JP2007264245A - Image projector - Google Patents

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JP2007264245A JP2006088304A JP2006088304A JP2007264245A JP 2007264245 A JP2007264245 A JP 2007264245A JP 2006088304 A JP2006088304 A JP 2006088304A JP 2006088304 A JP2006088304 A JP 2006088304A JP 2007264245 A JP2007264245 A JP 2007264245A
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liquid crystal
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blue
red
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JP2006088304A
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Daisuke Hayashi
大輔 林
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Seiko Epson Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image projector which can prevent its lifetime from becoming short due to damages on the light incident side polarizer of a specific liquid crystal panel, even if the polarizing converter element has wavelength characteristics. <P>SOLUTION: Since the polarizing converter 34 has polarizing conversion efficiency that is higher in the blue or red wavelength region to operate a blue liquid crystal panel 61b or red liquid crystal panel 61r than in other visible wavelength regions; image projection is made possible for the images having brightness increased in blue or red wavelength region. Furthermore, since the light-incident side polarizer filters 62b, 62r are omitted in the blue or red liquid crystal panels 61r and 61b, it is possible to prevent the lifetime of the liquid crystal light valve from becoming short by the polarizer filters 62b, 62r damaged by comparatively strong light, i.e. blue light LB and red light LR, and to prolong the lifetime of the projector 10, as a result. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、ランプ光源からの照明光によって液晶パネルを照明し、当該液晶パネルを経
た変調光を投射するプロジェクタに関する。
The present invention relates to a projector that illuminates a liquid crystal panel with illumination light from a lamp light source and projects modulated light that has passed through the liquid crystal panel.

従来の一般的なプロジェクタは、ランプ等を備える光源と、光源からの光を均一化する
とともに偏光変換する照明光学系と、照明光学系を経た光を3色に分離する色分離光学系
と、3色の照明光によって照明される3つの液晶パネルと、これら3つの液晶パネルから
の像を合成するクロスダイクロイックプリズムと、合成後の拡大像を投射する投射レンズ
とを備える(特許文献1参照)。ここで、各色の液晶パネルの前後には、一組の偏光板が
配置されており、これら一組の偏光板によって、液晶パネルに入射する偏光が調整され、
液晶パネルから目的とする偏光状態の変調光が取り出させる。
特開2004−69966号公報
A conventional general projector includes a light source including a lamp, an illumination optical system that uniformizes and converts the light from the light source, and a color separation optical system that separates light that has passed through the illumination optical system into three colors. Three liquid crystal panels illuminated by three colors of illumination light, a cross dichroic prism that synthesizes images from these three liquid crystal panels, and a projection lens that projects a magnified image after synthesis (see Patent Document 1) . Here, a set of polarizing plates is arranged before and after each color liquid crystal panel, and the polarized light incident on the liquid crystal panel is adjusted by the set of polarizing plates,
Modulated light having a desired polarization state is extracted from the liquid crystal panel.
JP 2004-69966 A

しかし、上記のようなプロジェクタにおいて、画像の明るさを向上させるため光源ラン
プとし、高輝度の水銀ランプが用いられているが、色分離後において相対的に緑色の色光
が他の色光に比べて光強度が強いため、画像光として利用するには色バランスを調整する
必要がある。色バランスを調整するために液晶パネルで光量を調整すると、画像変調に利
用できる階調数が低下して、プロジェクタの画像の色再現性が劣化する。
However, in the projector as described above, a high-intensity mercury lamp is used as a light source lamp in order to improve the brightness of the image. However, after color separation, the relatively green color light is compared with other color lights. Since the light intensity is strong, it is necessary to adjust the color balance in order to use it as image light. When the amount of light is adjusted with the liquid crystal panel to adjust the color balance, the number of gradations that can be used for image modulation decreases, and the color reproducibility of the image of the projector deteriorates.

そこで、本発明は、色分離および色合成してカラー画像を形成するには色バランスの調
整が必要な光源ランプを用いた場合であっても、色再現性が低下することなく色バランス
が良好なプロジェクタを提供することを目的とする。
Therefore, the present invention provides a good color balance without a decrease in color reproducibility even when a light source lamp that requires color balance adjustment to form a color image by color separation and color synthesis is used. An object is to provide a simple projector.

上記課題を解決するため、本発明に係るプロジェクタは、(a)緑色光となる波長領域
の光の強度が青色光及び赤色光となる波長領域の光の強度よりも強いスペクトル特性を有
する光源光を射出する光源装置を有する照明装置と、(b)照明装置から射出された照明
光を複数の色光に分離する色分離光学系と、(c)色分離光学系で分離された複数の色光
を画像情報に応じてそれぞれ変調する各色用の液晶ライトバルブと、(d)液晶ライトバ
ルブで変調された各色の像光を合成する光合成光学系とを備える。そして、本プロジェク
タにおいて、(e)前記赤色光を変調する液晶ライトバルブと前記青色光を変調する液晶
ライトバルブのうち少なくとも一方の液晶ライトバルブにおいて、入射側の偏光フィルタ
を省略し、(f)前記緑色光を変調する液晶ライトバルブにおいて、入射側の偏光フィル
タを設ける。なお、光合成光学系によって合成された像光は、投射レンズによって例えば
スクリーン上に拡大投射される。
In order to solve the above-described problems, a projector according to the present invention provides (a) light source light having spectral characteristics in which the intensity of light in the wavelength region that becomes green light is stronger than the intensity of light in the wavelength region that becomes blue light and red light. (B) a color separation optical system that separates illumination light emitted from the illumination device into a plurality of color lights, and (c) a plurality of color lights separated by the color separation optical system. A liquid crystal light valve for each color that is modulated according to image information; and (d) a light combining optical system that combines image light of each color modulated by the liquid crystal light valve. In this projector, (e) a polarizing filter on the incident side is omitted in at least one of the liquid crystal light valve that modulates red light and the liquid crystal light valve that modulates blue light, and (f) In the liquid crystal light valve that modulates the green light, an incident side polarization filter is provided. Note that the image light combined by the light combining optical system is enlarged and projected onto a screen, for example, by a projection lens.

上記プロジェクタでは、緑色光となる波長領域の光の強度が青色光及び赤色光となる波
長領域の光の強度よりも強いスペクトル特性を有する光源光を光源装置が出射しても、赤
色光を変調する液晶ライトバルブと青色光を変調する液晶ライトバルブのうち少なくとも
一方の液晶ライトバルブにおいて、入射側の偏光フィルタを省略するとともに、緑色光を
変調する液晶ライトバルブにおいて、入射側の偏光フィルタを設けているので、赤色光お
よび青色光のうちすくなくとも一方の色光の光強度を増加させた画像の投写が可能となる

ここで、偏光フィルタは、偏光膜および偏光膜を支持する支持層などにより構成されて
おり、偏光層は入射した光のうち一方の偏光成分を透過し他方の偏光成分を遮断するとと
もに、一方の偏光成分の光においても透過率が100%ではなく、光量を低下させている
。そこで、光源装置のスペクトル特性により光の強度が相対的に弱い赤色光および青色光
のうち少なくとも一方の光を変調する液晶ライトバルブの入射側の偏光フィルタを省略す
ることによって、赤色光および青色光のうち少なくとも一方の色光の光量損失を低減させ
ることが可能となる。
In the projector described above, even if the light source device emits light source light having a spectral characteristic that is stronger than the intensity of light in the wavelength region of green light and red light, the red light is modulated. In at least one of the liquid crystal light valve that modulates blue light and the liquid crystal light valve that modulates blue light, the incident side polarizing filter is omitted, and in the liquid crystal light valve that modulates green light, the incident side polarizing filter is provided. Therefore, it is possible to project an image in which the light intensity of at least one of the red light and blue light is increased.
Here, the polarizing filter is composed of a polarizing film and a support layer that supports the polarizing film, and the polarizing layer transmits one polarized component of incident light and blocks the other polarized component. Even for the light of the polarization component, the transmittance is not 100%, and the amount of light is reduced. Therefore, by omitting the polarization filter on the incident side of the liquid crystal light valve that modulates at least one of red light and blue light whose intensity is relatively weak due to the spectral characteristics of the light source device, red light and blue light are omitted. The light quantity loss of at least one of the color lights can be reduced.

