JP2004138866A

JP2004138866A - Optical device

Info

Publication number: JP2004138866A
Application number: JP2002304100A
Authority: JP
Inventors: Hidenobu Kuroi; 黒井　英伸; Shizuo Nishihara; 西原　静夫
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2002-10-18
Filing date: 2002-10-18
Publication date: 2004-05-13

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical device which is in simple structure and whose life can easily be prolonged. <P>SOLUTION: A liquid crystal projector 1 has a light source 11 which emits light including a plurality of wavelength bands, a dichroic mirror 17 which separates the light of the light source 11 into light beams of the plurality of wavelength bands and project the separated light beams LR, LB, and LD in mutually different directions, a plurality of liquid crystal panels PN1, PN2, and PN3 which are arranged in the projection optical paths of the separated light beams LR, LB, and LG and receive and spatially modulate the incident light beams LR, LB, and LG having been propagated through the projection optical paths, and a dichroic prism 26 which multiplexes the modulated light beams from the liquid crystal panels PN1, PN2, and PN3, and rotates the dichroic mirror 17 to position one of a red light separation area 17R and a blue light separation area 17B in the optical path of the light of the light source 11, thereby switching the projection optical paths of the separated light beams LR, LB, and LG. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各々異なる波長の光を変調する複数のライトバルブからの変調光を合波して出射する光学装置に関する。
特定的には、本発明は、ライトバルブに入射する所定の波長の光の光路を変更することにより長寿命化が可能な光学装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ライトバルブごとに異なる波長の光を変調し、これらの変調光を合波して画像を表示する光学装置として、たとえば３板式の液晶プロジェクターが知られている。
