目立たなくすることができるよ
うになる。In this way, the convex lens 1a and the convex lens 2a
The mosquitoes that are generated by the relatively strong light amount that has been focused by and that has passed through the central portions of the convex lenses 1a and 1b pass through the joint portion 11c are dispersed in the horizontal direction as shown in FIG. 4, for example. Become. That is, as the projected image P, the lizards Sa, Sa, Sa and the lizards Sb, S
Since b and Sb are dispersed in the horizontal direction and become lighter and darker, it becomes possible to make them visually less noticeable than in the past.
【００３３】なお、上記実施の形態では凸レンズ１ａ、
２ａと凸レンズ１ｂ、２ｂを水平方向に１／２ずらした
状態で構成したが、マルチレンズアレー１、２に形成さ
れる凸レンズ１ａ、１ｂ及び２ａ、２ｂがそれぞれに対
応していればよく、例えば図５に示されているように、
凸レンズ１ａ、１ａ、１ａ、凸レンズ１ｂ、１ｂ、１
ｂ、凸レンズ１ｃ、１ｃ、１ｃを水平方向に１／４ずつ
ずらして形成したマルチレンズアレー１Ａを形成しても
良い。また、本発明は上記した液晶プロジェクタ装置以
外の光変調手段を有して構成されるプロジェクタ装置に
適用することも可能である。In the above embodiment, the convex lens 1a,
2a and the convex lenses 1b and 2b are horizontally displaced from each other by 1/2, but it is sufficient that the convex lenses 1a, 1b and 2a and 2b formed in the multi-lens arrays 1 and 2 correspond to each other. As shown in FIG.
Convex lenses 1a, 1a, 1a, convex lenses 1b, 1b, 1
b, the multi-lens array 1A may be formed by shifting the convex lenses 1c, 1c and 1c by 1/4 in the horizontal direction. Further, the present invention can be applied to a projector device including an optical modulator other than the liquid crystal projector device described above.
【００３４】[0034]
【発明の効果】以上、説明したように本発明は光源の後
段に配置されるマルチレンズアレー等の一対の光学手段
の各凸レンズを千鳥格子状に形成することによって、液
晶パネルで光変調されたＲＧＢ各色光を合成するクロス
ダイクロイックプリズム等の光合成手段の中心部分に欠
陥がある場合でも、この中心部分を通過することによっ
て発生するカゲを水平方向に分散できる。これによっ
て、画像上に現れるカゲの濃度が薄くなり画質を向上す
ることが可能になると共に、クロスダイクロイックプリ
ズムの欠陥を補うことができるという利点がある。As described above, according to the present invention, by forming each convex lens of a pair of optical means such as a multi-lens array arranged in the subsequent stage of the light source in a zigzag pattern, the light is modulated by the liquid crystal panel. Even if there is a defect in the central portion of the light combining means such as the cross dichroic prism that combines the RGB color lights, the lizard generated by passing through the central portion can be dispersed in the horizontal direction. This has the advantages that the density of the lizard appearing on the image is reduced, the image quality can be improved, and the defect of the cross dichroic prism can be compensated.
【図１】本発明の実施の形態である液晶プロジェクタ装
置に用いられるマルチレンズアレーの平面図である。FIG. 1 is a plan view of a multi-lens array used in a liquid crystal projector device according to an embodiment of the present invention.
【図２】本実施の形態の液晶プロジェクタ装置の光学ブ
ロックを示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an optical block of the liquid crystal projector device of the present embodiment.
【図３】図２に示すマルチレンズアレーによって収束す
る光束の光路を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an optical path of a light beam converged by the multi-lens array shown in FIG.
【図４】本実施の形態の液晶プロジェクタ装置によって
分散表示されるカゲを摸式的に示す図である。FIG. 4 is a diagram schematically showing a lizard displayed in a distributed manner by the liquid crystal projector device of the present embodiment.
【図５】マルチレンズアレーの変形例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a modified example of a multi-lens array.
【図６】従来の液晶プロジェクタ装置の光学ブロックの
一例を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing an example of an optical block of a conventional liquid crystal projector device.
【図７】従来の液晶プロジェクタ装置に用いられている
マルチレンズアレーの平面図である。FIG. 7 is a plan view of a multi-lens array used in a conventional liquid crystal projector device.