また、赤色光を変調する液晶ライトバルブと青色光を変調する液晶ライトバルブのうち
少なくとも一方の液晶ライトバルブの入射側偏光フィルタを省略することによって、偏光
フィルタを省略しない場合に比較して当該液晶ライトバルブへ入射する光の所望の偏光成
分以外の偏光成分も液晶ライトバルブに入射することとなるが、上記プロジェクタでは偏
光変換装置を備えているとともに、青色光や赤色光は、比視感度が比較的低く、入射側の
偏光フィルタを省略した場合のコントラストの低下が目立ちにくい。なお、例えば偏光変
換装置が青色光で最も高い偏光変換効率を達成する場合、投射像の色温度を高めることが
できる。また、偏光変換装置が赤色光で最も高い偏光変換効率を達成する場合、投射像の
ホワイトバランスを高めること等が可能になる。
従って、光源装置から射出された光において赤色光および青色光よりも緑色光の光強度
が強くても、赤色光を変調する液晶ライトバルブと青色光を変調する液晶ライトバルブの
うち少なくとも一方の液晶ライトバルブの入射側の偏光フィルタを省略することによって
、コントラストの低下を目立たせることなく、液晶ライトバルブよる色バランスの調整量
を低減できるから、画像形成時の階調数の低下を軽減でき、プロジェクタの投影する画像
の色再現性を向上できる。さらに、赤色光を変調する液晶ライトバルブと青色光を変調す
る液晶ライトバルブのうち少なくとも一方の液晶ライトバルブの入射側の偏光フィルタを
省略するから、プロジェクタの部品点数および製造工数を削減でき、プロジェクタを低価
格にすることも可能となる。
Further, by omitting the incident side polarizing filter of at least one of the liquid crystal light valve that modulates red light and the liquid crystal light valve that modulates blue light, the liquid crystal is compared with the case where the polarizing filter is not omitted. Polarization components other than the desired polarization component of the light incident on the light valve will also enter the liquid crystal light valve. However, the projector has a polarization conversion device, and blue light and red light have a relative luminous sensitivity. The contrast is relatively low, and the decrease in contrast is not noticeable when the incident side polarizing filter is omitted. For example, when the polarization conversion device achieves the highest polarization conversion efficiency with blue light, the color temperature of the projected image can be increased. Further, when the polarization conversion device achieves the highest polarization conversion efficiency with red light, it is possible to increase the white balance of the projected image.
Therefore, even if the light emitted from the light source device has higher intensity of green light than red light and blue light, at least one liquid crystal light valve that modulates red light and liquid crystal light valve that modulates blue light is used. By omitting the polarizing filter on the incident side of the light valve, the amount of adjustment of the color balance by the liquid crystal light valve can be reduced without conspicuous deterioration of the contrast. The color reproducibility of the image projected by the projector can be improved. Further, since the polarizing filter on the incident side of at least one of the liquid crystal light valve that modulates red light and the liquid crystal light valve that modulates blue light is omitted, the number of parts and the number of manufacturing steps of the projector can be reduced. It is also possible to reduce the price.

また、本発明の具体的な態様又は観点によれば、上記プロジェクタにおいて、前記偏光
変換装置は、前記赤色光となる波長領域と前記青色光となる波長領域のうち少なくとも一
方の波長領域において緑色光の波長領域よりも高い偏光変換効率を有する。偏光変換装置
が、上記赤色光となる波長領域と上記青色光となる波長領域とのうち少なくとも一方の波
長領域において緑色光の波長領域よりも高い偏光変換効率を有するので、赤色光と青色光
とのうち少なくとも一方の輝度を増加させた画像の投射が可能になる。
Further, according to a specific aspect or aspect of the present invention, in the projector, the polarization conversion device may emit green light in at least one of a wavelength region that becomes the red light and a wavelength region that becomes the blue light. The polarization conversion efficiency is higher than that in the wavelength region. Since the polarization conversion device has higher polarization conversion efficiency than the wavelength region of green light in at least one of the wavelength region of red light and the wavelength region of blue light, red light and blue light It is possible to project an image in which at least one of the luminances is increased.

また、本発明の別の態様によれば、上記プロジェクタにおいて、偏光変換装置が、光軸
に対して傾斜配置され入射光を透過及び反射によって2つの偏光成分に分離する偏光分離
膜と、偏光分離膜で分離された一方の偏光成分の偏光を他方の偏向成分に変換する位相差
板とを備える。また、本プロジェクタにおいて、偏光分離膜と位相差板との透過又は反射
に際しての損失の調整によって、前記赤色光となる波長領域と前記青色光となる波長領域
のうち少なくとも一方の波長領域において緑色光の波長領域よりも相対的に高い偏光変換
効率が達成される。この場合、偏光変換装置を偏光分離膜及び位相差板で構成することが
でき、簡単な装置で、目的とする波長特性で効率的な偏光変換を達成することができる。
According to another aspect of the present invention, in the projector described above, the polarization converter includes a polarization separation film that is inclined with respect to the optical axis and separates incident light into two polarization components by transmission and reflection, and polarization separation. A retardation plate that converts the polarization of one polarization component separated by the film into the other polarization component. Further, in this projector, by adjusting the loss upon transmission or reflection between the polarization separation film and the retardation plate, green light is emitted in at least one of the wavelength region for red light and the wavelength region for blue light. A polarization conversion efficiency that is relatively higher than the wavelength region is achieved. In this case, the polarization conversion device can be composed of a polarization separation film and a retardation plate, and efficient polarization conversion can be achieved with a desired wavelength characteristic with a simple device.

本発明の別の態様によれば、光源装置が、発光源である水銀ランプと、当該水銀ランプ
からの光を集める凹面ミラーとを有する。この場合、高輝度ではあるが照明光として利用
される緑色光が赤色光および青色光に比べて相対的に光強度が強い光学水銀ランプであっ
ても、上述のようにコントラストの低下を目立たせることなく色バランスのよい画像を投
影するプロジェクタとすることができる。
According to another aspect of the present invention, a light source device includes a mercury lamp that is a light emission source, and a concave mirror that collects light from the mercury lamp. In this case, even if the green light used as illumination light with high luminance is an optical mercury lamp whose light intensity is relatively higher than that of red light and blue light, the reduction in contrast is conspicuous as described above. Thus, the projector can project an image with good color balance.

〔第1実施形態〕
図1は、本発明の第1実施形態に係るプロジェクタの光学系の構成を説明する概念図で
ある。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating the configuration of the optical system of the projector according to the first embodiment of the invention.

このプロジェクタ10は、光源から射出された光束を画像情報に応じて変調してカラー
の光学像を形成し、この光学像をスクリーン上に拡大投射するための光学機器であり、光
源ランプユニット20、照明光学系30、色分離装置40、光変調部60、クロスダイク
ロイックプリズム70、及び投射光学系80を備えて構成される。ここで、光源ランプユ
ニット20と照明光学系30とは、色分離装置40等に供給するための照明光を生成する
照明装置を構成する。
The projector 10 is an optical device for modulating a light beam emitted from a light source according to image information to form a color optical image and enlarging and projecting the optical image on a screen. The illumination optical system 30, the color separation device 40, the light modulator 60, the cross dichroic prism 70, and the projection optical system 80 are configured. Here, the light source lamp unit 20 and the illumination optical system 30 constitute an illumination device that generates illumination light to be supplied to the color separation device 40 and the like.

光源ランプユニット20は、光源ランプ21から周囲に放射された光束を集めて射出し
、照明光学系30等を介して光変調部60を照明するための光源装置であり、発光管であ
る光源ランプ21と、光源ランプ21から射出された光源光を反射する凹の楕円である凹
面鏡22と、凹面鏡22で反射された光源光をコリメートする凹レンズ23とを備える。
この光源ランプユニット20において、光源ランプ21から射出された光源光は、凹面鏡
22及び凹レンズ23を経て平行化され、前方側すなわち照明光学系30側に射出される
The light source lamp unit 20 is a light source device that collects and emits light beams emitted from the light source lamp 21 to the surroundings and illuminates the light modulation unit 60 via the illumination optical system 30 and the like, and is a light source lamp that is a light emitting tube. 21, a concave mirror 22 that is a concave ellipse that reflects the light source light emitted from the light source lamp 21, and a concave lens 23 that collimates the light source light reflected by the concave mirror 22.
In the light source lamp unit 20, the light source light emitted from the light source lamp 21 is collimated through the concave mirror 22 and the concave lens 23 and emitted to the front side, that is, the illumination optical system 30 side.