従来の３板式の液晶プロジェクターにおいては、光源の白色光から赤、青、緑の３色の光を分離し、それぞれ予め定められた光路に沿って特定の液晶パネルに入射させていた。ライトバルブとしての各液晶パネルは、各々画像信号に応じて各色の光を空間的に変調して出射する。変調された３色の光を再び合波してたとえばスクリーンに投射することによって、画像が表示される。
【０００３】
このような液晶プロジェクターにおいては、たとえば特許文献１に開示されているように、小型化、高輝度化が図られている。そのため、液晶パネルに入射する光の単位面積当たりの強度が増加する傾向にある。
【０００４】
【特許文献１】
特開平８−３０４７３９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、液晶パネルには、液晶、配向膜、シール材等の有機材料が用いられている。液晶パネルに高エネルギーの光を長時間照射すると、これらの有機材料に劣化、欠陥が発生する可能性がある。
光のエネルギーＥは、プランク定数ｈと、光の速さｃと、波長λを用いて、下記式によって表わすことができる。
【０００６】
【数１】
Ｅ＝（ｈｃ）／λ
【０００７】
赤、青、緑の３色の光のうちでは、青色光の波長λが最も短いため、青色光のエネルギーが最も高くなる。従来の液晶プロジェクターでは、各色の光の光路を切換えることはできないため、青色光が入射する液晶パネルに最も早く劣化、欠陥が生じると考えることができる。そして、この青色光用液晶パネルの劣化、欠陥が、液晶プロジェクターの寿命を規定することにもつながる。
【０００８】
青色光用液晶パネルが故障した場合には、パネルを交換することになるが、複板式プロジェクターにおいては、変調光を合波するために、各液晶パネルを高精度に位置決めする必要がある。しかしながら、実用的な液晶プロジェクターにおいては、各液晶パネルを個別に位置決めする位置調整機構は設けられていない。
したがって、液晶パネルを個別に交換した後に位置調整を行なうことはできず、３枚の液晶パネルを、これらが固着されており、変調光を合波するためのプリズムブロックごと交換する必要がある。
【０００９】
プリズムブロックを含めた液晶パネルの交換、および位置調整には、多大な労力がかかる。また、交換に伴うコストも大きい。
本発明の目的は、簡単な構造で、容易に寿命を延ばすことが可能な光学装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る光学装置は、入射した光を分離して、それぞれ異なる波長帯域の複数の分離光を得る光分離手段からの前記複数の分離光を、入射光を変調する複数の光変調手段にそれぞれ入射させる光学装置であって、前記光分離手段からの前記複数の分離光のうち、前記光変調手段の前記変調の特性を最も早い速度で劣化させる前記分離光を、前記複数の光変調手段に切換えて入射させる切換手段を有する。
【００１１】
また、本発明に係る光学装置は、第１の領域に配置され、一の前記光変調手段によって変調された、前記最劣化波長帯域の前記分離光と、他の前記光変調手段によって変調された他の前記分離光とを合波して、規定方向に出射させる第１の光合波部と、第２の領域に配置され、前記他の光変調手段によって変調された前記最劣化波長帯域の前記分離光と、前記一の光変調手段によって変調された前記他の分離光とを合波して、前記規定方向に出射させる第２の光合波部とを備え、前記一の光変調手段と前記他の光変調手段にそれぞれ入射する前記複数の分離光の波長帯域に応じて、前記第１の光合波部と前記第２の光合波部とを入換える入換手段を有する光合波手段をさらに有していてもよい。
【００１２】