【図８】図７に示されている従来のマルチレンズアレー
によって収束する光束の光路を示す図である。8 is a diagram showing an optical path of a light beam converged by the conventional multi-lens array shown in FIG.
【図９】従来のマルチレンズアレーによって画像上にカ
ゲが発生する一例を示す。FIG. 9 shows an example in which a conventional multi-lens array causes a cliff on an image.
【図１０】従来のマルチレンズアレーによって発生する
画像上のカゲを摸式的に示す図である。FIG. 10 is a diagram schematically showing a lizard on an image generated by a conventional multi-lens array.
【図１１】液晶パネルで変調されたＲＧＢ各色光を合成
するクロスダイクロイックプリズムを示す斜視図であ
る。FIG. 11 is a perspective view showing a cross dichroic prism for combining RGB color lights modulated by a liquid crystal panel.
１、２ マルチレンズアレー １ａ、１ｂ、２ａ、２ｂ 凸レンズ １１ クロスダイクロイックプリズム ９、１５、２３ 液晶パネル 1, 2 Multi-lens array 1a, 1b, 2a, 2b Convex lens 11 Cross dichroic prism 9, 15, 23 Liquid crystal panel
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 桂川 英樹 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Hideki Katsuragawa 6-735 Kitashinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo Sony Corporation
Claims (3)
る状態で複数の矩形の凸レンズが形成されている光学手
段と、 前記光学手段によって導かれた前記光源の光束を、赤、
青、緑毎に光変調して画像信号を生成する光変調手段
と、 前記光変調手段で変調された各色の光束を合成してカラ
ー画像を形成する光合成手段と、 を備えたプロジェクタ装置において、 前記光学手段に形成される凸レンズを千鳥格子状に配置
したことを特徴とするプロジェクタ装置。1. An optical means comprising a light source and a pair of compound lenses, wherein a plurality of rectangular convex lenses are formed on the opposite surfaces in a corresponding state, and a light flux of the light source guided by the optical means. , Red,
In a projector device comprising: a light modulator for optically modulating each of blue and green to generate an image signal; and a light combiner for combining the light fluxes of the respective colors modulated by the light modulator to form a color image, A projector device in which convex lenses formed in the optical means are arranged in a staggered pattern.
ていることを特徴とする請求項１に記載のプロジェクタ
装置。2. The projector device according to claim 1, wherein the light modulator is composed of a liquid crystal panel.
が対応する状態で複数の矩形の凸レンズが形成され、前
記光源から出射した平行光束を光変調手段に導く光学手
段と、 を備え、前記光学手段に形成される凸レンズを千鳥格子
状に配置したことを特徴とするプロジェクタ装置の光
源。3. An optical means comprising a light source and a pair of complex lenses, wherein a plurality of rectangular convex lenses are formed on respective surfaces facing each other in a corresponding state, and the parallel light flux emitted from the light source is guided to a light modulating means. And a convex lens formed on the optical means is arranged in a hound's tooth check pattern.
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|---|---|---|---|
| JP26614995A JP3449068B2 (en) | 1995-09-21 | 1995-09-21 | Projector device |
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|---|---|
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6219112B1 (en) | 1998-01-29 | 2001-04-17 | Fuji Photo Optical Co., Ltd. | Illumination optical system and liquid crystal projector apparatus using the same |
| EP1262812A3 (en) * | 2001-05-29 | 2004-01-14 | Aurora Systems, Inc. | Projection system with an offset lens array to reduce vertical banding |
| US7988300B2 (en) | 2007-07-19 | 2011-08-02 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Illumination device, projection video display device, and fly-eye lens |
| US8147068B2 (en) | 2007-04-20 | 2012-04-03 | Sony Corporation | Projection display apparatus |
| CN113741029A (en) * | 2020-05-29 | 2021-12-03 | 日立乐金光科技株式会社 | Virtual image projection device |
-
1995
- 1995-09-21 JP JP26614995A patent/JP3449068B2/en not_active Expired - Fee Related
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| EP2017669A3 (en) * | 2007-07-19 | 2011-12-21 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Illumination device, projection video display device, and fly-eye lens |
| CN113741029A (en) * | 2020-05-29 | 2021-12-03 | 日立乐金光科技株式会社 | Virtual image projection device |
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