なお、上述した光源ランプ21は、高輝度の光を射出することができる点で、通常水銀
ランプが使用されるが、光源ランプユニット20に組み込まれるのは、水銀ランプに限ら
ない。ただし、この光源ランプ21の射出する光は、高輝度ではあるが、緑色光の光強度
が赤色光又は青色光の光強度よりも強くなっている。また、上述した楕円の凹面鏡22に
代えて、放物面等の各種凹面鏡を用いることができる。放物面の凹面鏡を用いた場合、凹
面鏡22の後段に凹レンズ23等を設けなくとも、光源ランプユニット20から平行光束
を射出させることが可能となる。
The above-described light source lamp 21 is normally a mercury lamp in that it can emit high-luminance light. However, the light source lamp unit 20 is not limited to the mercury lamp. However, although the light emitted from the light source lamp 21 has high luminance, the light intensity of green light is higher than the light intensity of red light or blue light. Further, various concave mirrors such as a paraboloid can be used in place of the elliptical concave mirror 22 described above. When a parabolic concave mirror is used, a parallel light beam can be emitted from the light source lamp unit 20 without providing the concave lens 23 or the like after the concave mirror 22.

照明光学系30は、光源ランプユニット20から射出された光束を複数の部分光束に分
割して対象とする照明領域に重畳して入射させることにより照度を均一化するとともに、
照明光を特定方向の偏光に変換する光学系であり、第1レンズアレイ31、第2レンズア
レイ32、偏光変換装置34、及び重畳レンズ35を備えている。
The illumination optical system 30 equalizes the illuminance by dividing the light beam emitted from the light source lamp unit 20 into a plurality of partial light beams and superimposing them on the target illumination area, and making it incident.
An optical system that converts illumination light into polarized light in a specific direction, and includes a first lens array 31, a second lens array 32, a polarization conversion device 34, and a superimposing lens 35.

第1レンズアレイ31は、光源ランプ21から射出された光束を複数の部分光束に分割
する光束分割光学素子としての機能を有し、システム光軸OAと直交する面内にマトリッ
クス状に配列される複数の小レンズを備えて構成される。各小レンズの輪郭形状は、後述
する光変調部60を構成する液晶パネル61b,61g,61rの画像形成領域の形状と
ほぼ相似形をなすように設定されている。第2レンズアレイ32は、前述した第1レンズ
アレイ31により分割された複数の部分光束を集光する光学素子であり、第1レンズアレ
イ31と同様にシステム光軸OAに直交する面内にマトリックス状に配列される複数の小
レンズを備えているが、集光を目的としているため、各小レンズの輪郭形状が液晶パネル
61b,61g,61rの画像形成領域の形状と正確に対応している必要はない。
The first lens array 31 has a function as a light beam splitting optical element that splits a light beam emitted from the light source lamp 21 into a plurality of partial light beams, and is arranged in a matrix in a plane orthogonal to the system optical axis OA. A plurality of small lenses are provided. The contour shape of each small lens is set so as to be almost similar to the shape of the image forming area of the liquid crystal panels 61b, 61g, 61r constituting the light modulation unit 60 described later. The second lens array 32 is an optical element that collects a plurality of partial light beams divided by the first lens array 31 described above, and in the same manner as the first lens array 31, a matrix is formed in a plane orthogonal to the system optical axis OA. However, since it is intended to collect light, the contour shape of each small lens accurately corresponds to the shape of the image forming area of the liquid crystal panels 61b, 61g, 61r. There is no need.

偏光変換装置34は、PBSアレイで形成されており、第1レンズアレイ31により分
割され第2レンズアレイ32から個別に射出された部分光束の偏光方向を一方向の直線偏
光に揃える役割を有する。
The polarization conversion device 34 is formed of a PBS array, and has a role of aligning the polarization directions of the partial light beams divided by the first lens array 31 and individually emitted from the second lens array 32 to one-way linearly polarized light.

図2は、偏光変換装置34の具体的な構造を説明する平面図である。この偏光変換装置
34は、プリズム体91,92,93と、偏光分離膜95と、位相差板96と、反射膜9
7とを備える。
FIG. 2 is a plan view illustrating a specific structure of the polarization conversion device 34. This polarization conversion device 34 includes prism bodies 91, 92, 93, a polarization separation film 95, a phase difference plate 96, and a reflection film 9.
7.

プリズム体91,92,93は、いずれもガラス等で形成された透光性の部材であり、
システム光軸OAが通る中央のプリズム体91は、底面(紙面に平行な面)が直角三角形
である三角柱形状をなしている。また、プリズム体91の左右に設けられている2つのプ
リズム体92,93は、それぞれ底面が平行四辺形である四角柱形状をなしており、シス
テム光軸OAを挟んで互いに対称な状態で配置されている。
The prism bodies 91, 92, and 93 are all translucent members formed of glass or the like.
The central prism body 91 through which the system optical axis OA passes has a triangular prism shape whose bottom surface (surface parallel to the paper surface) is a right triangle. Further, the two prism bodies 92 and 93 provided on the left and right sides of the prism body 91 have a quadrangular prism shape whose bottom surface is a parallelogram, and are arranged symmetrically with respect to the system optical axis OA. Has been.

偏光分離膜95は、一対のプリズム体91,92間、或いは一対のプリズム体91,9
3間において、入射光ILに対して45°傾斜した状態で配置されており、誘電体多層膜
からなる偏光分離素子(偏光ビームスプリッタ)として、入射光ILの光束に含まれるP
偏光光束及びS偏光光束のうち、一方の偏光光束を透過し、他方の偏光光束を反射する。
ここでは、偏光分離膜95は、偏光変換装置34に入射した入射光ILの偏光成分のうち
、P偏光を透過により第1偏光PPとして直進させ、S偏光を反射により第2偏光SSと
して折り曲げることによって分離するものとする。なお、偏光分離膜95は、例えばプリ
ズム体92,93の一方の傾斜した側面上に、蒸着等を含む各種成膜法を利用して形成さ
れる。
The polarization separation film 95 is formed between the pair of prism bodies 91 and 92 or between the pair of prism bodies 91 and 9.
3 is arranged in a state inclined by 45 ° with respect to the incident light IL, and as a polarization separation element (polarization beam splitter) made of a dielectric multilayer film, P contained in the light beam of the incident light IL
Of the polarized light beam and the S-polarized light beam, one polarized light beam is transmitted and the other polarized light beam is reflected.
Here, the polarization separation film 95 causes the P-polarized light out of the polarization components of the incident light IL incident on the polarization conversion device 34 to travel straight as the first polarization PP, and bends the S-polarization as the second polarization SS by reflection. Shall be separated by The polarization separation film 95 is formed, for example, on one inclined side surface of the prism bodies 92 and 93 by using various film forming methods including vapor deposition.

位相差板96は、プリズム体91の射出側に設けられており、複屈折材料からなる半波
長位相差板として、偏光分離膜95を透過したP偏光である第1偏光PPをS偏光に変換
する。
The phase difference plate 96 is provided on the exit side of the prism body 91, and converts the first polarization PP, which is P-polarized light transmitted through the polarization separation film 95, into S-polarization as a half-wave retardation plate made of a birefringent material. To do.

反射膜97は、隣接するプリズム体92,92間、或いはプリズム体93,93間にお
いて、入射光ILに対して45°傾斜した状態で配置されている。つまり、反射膜97は
、プリズム体92,93を挟んで偏光分離膜95に対向して平行に配置されている。反射
膜97は、誘電体多層膜からなる反射素子として、偏光分離膜95により反射された第2
偏光SSをさらに反射することで光路を第1偏光PPと同一の方向に変換させる。
The reflective film 97 is disposed between the adjacent prism bodies 92 and 92 or between the prism bodies 93 and 93 so as to be inclined by 45 ° with respect to the incident light IL. That is, the reflective film 97 is disposed in parallel to face the polarization separation film 95 with the prism bodies 92 and 93 interposed therebetween. The reflection film 97 is a second reflection element reflected by the polarization separation film 95 as a reflection element made of a dielectric multilayer film.
By further reflecting the polarized light SS, the optical path is converted in the same direction as the first polarized light PP.