詳細には、本発明に係る光学装置は、３つの波長帯域の光を含む光を出射する光源と、前記光源の光を、所定の波長帯域の第１の分離光と、他の波長帯域の光を含む第２の分離光に分離し、それぞれ異なる方向に出射させる第１の光分離手段と、前記第２の分離光の出射光路に配置され、当該第２の分離光を、他の２つの波長帯域の第３および第４の分離光に分離し、それぞれ異なる方向に出射させる第２の光分離手段と、分離された前記３つの波長帯域の光の出射光路に配置され、当該出射光路を伝播した前記３つの波長帯域の光が各々入射され、入射光を変調する３つの光変調手段と、前記第１の分離光の波長帯域と、前記第４の分離光の波長帯域とを切換え可能な切換手段と、前記３つの光変調手段によってそれぞれ変調された前記３つの波長帯域の光を合波して規定方向に出射し、第１の領域に配置されて、第１の前記光変調手段によって変調された、前記光変調手段の前記変調の特性を最も早い速度で劣化させる最劣化波長帯域の前記第１の分離光と、第２の前記光変調手段によって変調された他の波長帯域の前記第４の分離光とを合波して、前記規定方向に出射する第１の合波部と、第２の領域に配置されて、前記第１の光変調手段によって変調された前記他の波長帯域の前記第１の分離光と、前記第２の光変調手段によって変調された前記最劣化波長帯域の前記第４の分離光とを合波して、前記規定方向に出射する第２の合波部とを備え、前記第１の光変調手段と前記第２の光変調手段にそれぞれ入射する前記第１の分離光と前記第４の分離光の波長帯域に応じて、前記第１の光合波部と前記第２の光合波部とを入換える入換手段とを有する光合波手段と、を有する光学装置である。
【００１３】
本発明においては、光源から、複数の波長帯域を含む光が出射される。光源から出射された光は、光分離手段によって、所定の各波長帯域の分離光に分離される。分離された各波長帯域の分離光は、それぞれ異なる方向に出射される。
各分離光は、所定の光路を伝播して、対応する光変調手段に各々入射する。各光変調手段は、入射光を空間的に変調して出射する。
【００１４】
出射された変調光は、光合波手段によって合波され、規定方向に出射される。
光合波手段は、第１の領域に配置される第１の光合波部により、ある一つの出射光路を伝播して変調されたある一つの波長帯域の分離光と、他の出射光路を伝播して変調された他の波長帯域の分離光とを合波して、規定方向に出射する。
また、光合波手段は、第２の領域に配置される第２の光合波部により、他の出射光路を伝播して変調された一つの波長帯域の分離光と、一つの出射光路を伝播して変調された他の波長帯域の分離光とを合波して、規定方向に出射する。
【００１５】
本発明においては、切換手段によって、分離手段により分離された光の光路が切換えられる。これにより、一の出射光路を伝播する分離光と、他の出射光路を伝播する分離光の波長帯域が切換えられる。
光合波手段の入換手段は、この分離光の波長帯域の切換えに応じて、第１の光合波部と第２の光合波部とを入換える。これにより、分離光の光路が切換えられた場合にも、正しい画像が表示される。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態について述べる。なお、以下では、本発明の実施の形態として、液晶パネルからの透過光を投射する透過型の液晶プロジェクターを例に挙げて述べる。
【００１７】
第１実施形態
図１は、本発明の一実施形態に係る液晶プロジェクターの模式的な概略構成図である。
図１に示す液晶プロジェクターは、透過型の液晶パネルを３枚用いてカラー画像表示を行なう、いわゆる３板方式のプロジェクターである。
【００１８】
図１に図解の液晶プロジェクター１は、光を発する光源１１と、第１のダイクロイックミラー１７と、第２のダイクロイックミラー１９と、第１〜３の液晶パネルＰＮ１〜３と、ダイクロイックプリズム２６と、投射レンズ２７とを有している。
【００１９】
光源１１は、カラー画像表示に必要とされる、赤色光（以下、Ｒ光）、青色光（以下、Ｂ光）および緑色光（以下、Ｇ光）を含んだ白色光（以下、Ｗ光）を発する。光源１１は、Ｗ光を発する発光体１１ａと、発光体１１ａから発せられた光を反射、集光する凹面鏡１１ｂとを含んで構成されている。
発光体１１ａとしては、例えば、ハロゲンランプ、メタルハライドランプまたはキセノンランプ等のランプが使用される。
凹面鏡１１ｂは、集光効率が良い形状であることが望ましく、例えば回転楕円面鏡や回転放物面鏡等の回転対称な面形状となっている。
【００２０】
光源１１から出射したＷ光ＬＷは、光源１１とダイクロイックミラー１７との間に配置されたミラー１４によって、その光路をダイクロイックミラー１７側に９０度曲げられる。ミラー１４は、好適には全反射ミラーである。
ダイクロイックミラー１７は、入射するＷ光ＬＷのうちから、所定の色、即ち波長帯域の光のみを透過させ、残りの色の光は反射させることによって、所定の色の光を分離する。ダイクロイックミラー１７は、詳細には後述するが、回転式のダイクロイックミラーであり、透過させる光の色を切換えることが可能である。
ここでは、Ｒ光ＬＲを透過させて分離するものとする。
ダイクロイックミラー１７が、本発明における第１の光分離手段の一実施態様に相当する。
【００２１】
ダイクロイックミラー１７によって分離されたＲ光ＬＲの光路には、ミラー１８と、液晶パネルＰＮ１とが配置される。
ミラー１８としては、好適には全反射ミラーが用いられる。全反射ミラー１８は、ダイクロイックミラー１７によって分離されたＲ光ＬＲを、液晶パネルＰＮ１に向けて反射する。
液晶パネルＰＮ１は、入射したＲ光ＬＲを、画像信号に応じて空間的に変調する。
液晶パネルＰＮ１は、本発明における第１の光変調手段の一実施態様に相当する。
【００２２】
第２のダイクロイックミラー１９は、ダイクロイックミラー１７によって反射された他の色の光の光路に沿って配置されている。ダイクロイックミラー１９は、入射した他の色の光のうち、例えばＧ光ＬＧを反射し、Ｂ光ＬＢを透過させることによってＧ光ＬＧとＢ光ＬＢを分離し、それぞれ異なる方向に出射する。
このダイクロイックミラー１９が、本発明における第２の光分離手段の一実施態様に相当する。
【００２３】
ダイクロイックミラー１９によって分離されたＧ光ＬＧは、液晶パネルＰＮ３に入射される。
液晶パネルＰＮ３は、入射したＧ光ＬＧを、画像信号に応じて空間的に変調する。
【００２４】
さらに、ダイクロイックミラー１９によって分離されたＢ光ＬＢは、ミラー２１，２３を介して液晶パネルＰＮ２に入射される。
ミラー２１，２３は、好適には全反射ミラーである。全反射ミラー２１は、入射したＢ光ＬＢを、全反射ミラー２３に向けて反射する。全反射ミラー２３は、全反射ミラー２１によって反射されたＢ光ＬＢを、液晶パネルＰＮ２に向けて反射する。
液晶パネルＰＮ２は、全反射ミラー２３によって反射されて入射したＢ光ＬＢを、画像信号に応じて空間的に変調する。
液晶パネルＰＮ２が、本発明における第２の光変調手段の一実施態様に相当する。
【００２５】
Ｒ光ＬＲ、Ｇ光ＬＧおよびＢ光ＬＢを合成する機能を有したダイクロイックプリズム２６は、これら３つの色光の光路が交わる位置に設置されている。
ダイクロイックプリズム２６は、３つの入射面２６１，２６２，２６３と、１つの出射面２６Ｔとを有している。入射面２６１には、液晶パネルＰＮ１から出射されたＲ光ＬＲが入射する。入射面２６２には、液晶パネルＰＮ２から出射されたＢ光ＬＢが入射する。入射面２６３には、液晶パネルＰＮ３から出射されたＧ光ＬＧが入射する。ダイクロイックプリズム２６は、入射面２６１，２６２，２６３に入射した３つの色光を合波して、規定の出射方向を向いた出射面２６Ｔから出射する。
【００２６】