なお、以上では説明を省略したが、システム光軸OAを挟んで両側に配置されるプリズ
ム体92,93の外側には、同様のプリズム体92,93が連続して配置されており、偏
光変換装置34の四角い厚板状の外形を形成する。この際、偏光分離膜95と反射膜97
とは、プリズム体92,93間に互い違いに配置され、位相差板96は、偏光分離膜95
に対向して一つおきのプリズム体92,93の射出面に貼り付けられる。ここで、位相差
板96は、偏光分離膜95を透過する第1偏光PPの光路上に配置されているが、反射膜
97で反射される第2偏光SSの光路上に配置することができる。この場合、反射膜97
で反射されたS偏光である第2偏光SSがP偏光に変換される。
Although not described above, similar prism bodies 92 and 93 are continuously arranged outside the prism bodies 92 and 93 arranged on both sides of the system optical axis OA, and polarization conversion is performed. The square plate-like outer shape of the device 34 is formed. At this time, the polarization separation film 95 and the reflection film 97
Are arranged alternately between the prism bodies 92 and 93, and the phase difference plate 96 is composed of the polarization separation film 95.
Is attached to the exit surface of every other prism body 92, 93. Here, the retardation plate 96 is disposed on the optical path of the first polarization PP that passes through the polarization separation film 95, but can be disposed on the optical path of the second polarization SS that is reflected by the reflection film 97. . In this case, the reflective film 97
The second polarized light SS, which is S-polarized light reflected at, is converted to P-polarized light.

以上説明した偏光変換装置34において、システム光軸OAに略沿って入射した入射光
ILは、すべての偏光光束の偏光方向が揃えられて、偏光変換装置34の反対側から射出
される。このような偏光変換装置34を用いることにより、光源ランプ21から射出され
る光束を、一方向の偏光光束に揃えることができるため、光変調部60で利用する光源光
の利用率を向上させることができる。
In the polarization converter 34 described above, the incident light IL incident substantially along the system optical axis OA is emitted from the opposite side of the polarization converter 34 with the polarization directions of all the polarized light beams being aligned. By using such a polarization conversion device 34, it is possible to align the light beam emitted from the light source lamp 21 with a polarized light beam in one direction, so that the utilization factor of the light source light used in the light modulation unit 60 is improved. Can do.

図3は、偏光変換装置34による偏光変換効率を説明するグラフである。このグラフに
おいて、横軸は波長を示し、縦軸は透過率を示す。グラフ中で、点線は、偏光分離膜95
を反射し反射膜97で反射されて射出される第2偏光SSの透過率を示し、一点差線は、
偏光分離膜95で透過し位相差板96で偏光変換されてから射出される第1偏光PPの透
過率を示す。そして、実線は、両偏光SS,PPを加算した透過率すなわち偏光変換装置
34による特定偏光への偏光変換効率を示す。この例では、青(B)色において偏光変換
効率が最も高くなっており、赤(R)色において偏光変換効率が最も低くなっている。そ
して、緑(G)色の偏光変換効率は、青色と赤色との中間程度となっている。このように
青色の偏光変換効率が高いと、光源ランプ21が白色の光源光を射出する場合であっても
、青の相対強度が高まり、照明光学系30から射出される照明光の色温度を高くすること
ができる。
FIG. 3 is a graph for explaining the polarization conversion efficiency by the polarization converter 34. In this graph, the horizontal axis indicates the wavelength, and the vertical axis indicates the transmittance. In the graph, the dotted line indicates the polarization separation film 95.
Indicates the transmittance of the second polarized light SS reflected by the reflective film 97 and emitted, and the one-dot chain line is
The transmittance of the first polarized light PP which is transmitted through the polarization separation film 95 and is emitted after being subjected to polarization conversion by the phase difference plate 96 is shown. The solid line indicates the transmittance obtained by adding both polarizations SS and PP, that is, the polarization conversion efficiency to the specific polarization by the polarization converter 34. In this example, the polarization conversion efficiency is the highest in the blue (B) color, and the polarization conversion efficiency is the lowest in the red (R) color. The polarization conversion efficiency of green (G) color is about the middle between blue and red. Thus, when the blue polarization conversion efficiency is high, even when the light source lamp 21 emits white light source light, the relative intensity of blue increases and the color temperature of the illumination light emitted from the illumination optical system 30 is reduced. Can be high.

以上のような偏光変換効率における波長特性は、偏光分離膜95、位相差板96、反射
膜97等の透過又は反射に際しての損失に起因して生じるものであるが、特に偏光分離膜
95の波長依存性に大きな影響を受ける。ここで、偏光分離膜95の偏光分離特性を波長
依存性の少ないフラットなものとすることも考えられるが、偏光分離膜95が極めて高価
なものとなる。このため、偏光分離膜95の偏光分離特性を主に特定の波長(この場合、
青色)に適合させれば、偏光分離膜95を安価で比較的損失の少ないものにできる。ただ
し、他の波長(この場合、緑色及び赤色)については、若干の相対的減光が生じてしまう
が、照明光のうち特定の青色光の増加は、照明光の色温度を高めることになるので、色温
度が高いことが望ましい用途では、むしろ用途に適する照明光を得られる。特に光源ラン
プ21が水銀ランプで構成される場合、青色等の輝度が緑色の輝度に対して相対的に小さ
くなる傾向があり、青色光の利用効率向上は望ましい。これにより、画像光の色バランス
が良好なものとなる。
The wavelength characteristics in the polarization conversion efficiency as described above are caused by a loss in transmission or reflection through the polarization separation film 95, the phase difference plate 96, the reflection film 97, and the like. It is greatly affected by dependencies. Here, it is conceivable to make the polarization separation characteristic of the polarization separation film 95 flat with less wavelength dependency, but the polarization separation film 95 becomes extremely expensive. For this reason, the polarization separation characteristic of the polarization separation film 95 is mainly set to a specific wavelength (in this case,
If it is adapted to blue), the polarization separation film 95 can be made inexpensive and with relatively little loss. However, for other wavelengths (in this case, green and red), a slight relative dimming occurs, but an increase in specific blue light in the illumination light increases the color temperature of the illumination light. Therefore, in an application where a high color temperature is desired, an illumination light suitable for the application can be obtained. In particular, when the light source lamp 21 is composed of a mercury lamp, the luminance of blue or the like tends to be relatively small with respect to the luminance of green, and it is desirable to improve the utilization efficiency of blue light. As a result, the color balance of the image light is improved.

なお、以上の例では、偏光変換装置34の偏光変換効率が青色において最も高くなって
おり、他の色で相対的に低くなっているとしたが、赤色で偏光変換効率が最も高くなるよ
うに設計することも可能である。このように、赤色で偏光変換効率が最も高くなるように
した場合、緑色や青色をカットすることになり、水銀ランプについては、ホワイトバラン
スがよくなり、さらに緑色や青色の偏光変換効率を下げた場合、照明光学系30中にシネ
マフィルタを組み込んだかのような効果が得られる。
In the above example, the polarization conversion efficiency of the polarization conversion device 34 is highest in blue and relatively low in other colors. However, the polarization conversion efficiency is highest in red. It is also possible to design. In this way, when red has the highest polarization conversion efficiency, it cuts green and blue, and for the mercury lamp, the white balance is improved and the polarization conversion efficiency of green and blue is further reduced. In this case, an effect as if a cinema filter was incorporated in the illumination optical system 30 can be obtained.

図1に戻って、重畳レンズ35は、第1レンズアレイ31、第2レンズアレイ32、及
び偏光変換装置34を経た複数の部分光束を集光して、液晶パネル61b,61g,61
rの画像形成領域上に重畳させて入射させるための光学素子である。この重畳レンズ35
から射出された光束は、均一化されつつ次段の色分離装置40に射出される。つまり、両
レンズアレイ31,32と重畳レンズ35とを経た照明光は、以下に詳述する色分離装置
40を経て、光変調部60の照明領域すなわち各色の液晶パネル61b,61g,61r
の画像形成領域を均一に重畳照明する。
Returning to FIG. 1, the superimposing lens 35 condenses a plurality of partial light beams that have passed through the first lens array 31, the second lens array 32, and the polarization conversion device 34, and liquid crystal panels 61 b, 61 g, 61.
This is an optical element that is superimposed on the image forming area r. This superimposing lens 35
Are emitted to the next color separation device 40 while being made uniform. That is, the illumination light that has passed through both the lens arrays 31 and 32 and the superimposing lens 35 passes through the color separation device 40 described in detail below, and then the illumination region of the light modulator 60, that is, the liquid crystal panels 61b, 61g, and 61r for each color.
The image forming area is uniformly superimposed and illuminated.