ダイクロイックプリズム２６が、本発明における光合波手段の一実施態様に相当する。
詳細には後述するが、ダイクロイックプリズム２６は、液晶パネルＰＮ１〜３とは一体化しておらず、所定の回転軸まわりに回転可能である。そして、Ｒ光ＬＲ、Ｇ光ＬＧ、Ｂ光ＬＢの入射方向に応じて、これらの色光を合波する光合波部を入換えることが可能になっている。
【００２７】
ダイクロイックプリズム２６の出射面２６Ｔからの合波光の出射方向側に、合波光を図示しないスクリーン等の投影対象に向けて投射するための投射レンズ２７が配置されている。
また、液晶プロジェクター１には、図示はしないが、フィールドレンズやリレーレンズ、コンデンサレンズ等の、光を効率的に伝播するための各種光学系も設けられる。
なお、図１を含め、以下の図面においては、Ｒ光ＬＲ，Ｇ光ＬＧ，Ｂ光ＬＢとして３色の光を表わしている。しかし、図中のＲ光ＬＲ，Ｇ光ＬＧ，Ｂ光ＬＢの線は、これらの光を模式的に表わしたものであり、実際にはＲ光，Ｇ光，Ｂ光はそれぞれ所定の広がりを有する光束である。Ｒ光，Ｇ光，Ｂ光の光軸も、図中のＲ光ＬＲ，Ｇ光ＬＧ，Ｂ光ＬＢの線の通りとは限らない。
【００２８】
液晶パネルＰＮ１〜３としては、周知の構造を有する各種の液晶パネルを用いることができる。たとえば、液晶パネルＰＮ１〜３は、画素を規定する電極が設けられた１対の基板間に液晶を挟持し、各画素に印加される電圧に応じて液晶の透過率を画素ごとに変化させることにより入射光を変調して出射する。液晶パネルＰＮ１〜３には、各画素に光を効率的に集光するためのマイクロレンズ等の集光手段が設けられていてもよい。
【００２９】
前述のように、液晶パネルＰＮ１〜３においては、液晶、基板の液晶に接する面に設けられる配向膜、液晶を基板間に封止するためのシール材等の材料に、有機材料が用いられている。
したがって、最も高いエネルギーのＢ光ＬＢが入射する液晶パネルに最も早く故障が発生し易く、これが液晶プロジェクター１の寿命を規定することにもなる。
たとえば、図１に図解の液晶プロジェクター１においては、液晶パネルＰＮ２に最も早く故障が発生し易い。
しかしながら、本発明においては、液晶パネルＰＮ２に故障が発生する前に、他の液晶パネルＰＮ１、またはＰＮ２にＢ光ＬＢが入射するように、Ｂ光ＬＢの光路を切換えることができる。これにより、本発明においては液晶プロジェクター１の寿命を従来よりも大幅に延ばすことができる。
以下、光路の切換機構について、詳細に述べる。
【００３０】
図２（ａ），（ｂ）は、本発明の第１実施形態に係るダイクロイックミラー１７の光路切換機能について述べるための図である。
ダイクロイックミラー１７は、第１の光分離領域１７Ｒと、第２の光分離領域１７Ｂを有する板状をしており、回転軸１７ＡＬを中心に回転可能である。
一例として、回転軸１７ＡＬは、図１、図２における紙面に対して垂直なＺ軸方向に沿って配置される。光分離領域１７Ｒ，１７Ｂは、回転軸１７ＡＬを介した両側に配置される。
【００３１】
光分離領域１７Ｒは、Ｒ光ＬＲのみを透過させることにより分離可能である。また、光分離領域１７Ｂは、Ｂ光ＬＢのみを透過させることにより分離可能である。
ダイクロイックミラー１７は、ＺｎＳ，ＴｉＯ_２，ＳｉＯ_２，ＭｇＦ_２等の透明な高屈折率と低屈折率の無機物質を、基板にたとえば蒸着して積層することにより作成される。これらの物質の蒸着膜の厚みを、所望の光を分離可能なように、分離領域１７Ｒと分離領域１７Ｂにおいてそれぞれ個別に制御することによって、上述のような分離する光が異なる領域を有するダイクロイックミラー１７を実現することができる。
所望の光を分離可能なように個別に作成した分離領域１７Ｒと分離領域１７Ｂとを、回転軸１７ＡＬに接合することによってダイクロイックミラー１７を実現することも可能である。
なお、ダイクロイックミラー１７は、光分離領域１７Ｒと光分離領域１７Ｂのいずれかが、全反射ミラー１４から反射したＷ光ＬＷの光路に任意に位置することができるように配置されている。
【００３２】
初期状態においては、図２（ａ）に示すように、光分離領域１７ＲがＷ光ＬＷの光路に位置しているものとする。このときは、Ｒ光ＬＲが透過して全反射ミラー１８へ出射され、残りのＢ光ＬＢとＧ光ＬＧが反射されて、ダイクロイックミラー１９へ出射される。
ダイクロイックミラー１９においてＧ光ＬＧが反射されて液晶パネルＰＮ３に出射され、Ｂ光ＬＢが透過されて全反射ミラー２１に出射されるとするならば、Ｒ光ＬＲ、Ｇ光ＬＧ、Ｂ光ＬＢの光路は、それぞれ図１に示す通りとなる。
液晶パネルＰＮ１へはＲ光ＬＲが入射し、液晶パネルＰＮ２へはＢ光ＬＢが入射し、液晶パネルＰＮ３へはＧ光ＬＧが入射することになる。
【００３３】
ダイクロイックミラー１７を、回転軸１７ＡＬを中心にたとえば図２（ａ）中の矢印Ａｒ１方向に１８０°回転させると、図２（ｂ）に示すように、Ｗ光ＬＷの光路には光分離領域１７Ｂが位置する。
光分離領域１７Ｂによって、Ｗ光ＬＷのうちのＢ光ＬＢは透過されて全反射ミラー１８へ出射される。残りのＲ光ＬＲおよびＧ光ＬＧは反射されて、ダイクロイックミラー１９へ出射される。ダイクロイックミラー１９は、Ｒ光ＬＲおよびＧ光ＬＧが入射した場合にも、Ｇ光ＬＧのみを反射して液晶パネルＰＮ３に入射させ、Ｒ光ＬＲは透過させて全反射ミラー２１に出射する。
以上により、Ｒ光ＬＲとＢ光ＬＢの光路が切換わる。即ち、本実施形態においては、光分離手段と切換手段とが、一体化している。
【００３４】
ダイクロイックミラー１７は、たとえば、図示しないモーターと各種ギヤを組み合わせた駆動手段を用いることによって、回転軸１７ＡＬまわりに回転させることができる。
【００３５】
ダイクロイックミラー１７を回転させることによりＲ光ＬＲとＢ光ＬＢの光路が切換わるため、ダイクロイックプリズム２６においても、切換わったＲ光ＬＲとＢ光ＬＢを正しく合波して出射しなければならない。そのために、本第１実施形態に係るダイクロイックプリズム２６は、回転式のダイクロイックプリズムになっている。
図３は、ダイクロイックプリズム２６による合波状態を表わすための図である。図３（ａ）が、図２（ａ）に対応して、光路を切換える前の初期状態を表わしており、図３（ｂ）が、図２（ｂ）に対応して、Ｒ光ＬＲとＢ光ＬＢの光路を切換えたときの状態を表わしている。
また、図３（ａ），（ｂ）それぞれのｉ）はダイクロイックプリズム２６の斜視図であり、ｉｉ）はｉ）における矢印ＶＤ方向から見たときの平面図である。
【００３６】
ダイクロイックプリズム２６は、ダイクロイックミラー１７，１９と同様に、高屈折率物質と低屈折率物質とをたとえば蒸着積層して形成した、Ｒ光反射面２６０ＲとＢ光反射面２６０Ｂとを備えるプリズムを接合して形成される。Ｒ光反射面２６０ＲとＢ光反射面２６０Ｂとは、一例として、図３に示すようにＸ型に接合される。
【００３７】
Ｒ光反射面２６０Ｒは、その両面に相当するＲ光反射面２６０Ｒ１と２６０Ｒ２のどちらにおいても、Ｒ光ＬＲは反射し、それ以外の色の光は透過する。
Ｂ光反射面２６０Ｂは、その両面に相当するＢ光反射面２６０Ｂ１と２６０Ｂ２のどちらにおいても、Ｂ光ＬＢは反射し、それ以外の色の光は透過する。
【００３８】
Ｒ光ＬＲとＢ光ＬＢの光路を切換える前の初期状態においては、Ｒ光ＬＲは、図３においては図示していない液晶パネルＰＮ１によって変調された後にダイクロイックプリズム２６に入射される。
Ｒ光反射面２６０Ｒは、そのＲ光反射面２６０Ｒ１によって液晶パネルＰＮ１からのＲ光ＬＲを出射方向ＡｒＴに向けて出射可能なように配置されている。
【００３９】
また、初期状態においては、Ｂ光ＬＢは、図３においては図示していない液晶パネルＰＮ２によって変調された後にダイクロイックプリズム２６に入射される。