色分離装置40は、第1及び第2ダイクロイックミラー41a,41b、反射ミラー4
2a,42b,42c、フィールドレンズ43b,43g,43r、及びリレーレンズ4
5,46を備える。これらのうち、第1及び第2ダイクロイックミラー41a,41bを
含んで構成される色分離光学系は、照明光を、青(B)色光、緑(G)色光、及び赤(R
)光の3つの光束に分離する。各ダイクロイックミラー41a,41bは、透明基板上に
、所定の波長領域の光束を反射し他の波長領域の光束を透過する波長選択作用を有する誘
電体多層膜を形成することによって得た光学素子であり、システム光軸OAに対してとも
に傾斜した状態で配置される。第1ダイクロイックミラー41aは、青・緑・赤(B・G
・R)の3色のうち青色光LBを反射し、緑色光LGと赤色光LRとを透過させる。また
、第2ダイクロイックミラー41bは、入射した緑色光LG及び赤色光LRのうち緑色光
LGを反射し赤色光LRを透過させる。色分離装置40の射出側に設けられた各色用のフ
ィールドレンズ43b,43g,43rは、第2レンズアレイ32から射出され光変調部
60に入射する各部分光束が、適当な収束度となるように設けられている。一対のリレー
レンズ45,46は、青色用の第1光路OP1や緑色用の第2光路OP2よりも相対的に
長い赤色用の第3光路OP3上に配置されている。これらのリレーレンズ45,46は、
入射側の第1のリレーレンズ45の直前に形成された像を、略そのまま射出側のフィール
ドレンズ43rに伝達することにより、光の拡散等による光の利用効率の低下を防止して
いる。
The color separation device 40 includes first and second dichroic mirrors 41 a and 41 b and a reflection mirror 4.
2a, 42b, 42c, field lenses 43b, 43g, 43r, and relay lens 4
5 and 46. Among these, the color separation optical system including the first and second dichroic mirrors 41a and 41b uses illumination light as blue (B) light, green (G) light, and red (R).
) Separated into three luminous fluxes of light. Each dichroic mirror 41a, 41b is an optical element obtained by forming on a transparent substrate a dielectric multilayer film having a wavelength selection function of reflecting a light beam in a predetermined wavelength region and transmitting a light beam in another wavelength region. Yes, they are arranged in an inclined state with respect to the system optical axis OA. The first dichroic mirror 41a is blue / green / red (B / G
Of the three colors R), the blue light LB is reflected and the green light LG and the red light LR are transmitted. The second dichroic mirror 41b reflects the green light LG out of the incident green light LG and red light LR and transmits the red light LR. The field lenses 43b, 43g, and 43r for each color provided on the emission side of the color separation device 40 are configured so that each partial light beam emitted from the second lens array 32 and incident on the light modulation unit 60 has an appropriate degree of convergence. Is provided. The pair of relay lenses 45 and 46 are disposed on the third optical path OP3 for red which is relatively longer than the first optical path OP1 for blue and the second optical path OP2 for green. These relay lenses 45 and 46 are
By transmitting the image formed immediately before the first relay lens 45 on the incident side to the field lens 43r on the emission side as it is, a decrease in light use efficiency due to light diffusion or the like is prevented.

この色分離装置40において、光源ランプユニット20から照明光学系30を経て入射
した照明光は、まず第1ダイクロイックミラー41aに入射する。第1ダイクロイックミ
ラー41aで反射された青色光LBは、第1光路OP1に導かれ、反射ミラー42aを経
て最終段のフィールドレンズ43bに入射する。また、第1ダイクロイックミラー41a
を透過して第2ダイクロイックミラー41bで反射された緑色光LGは、第2光路OP2
に導かれ最終段のフィールドレンズ43gに入射する。さらに、第2ダイクロイックミラ
ー41bを通過した赤色光LRは、第3光路OP3に導かれ、反射ミラー42b,42c
やリレーレンズ45,46を経て最終段のフィールドレンズ43rに入射する。
In the color separation device 40, the illumination light incident from the light source lamp unit 20 via the illumination optical system 30 first enters the first dichroic mirror 41a. The blue light LB reflected by the first dichroic mirror 41a is guided to the first optical path OP1, and enters the final stage field lens 43b via the reflection mirror 42a. The first dichroic mirror 41a
The green light LG that has passed through and reflected by the second dichroic mirror 41b passes through the second optical path OP2.
Is incident on the last stage field lens 43g. Further, the red light LR that has passed through the second dichroic mirror 41b is guided to the third optical path OP3, and the reflection mirrors 42b and 42c.
Then, the light enters the field lens 43r at the final stage through the relay lenses 45 and 46.

光変調部60は、3色の照明光LB,LG,LRがそれぞれ入射する3つの液晶パネル
(液晶表示パネル)61b,61g,61rを備える。このうち、青色用の液晶パネル6
1bについては、射出側のみ偏光フィルタ62bが配置されており、入射側に偏光フィル
タが配置されていない。一方、他の色用の液晶パネル61g,61rについては、これら
の液晶パネル61g,61rを挟むように2組の偏光フィルタ62g,62rが配置され
ている。ここで、青色光LB用の液晶パネル61bと、この射出側に設けた偏光フィルタ
62bとは、照明光を画像情報に基づいて2次元的に輝度変調するための液晶ライトバル
ブを構成する。また、緑色光LG用の液晶パネル61gと、これを挟む一対の偏光フィル
タ62g,62gも、緑色用の液晶ライトバルブを構成し、同様に、赤色光LR用の液晶
パネル61rと、一対の偏光フィルタ62r,62rも、赤色用の液晶ライトバルブを構
成する。各液晶パネル61b,61g,61rは、一対の透明なガラス基板間に電気光学
物質である液晶を密閉封入したものであり、例えば、ポリシリコンTFTをスイッチング
素子として、与えられた画像信号に従って、それぞれに入射した偏光光束の偏光方向を変
調する。
The light modulation unit 60 includes three liquid crystal panels (liquid crystal display panels) 61b, 61g, and 61r on which the three colors of illumination lights LB, LG, and LR are respectively incident. Of these, the blue liquid crystal panel 6
For 1b, the polarizing filter 62b is disposed only on the exit side, and no polarizing filter is disposed on the incident side. On the other hand, for the other color liquid crystal panels 61g and 61r, two sets of polarizing filters 62g and 62r are arranged so as to sandwich the liquid crystal panels 61g and 61r. Here, the liquid crystal panel 61b for the blue light LB and the polarizing filter 62b provided on the emission side constitute a liquid crystal light valve for two-dimensionally modulating the illumination light based on image information. The liquid crystal panel 61g for green light LG and the pair of polarizing filters 62g and 62g sandwiching the liquid crystal panel also constitute a green liquid crystal light valve, and similarly, the liquid crystal panel 61r for red light LR and a pair of polarized light. The filters 62r and 62r also constitute a liquid crystal light valve for red. Each of the liquid crystal panels 61b, 61g, 61r is a liquid crystal which is an electro-optical material sealed between a pair of transparent glass substrates. For example, each of the liquid crystal panels 61b, 61g, 61r is a polysilicon TFT as a switching element, The polarization direction of the polarized light beam incident on the light is modulated.

この光変調部60において、第1光路OP1に導かれた青色光LBは、フィールドレン
ズ43bを介して液晶パネル61bの位置に設けた照明領域に入射し液晶パネル61b内
の画像形成領域を照明する。第2光路OP2に導かれた緑色光LGは、フィールドレンズ
43gを介して液晶パネル61gの位置に設けた照明領域に入射し液晶パネル61g内の
画像形成領域を照明する。第3光路OP3に導かれた赤色光LRは、第1及び第2リレー
レンズ45,46及びフィールドレンズ43rを介して液晶パネル61rの位置に設けた
照明領域に入射し液晶パネル61r内の画像形成領域を照明する。各液晶パネル61b,
61g,61rは、入射した照明光の偏光方向の空間的分布を変化させるための非発光で
透過型の光変調装置である。各液晶パネル61b,61g,61rにそれぞれ入射した各
色光LB,LG,LRは、各液晶パネル61b,61g,61rに電気的信号として入力
された駆動信号或いは制御信号に応じて、画素単位で偏光状態が調整される。その際、偏
光フィルタ62g,62rによって、各液晶パネル61g,61rに入射する照明光の偏
光方向が調整されるとともに、偏光フィルタ62b,62g,62rによって、各液晶パ
ネル61b,61g,61rから射出される光から所定の偏光方向の変調光が取り出され
る。
In the light modulation unit 60, the blue light LB guided to the first optical path OP1 enters the illumination area provided at the position of the liquid crystal panel 61b via the field lens 43b and illuminates the image forming area in the liquid crystal panel 61b. . The green light LG guided to the second optical path OP2 enters the illumination area provided at the position of the liquid crystal panel 61g via the field lens 43g and illuminates the image forming area in the liquid crystal panel 61g. The red light LR guided to the third optical path OP3 enters the illumination area provided at the position of the liquid crystal panel 61r via the first and second relay lenses 45 and 46 and the field lens 43r, and forms an image in the liquid crystal panel 61r. Illuminate the area. Each liquid crystal panel 61b,
61g and 61r are non-luminous and transmissive light modulators for changing the spatial distribution of the polarization direction of incident illumination light. The color lights LB, LG, and LR incident on the liquid crystal panels 61b, 61g, and 61r are polarized in units of pixels in accordance with drive signals or control signals input as electrical signals to the liquid crystal panels 61b, 61g, and 61r. The state is adjusted. At that time, the polarization direction of the illumination light incident on the liquid crystal panels 61g and 61r is adjusted by the polarization filters 62g and 62r, and the light is emitted from the liquid crystal panels 61b, 61g and 61r by the polarization filters 62b, 62g and 62r. Modulated light of a predetermined polarization direction is extracted from the light.

ここで、液晶パネル61bの入射側には、上述したように偏光フィルタ62bが設けら
れていない。このように入射側の偏光フィルタ62bを除去すると、一般には、液晶パネ
ル61bに所望の偏光成分の光以外の偏光成分の光が入射するため、黒画像を表示する場
合に偏光フィルタ62bによって遮断されない偏光成分の光、つまり黒画面での消光比の
小さな偏光が入射することになり、コントラストを低下させる原因になるとも考えられる
。しかしながら、青色光や赤色光は比視感度が低い光であり、これらの色に関してコント
ラスト等の光変調特性に多少の劣化が生じても投射像鑑賞の妨げになりにくい。つまり、
青色光については、入射側の偏光フィルタ62bを省略しても、偏光フィルタ62bを省
略したことに起因するコントラストの低下が目立ちにくい。一方で、第1光路OP1に導
かれる青色光LBの照度は、他の光路OP2,OP3に導かれる緑色光GLや赤色光LR
の照度に比較して大きくなっている。これは、図3で説明した偏光変換装置34の偏光変
換効率によるものであり、青色光LBの偏光変換率が他の緑色光GLや赤色光LRよりも
高くなっていることに起因する。このように照度の大きな青色光LBを、青色用のライト
バルブにおいてまず偏光フィルタ62bに入射させた場合、偏光フィルタ62bの劣化が
激しくなるが、本実施形態では、入射側の偏光フィルタ62bを省略していることから、
光変調部60全体としての耐久性を高めることができ、光変調部60延いてはプロジェク
タ10の寿命を長くすることができる。さらに、入射側の偏光フィルタ62bを省略する
ことにより、部品点数の減少によってコスト削減を達成することができる。
Here, the polarizing filter 62b is not provided on the incident side of the liquid crystal panel 61b as described above. When the polarization filter 62b on the incident side is removed in this way, generally, light of a polarization component other than the light of the desired polarization component is incident on the liquid crystal panel 61b, and therefore is not blocked by the polarization filter 62b when displaying a black image. It is considered that light of a polarization component, that is, polarized light having a small extinction ratio on a black screen is incident, which causes a decrease in contrast. However, blue light and red light have low specific visibility, and even if there is a slight deterioration in light modulation characteristics such as contrast with respect to these colors, it is difficult to obstruct projected image viewing. That means
For blue light, even if the polarization filter 62b on the incident side is omitted, a decrease in contrast due to the omission of the polarization filter 62b is not noticeable. On the other hand, the illuminance of the blue light LB guided to the first optical path OP1 is the green light GL and the red light LR guided to the other optical paths OP2 and OP3.
It is larger than the illuminance. This is due to the polarization conversion efficiency of the polarization conversion device 34 described with reference to FIG. 3, and is caused by the fact that the polarization conversion rate of the blue light LB is higher than that of the other green light GL and red light LR. When the blue light LB having such a large illuminance is first incident on the polarizing filter 62b in the blue light valve, the polarizing filter 62b deteriorates severely. However, in this embodiment, the incident-side polarizing filter 62b is omitted. Because
The durability of the light modulation unit 60 as a whole can be enhanced, and the life of the light modulation unit 60 and the projector 10 can be extended. Further, by omitting the incident-side polarizing filter 62b, cost reduction can be achieved by reducing the number of components.

なお、以上のように入射側の偏光フィルタ62bを省略した場合、液晶パネル61bに
入射する青色光LBの照度が多少増加するが、偏光フィルタ62bを除去した分だけ液晶
パネル61bの入射側に十分なスペースが形成され、液晶パネル61bの冷却効率が高め
られるので、液晶パネル61bの劣化速度が特に増大する現象は観察されなかった。むし
ろ、液晶パネル61bが効率的に冷却される結果として、冷却ファンの騒音を低減するこ
とができ、プロジェクタ10の消費電力を減らすことができた。
If the incident-side polarizing filter 62b is omitted as described above, the illuminance of the blue light LB incident on the liquid crystal panel 61b slightly increases. However, the amount of removal of the polarizing filter 62b is sufficient for the incident side of the liquid crystal panel 61b. Since a large space is formed and the cooling efficiency of the liquid crystal panel 61b is increased, a phenomenon in which the deterioration rate of the liquid crystal panel 61b particularly increases was not observed. Rather, as a result of efficiently cooling the liquid crystal panel 61b, the noise of the cooling fan can be reduced, and the power consumption of the projector 10 can be reduced.

以上の例では、第1光路OP1において入射側の偏光フィルタ62bを省略したが、赤
色用の第3光路OP3において入射側の偏光フィルタ62rを省略することもできる。特
に、偏光変換装置34の偏光変換効率が青色ではなく赤色において最も高くなっている場
合、入射側の偏光フィルタ62rを省略することによって、投射像のホワイトバランスを
高めること等が可能になる。
In the above example, the incident-side polarizing filter 62b is omitted in the first optical path OP1, but the incident-side polarizing filter 62r can be omitted in the red third optical path OP3. In particular, when the polarization conversion efficiency of the polarization converter 34 is highest in red instead of blue, the white balance of the projected image can be increased by omitting the incident side polarization filter 62r.

クロスダイクロイックプリズム70は、偏光フィルタ62b,62g,62rから射出
された各色光毎に変調された光学像を合成してカラー画像を形成する光合成光学系である
。このクロスダイクロイックプリズム70は、4つの直角プリズムを貼り合わせた平面視
略正方形状をなし、直角プリズム同士を貼り合わせた界面には、X字状に交差する一対の
誘電体多層膜71,72が形成されている。一方の第1誘電体多層膜71は青色光を反射
し、他方の第2誘電体多層膜72は赤色光を反射する。このクロスダイクロイックプリズ
ム70は、液晶パネル61bからの青色光LBを第1誘電体多層膜71で反射して進行方
向右側に射出させ、液晶パネル61gからの緑色光LGを第1及び第2誘電体多層膜71
,72を介して直進・射出させ、液晶パネル61rからの赤色光LRを第2誘電体多層膜
72で反射して進行方向左側に射出させる。
The cross dichroic prism 70 is a light combining optical system that forms a color image by combining optical images modulated for each color light emitted from the polarization filters 62b, 62g, and 62r. The cross dichroic prism 70 has a substantially square shape in plan view in which four right angle prisms are bonded together, and a pair of dielectric multilayer films 71 and 72 intersecting in an X shape are formed at the interface where the right angle prisms are bonded to each other. Is formed. One first dielectric multilayer film 71 reflects blue light, and the other second dielectric multilayer film 72 reflects red light. The cross dichroic prism 70 reflects the blue light LB from the liquid crystal panel 61b by the first dielectric multilayer film 71 and emits the green light LG from the liquid crystal panel 61g to the first and second dielectrics. Multilayer film 71
, 72, and the red light LR from the liquid crystal panel 61r is reflected by the second dielectric multilayer film 72 and emitted to the left in the traveling direction.