Ｂ光反射面２６０Ｂは、そのＢ光反射面２６０Ｂ１によって液晶パネルＰＮ２からのＢ光ＬＢを出射方向ＡｒＴに向けて出射可能なように配置されている。
【００４０】
Ｇ光ＬＧは、図３においては図示していない液晶パネルＰＮ３によって変調された後にダイクロイックプリズム２６に入射される。
ダイクロイックプリズム２６に入射したＧ光ＬＧは、Ｒ光反射面２６０Ｒ２と、Ｂ光反射面２６０Ｂ２側とから、Ｒ光反射面２６０ＲとＢ光反射面２６０Ｂを透過して、出射方向ＡｒＴに向けて出射する。
【００４１】
以上の構成により、Ｒ光ＬＲ，Ｇ光ＬＧ，Ｂ光ＬＢが合波され、出射方向ＡｒＴに向けて出射される。
ここで、Ｒ光反射面２６０Ｒ１とＢ光反射面２６０Ｂ１が、本発明における第１の光合波部の一実施態様に相当する。
【００４２】
Ｒ光ＬＲとＢ光ＬＢの光路を切換え後には、液晶パネルＰＮ１からはＢ光ＬＢが出射され、液晶パネルＰＮ２からはＲ光ＬＲが出射される。したがって、Ｒ光反射面２６０ＲとＢ光反射面２６０Ｂの配置領域が初期状態のままであると、Ｒ光ＬＲおよびＢ光ＬＢは、出射方向ＡｒＴとは反対方向に出射され、画像を正しく表示することができない。
このため、本実施形態においては、Ｒ光ＬＲとＢ光ＬＢの光路切換えに応じてダイクロイックプリズム２６を回転軸２６ＡＬまわりに、たとえば矢印Ａｒ２方向に９０°回転させる。これにより、図３（ｂ）に示すように、Ｒ光反射面２６０ＲとＢ光反射面２６０Ｂの配置領域が入換わる。
【００４３】
Ｒ光反射面２６０ＲとＢ光反射面２６０Ｂの配置領域が入換わることにより、Ｂ光反射面２６０Ｂ１が、液晶パネルＰＮ１から出射されるＢ光ＬＢを出射方向ＡｒＴに反射可能な領域に位置される。また、Ｒ光反射面２６０Ｒ２が、液晶パネルＰＮ２から出射されるＲ光ＬＲを出射方向ＡｒＴに反射可能な領域に位置される。
図３（ａ）に図解の場合と同様に図示しない液晶パネルＰＮ３によって変調されて出射されるＧ光ＬＧは、Ｒ光反射面２６０Ｒ１と、Ｂ光反射面２６０Ｂ２側とから、Ｒ光反射面２６０ＲとＢ光反射面２６０Ｂを透過して、出射方向ＡｒＴに向けて出射する。
【００４４】
なお、ダイクロイックプリズム２６には、図３のｉ）に示すように、入射光の光路を妨げない底部または上部に、台座３０が固着されている。たとえば、図示しないモーターや各種ギヤを組み合わせた駆動手段を用いることによって、台座３０を介してダイクロイックプリズム２６を回転軸２６ＡＬまわりに回転させることができる。
ただし、ダイクロイックプリズム２６と液晶パネルＰＮ１〜３の間には、ダイクロイックプリズム２６が回転時に液晶パネルＰＮ１〜３に接触しないだけの空隙が必要である。
【００４５】
以上により、Ｒ光ＬＲとＢ光ＬＢの光路を切換えた場合にも、ダイクロイックプリズム２６によって変調光を合波して出射方向ＡｒＴに出射し、画像を正しく表示することができる。
この場合、Ｂ光反射面２６０Ｂ１とＲ光反射面２６０Ｒ２が、本発明における第２の光合波部の位置実施態様に相当することになる。
また、本実施形態においては、光合波手段と入換手段とが一体となっている。
【００４６】
図４は、図１に示す液晶プロジェクター１において、ダイクロイックミラー１７によってＲ光ＬＲとＢ光ＬＢの光路を切換え、それに応じてダイクロイックプリズム２６を回転させた場合の、各色の光の光路を示した図である。
Ｗ光ＬＷの光路にダイクロイックミラー１７のＢ光分離領域１７Ｂが位置し、Ｒ光ＬＲとＢ光ＬＢの光路が切換わっていることが分かる。
また、ダイクロイックプリズム２６において、Ｒ光反射面２６０ＲとＢ光反射面２６０Ｂの配置領域も入換わっており、これにより、各液晶パネルＰＮ１〜３によって変調された光が、正しく合波されて出射されることが分かる。
【００４７】
Ｒ光ＬＲとＢ光ＬＢとは、液晶プロジェクター１の累積使用時間が所定の時間に到達した時点において切換える。本実施形態においては、一例として、液晶プロジェクター１の累積故障率に基づいて、切換えを行なう所定の時間を、以下のように規定する。