このようにクロスダイクロイックプリズム70で合成された像光は、拡大投影レンズと
しての投射光学系80を経て、適当な拡大率でスクリーン(不図示)にカラー画像として
投射される。
The image light combined by the cross dichroic prism 70 in this way is projected as a color image on a screen (not shown) at an appropriate magnification through a projection optical system 80 as a magnification projection lens.

以上の説明から明らかなように、本実施形態のプロジェクタ10によれば、偏光変換装
置34が、青色用の液晶パネル61b又は赤色用の液晶パネル61rを動作させる青色又
は赤色の波長域において他の可視波長域よりも高い偏光変換効率を有するので、青色又は
赤色の波長域で輝度を増加させた画像の投射が可能になる。また、高輝度ではあるが緑色
光の光強度が赤色光や青色光の光強度よりも強い光を射出する高圧水銀ランプを光源ラン
プ21に用いた場合、従来では、例えば白画面を投影するときであっても投映画像の色バ
ランスを良好にするために液晶パネル61gの変調によって緑色光LGの輝度を減少させ
ており、液晶パネル61gで可能な階調の一部を色バランス調整のために使用し、投映画
像を形成するための変調に利用するための階調数を低下させ色再現性を劣化させていたが
、本実施形態のプロジェクタ10によれば、偏光変換装置34が、緑色光の波長領域にお
いてを青色光または赤色光の波長領域の偏光変換効率よりも低いため、液晶パネル61g
の入射側の偏光フィルタ62gで比較的多く遮断されるから、色バランス調整のために液
晶パネル61gで可能な階調の使用する量が軽減もしくはなくすことができ、投映画像を
形成するための変調に利用される階調数を、従来よりも増加させ色再現性を向上させるこ
とが可能になる。
As is clear from the above description, according to the projector 10 of the present embodiment, the polarization conversion device 34 has another wavelength in the blue or red wavelength region in which the blue liquid crystal panel 61b or the red liquid crystal panel 61r is operated. Since the polarization conversion efficiency is higher than that in the visible wavelength range, it is possible to project an image with increased luminance in the blue or red wavelength range. Further, when a high-pressure mercury lamp that emits light with high luminance but with a light intensity of green light stronger than that of red light or blue light is used for the light source lamp 21, conventionally, for example, when projecting a white screen Even so, in order to improve the color balance of the projected image, the luminance of the green light LG is reduced by the modulation of the liquid crystal panel 61g. However, according to the projector 10 of the present embodiment, the polarization conversion device 34 is provided with green light, although the number of gradations used for modulation for forming a projected image is reduced and the color reproducibility is deteriorated. The liquid crystal panel 61g is lower than the polarization conversion efficiency in the wavelength region of blue light or red light.
Is relatively blocked by the polarizing filter 62g on the incident side, the amount of gradation that can be used in the liquid crystal panel 61g for color balance adjustment can be reduced or eliminated, and modulation for forming a projected image can be achieved. It is possible to increase the number of gradations used for the color tone and improve the color reproducibility.

ここで、偏光フィルタは、偏光膜および偏光膜を支持する支持層などにより構成されて
おり、偏光層は入射した光のうち一方の偏光成分を透過し他方の偏光成分を遮断するとと
もに、一方の偏光成分の光においても透過率が100%ではなく、光量を低下させている
。そこで、光源装置すなわち光源ランプ21のスペクトル特性により光の強度が弱い赤色
光及び青色光のうち少なくとも一方の光を変調する液晶ライトバルブすなわち液晶パネル
61r,61bの入射側の偏光フィルタを省略することによって、赤色光LR、及び青色
光LBのうち少なくとも一方の色光の光量損失を低減させることが可能となる。
Here, the polarizing filter is composed of a polarizing film and a support layer that supports the polarizing film, and the polarizing layer transmits one polarized component of incident light and blocks the other polarized component. Even for the light of the polarization component, the transmittance is not 100%, and the amount of light is reduced. Therefore, a liquid crystal light valve that modulates at least one of red light and blue light whose intensity is weak due to the spectral characteristics of the light source device, that is, the light source lamp 21, is omitted, that is, the polarizing filter on the incident side of the liquid crystal panels 61r and 61b. Thus, it is possible to reduce the light amount loss of at least one of the red light LR and the blue light LB.

また、赤色光を変調する液晶ライトバルブと青色光を変調する液晶ライトバルブのうち
少なくとも一方の液晶ライトバルブ(すなわち、少なくとも一方液晶パネル61r,61
b)の入射側の偏光フィルタを省略することによって、偏光フィルタを省略しない場合に
比較して当該液晶パネル61r,61bへ入射する光の所望の偏光成分以外の偏光成分も
液晶パネル61r,61bに入射することとなるが、上記プロジェクタ10では偏光変換
装置34を備えているとともに、青色光LBや赤色光LRは、比視感度が比較的低く、入
射側の偏光フィルタを省略した場合のコントラストの低下が目立ちにくい。
In addition, at least one liquid crystal light valve (that is, at least one of the liquid crystal panels 61r, 61) among the liquid crystal light valve that modulates red light and the liquid crystal light valve that modulates blue light.
By omitting the incident side polarization filter of b), the polarization components other than the desired polarization component of the light incident on the liquid crystal panels 61r and 61b are also added to the liquid crystal panels 61r and 61b as compared with the case where the polarization filter is not omitted. The projector 10 is provided with the polarization conversion device 34, and the blue light LB and the red light LR have relatively low relative visibility, and the contrast of the incident light when the incident side polarization filter is omitted. The decrease is not noticeable.

さらに、青色光LBの波長領域で輝度を増加できれば、投射像の色温度を高めることが
できる。また、赤色光LRの波長領域で輝度を増加できれば、投射像のホワイトバランス
を高めること等が可能になる。
Furthermore, if the luminance can be increased in the wavelength region of the blue light LB, the color temperature of the projected image can be increased. Further, if the luminance can be increased in the wavelength region of the red light LR, the white balance of the projected image can be increased.

従って、光源装置すなわち光源ランプ21から射出された光において赤色光および青色
光よりも緑色光の光強度が強くても、赤色光を変調する液晶ライトバルブと青色光を変調
する液晶ライトバルブのうち少なくとも一方の液晶ライトバルブ(すなわち、少なくとも
一方液晶パネル61r,61b)の入射側の偏光フィルタを省略することによって、コン
トラストの低下を目立たせることなく、液晶ライトバルブよる色バランスの調整量を低減
できるから、画像形成時の階調数の低下を軽減でき、プロジェクタの投影する画像の色再
現性を向上できる。さらに、赤色光を変調する液晶ライトバルブ(液晶パネル61r)と
青色光を変調する液晶ライトバルブ(液晶パネル61b)とのうち少なくとも一方の液晶
ライトバルブの入射側の偏光フィルタを省略するから、プロジェクタ10の部品点数およ
び製造工数を削減でき、プロジェクタ10を低価格にすることも可能となる。
Therefore, even if the light emitted from the light source device, that is, the light source lamp 21, has higher intensity of green light than red light and blue light, the liquid crystal light valve that modulates red light and the liquid crystal light valve that modulates blue light By omitting the polarizing filter on the incident side of at least one liquid crystal light valve (that is, at least one of the liquid crystal panels 61r and 61b), the adjustment amount of the color balance by the liquid crystal light valve can be reduced without conspicuous deterioration in contrast. Therefore, the decrease in the number of gradations during image formation can be reduced, and the color reproducibility of the image projected by the projector can be improved. Further, the polarizing filter on the incident side of at least one of the liquid crystal light valve for modulating red light (liquid crystal panel 61r) and the liquid crystal light valve for modulating blue light (liquid crystal panel 61b) is omitted. The number of parts and the number of manufacturing steps can be reduced, and the projector 10 can be made inexpensive.

以上実施形態に即して本発明を説明したが、本発明は、上記の実施形態に限られるもの
ではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能で
あり、例えば次のような変形も可能である。
Although the present invention has been described based on the above embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments, and can be implemented in various modes without departing from the gist thereof. Such modifications are also possible.

すなわち、上記実施形態では、偏光変換装置34において、青色及び赤色のいずれか一
方の偏光変換効率を最も高くしているが、青色及び赤色の両偏光変換効率をともに高くす
ることができる。この場合、青色用の第1光路OP1と赤色用の第3光路OP3とにおい
て、入射側の偏光フィルタ62b,62rをともに省略することができる。
That is, in the above embodiment, the polarization conversion device 34 has the highest polarization conversion efficiency of either blue or red, but both the blue and red polarization conversion efficiencies can be increased. In this case, the incident side polarization filters 62b and 62r can be omitted in the first optical path OP1 for blue and the third optical path OP3 for red.

また、上記実施形態のプロジェクタ10では、光源ランプ21として水銀ランプも用い
ているが、緑色光となる波長領域の光の強度が青色光及び赤色光となる波長領域の光の強
度よりも強いスペクトル特性を有する光源光を射出する光源装置であれば、本発明の構成
を適用することにより同様の効果を得ることが可能となる。
Further, in the projector 10 of the above embodiment, a mercury lamp is also used as the light source lamp 21, but the spectrum in which the intensity of light in the wavelength region that becomes green light is stronger than the intensity of light in the wavelength region that becomes blue light and red light. If the light source device emits light source light having characteristics, the same effect can be obtained by applying the configuration of the present invention.

また、上記実施形態のプロジェクタ10では、照明光学系30をレンズアレイ31,3
2、偏光変換装置34、及び重畳レンズ35で構成したが、レンズアレイ31,32につ
いてはこれを省略することができ、或いはこれをロッドインテグレータに置き換えること
ができる。
In the projector 10 of the above embodiment, the illumination optical system 30 is replaced with the lens arrays 31 and 3.
2, the polarization conversion device 34 and the superimposing lens 35 are used. However, the lens arrays 31 and 32 can be omitted, or can be replaced with a rod integrator.

また、本発明は、投射画像を観察する側から投射するフロント投射型プロジェクタにも
、投射画像を観察する側とは反対の側から投射するリア投射型プロジェクタにも適用可能
である。
Further, the present invention can be applied to a front projection type projector that projects from the side that observes the projected image and a rear projection type projector that projects from the side opposite to the side that observes the projected image.

第1実施形態に係るプロジェクタの光学系を説明するための平面図である。It is a top view for demonstrating the optical system of the projector which concerns on 1st Embodiment. 図1のプロジェクタに組み込まれる偏光変換装置を説明する図である。It is a figure explaining the polarization converter incorporated in the projector of FIG. 図2の偏光変換装置による偏光変換効率を説明するグラフである。It is a graph explaining the polarization conversion efficiency by the polarization converter of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

10…プロジェクタ、 20…光源ランプユニット、 21…光源ランプ、 22…凹
面鏡、 30…照明光学系、 31,32…レンズアレイ、 34…偏光変換装置、 3
5…重畳レンズ、 40…色分離装置、 41a,41b…ダイクロイックミラー、 4
2a,42b,42c…反射ミラー、 43b,43g,43r…フィールドレンズ、
45,46…リレーレンズ、 60…光変調部、 61b,61g,61r…液晶パネル
、 62b,62g,62r…偏光フィルタ、 62g,62r…入射側の偏光フィルタ
、 62b,62g,62r…射出側の偏光フィルタ、 70…クロスダイクロイックプ
リズム、 80…投射光学系、 91,92,93…プリズム体、 95…偏光分離膜
96…位相差板、 97…反射膜、 LB,LG,LR…照明光、 OA…システム光

DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Projector, 20 ... Light source lamp unit, 21 ... Light source lamp, 22 ... Concave mirror, 30 ... Illumination optical system 31, 32 ... Lens array, 34 ... Polarization converter, 3
5 ... Superimposing lens, 40 ... Color separation device, 41a, 41b ... Dichroic mirror, 4
2a, 42b, 42c ... reflective mirror, 43b, 43g, 43r ... field lens,
45, 46 ... relay lens, 60 ... light modulator, 61b, 61g, 61r ... liquid crystal panel, 62b, 62g, 62r ... polarizing filter, 62g, 62r ... incident side polarizing filter, 62b, 62g, 62r ... exit side Polarization filter, 70: Cross dichroic prism, 80: Projection optical system, 91, 92, 93 ... Prism body, 95 ... Polarization separation film, 96 ... Phase difference plate, 97 ... Reflection film, LB, LG, LR ... Illumination light, OA ... System optical axis

Claims (4)

緑色光となる波長領域の光の強度が青色光及び赤色光となる波長領域の光の強度よりも
強いスペクトル特性を有する光源光を射出する光源装置と、当該光源装置から射出された
光源光の偏光方向を揃える偏光変換装置とを有する照明装置と、
前記照明装置から射出された照明光を前記青色光、前記赤色光および前記緑色光の複数
の色光に分離する色分離光学系と、
前記色分離光学系で分離された前記複数の色光を画像情報に応じてそれぞれ変調する各
色用の液晶ライトバルブと、
前記液晶ライトバルブで変調された各色の像光を合成する光合成光学系とを備えるプロ
ジェクタであって、
前記赤色光を変調する液晶ライトバルブと前記青色光を変調する液晶ライトバルブのう
ち少なくとも一方の液晶ライトバルブにおいて、入射側の偏光フィルタを省略し、
前記緑色光を変調する液晶ライトバルブにおいて、入射側の偏光フィルタを設ける
プロジェクタ。
A light source device that emits light source light having spectral characteristics that are stronger than the intensity of light in the wavelength region that becomes blue light and red light, and the light source light emitted from the light source device. An illumination device having a polarization conversion device that aligns the polarization direction;
A color separation optical system that separates the illumination light emitted from the illumination device into a plurality of color lights of the blue light, the red light, and the green light;
A liquid crystal light valve for each color that modulates the plurality of color lights separated by the color separation optical system according to image information;
A projector comprising a light combining optical system for combining image light of each color modulated by the liquid crystal light valve,
In at least one liquid crystal light valve of the liquid crystal light valve that modulates the red light and the liquid crystal light valve that modulates the blue light, the incident side polarization filter is omitted,
A projector provided with an incident side polarization filter in the liquid crystal light valve for modulating the green light.
前記偏光変換装置は、前記赤色光となる波長領域と前記青色光となる波長領域のうち少
なくとも一方の波長領域において緑色光の波長領域よりも高い偏光変換効率を有する
プロジェクタ。
The polarization conversion device is a projector having a polarization conversion efficiency higher than that of a green light wavelength region in at least one of a wavelength region of red light and a wavelength region of blue light.
前記偏光変換装置は、光軸に対して傾斜配置され入射光を透過及び反射によって2つの
偏光成分に分離する偏光分離膜と、前記偏光分離膜で分離された一方の偏光成分の偏光を
他方の偏向成分に変換する位相差板とを備え、前記偏光分離膜と前記位相差板との透過又
は反射に際しての損失の調整によって、前記赤色光となる波長領域と前記青色光となる波
長領域のうち少なくとも一方の波長領域において緑色光の波長領域よりも相対的に高い偏
光変換効率が達成される請求項2記載のプロジェクタ。
The polarization conversion device is arranged to be inclined with respect to the optical axis and separates incident light into two polarization components by transmission and reflection, and the polarization of one polarization component separated by the polarization separation film to the other A retardation plate for converting into a deflection component, and by adjusting loss during transmission or reflection between the polarization separation film and the retardation plate, the wavelength region for red light and the wavelength region for blue light are adjusted. 3. The projector according to claim 2, wherein a polarization conversion efficiency relatively higher than that of the green light wavelength region is achieved in at least one wavelength region.
前記光源装置は、発光源である水銀ランプと、当該水銀ランプからの光を集める凹面ミ
ラーとを有する請求項3記載のプロジェクタ。
The projector according to claim 3, wherein the light source device includes a mercury lamp that is a light emitting source, and a concave mirror that collects light from the mercury lamp.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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