図５に、液晶プロジェクター１の累積使用時間と累積故障率とによって液晶プロジェクター１の寿命を規定したワイブルプロットを示す。図５において、横軸が累積使用時間ｔ（時間）を対数によって表わしており、縦軸が累積故障率Ｆ（ｔ）（％）を表わしている。なお、累積故障率Ｆ（ｔ）とは、所定の累積使用時間までに故障した液晶プロジェクター１の数を蓄積し、パーセンテージによって表わしたものである。累積故障率Ｆ（ｔ）が所定の値に到達したときの累積使用時間ｔを、液晶プロジェクター１の寿命とする。
【００４８】
このように、所定の累積使用時間ｔにおける累積故障率Ｆ（ｔ）をプロットすることによって、温度、光の輝度等の所定の条件ごとに、液晶プロジェクター１の寿命を規定することができる。
また、液晶プロジェクター１の寿命は、光源１１の寿命、液晶パネルＰＮ１〜３の寿命等の多様な要素によって規定することができるが、光源については長寿命化が進んでいる。ユーザーによるランプ交換も可能である。液晶パネルＰＮ１〜３の寿命については、前述のように、図１においてＢ光ＬＢが入射する液晶パネルＰＮ２が最も早く故障する。液晶パネルＰＮ２は、最終的には基板に挟持されている液晶に泡が発生して故障するが、それ以前に、液晶パネルＰＮ２の故障は、表示する画像の欠陥として現われる。画像の欠陥としては、色の再現性が損なわれることや、たとえば輝度、コントラストの部分的な低下がある。
したがって、本実施形態においては、表示画像に所定の欠陥が発生するようになったことを、液晶プロジェクター１の故障と規定する。
【００４９】
図５は、環境温度を３０℃、投射する画像の輝度を２０００ｌｍ、液晶パネルの対角画角サイズが０．９インチとしたときの、画像欠陥に基づいた液晶プロジェクター１の寿命を示したグラフである。
Ｒ光ＬＲとＢ光ＬＢの光路の切換え時間が早すぎると、液晶パネルＰＮ１にＢ光ＬＢが入射する時間が長くなり、光路を切換えない場合よりも液晶プロジェクター１の寿命が短くなる。
また、光路の切換え時間を遅くし過ぎると、累積故障率Ｆ（ｔ）が指数関数的に大きくなる。
したがって、本実施形態においては、一例として、図５のグラフにおいて累積故障率Ｆ（ｔ）が０．５％に達する時間でＲ光ＬＲとＢ光ＬＢの光路を切換えることにする。すなわち、図５によれば、累積使用時間ｔが約２２００時間に達した時点において、Ｒ光ＬＲとＢ光ＬＢの光路を切換える。
【００５０】
累積使用時間ｔは、図示しないカウンタによってカウントしておく。このカウンタの値が所定の累積故障率Ｆ（ｔ）に対応する所定の累積使用時間ｔに達した時点において、図示しない制御回路が、回転式のダイクロイックミラー１７とダイクロイックプリズム２６の駆動モーターに、回転指令信号を出力する。これにより、Ｒ光ＬＲとＢ光ＬＢの光路の切換えが自動的に実行される。
ただし、所定の累積使用時間ｔに達した時点において直ちに切換えを行なうと、画像表示に支障をきたすため、好適には、制御回路は、所定の累積使用時間ｔ以後に最初に電源が入れられた時点において、切換指令信号を出力するようにする。
【００５１】
液晶パネル３個に、Ｒ光ＬＲ，Ｇ光ＬＧ，Ｂ光ＬＢを各々個別に入射させたときの各液晶パネルの画像欠陥に関する寿命を、それぞれＬ（Ｒ），Ｌ（Ｇ），Ｌ（Ｂ）とする。
これまでの実験から、以下のように、寿命Ｌ（Ｇ）は寿命Ｌ（Ｂ）の２倍よりも十分に長く、寿命Ｌ（Ｒ）は寿命Ｌ（Ｇ）よりもさらに十分に長いことが分かっている。
【００５２】
【数２】
Ｌ（Ｒ）≫Ｌ（Ｇ）≫２Ｌ（Ｂ）
【００５３】
したがって、寿命Ｌ（Ｂ）よりも小さい、ある累積使用時間ＴにおいてＲ光ＬＲとＢ光ＬＢの光路を切換えるとすると、液晶プロジェクター１全体の寿命は、累積使用時間Ｔ以後、Ｂ光ＬＢを入射してからの液晶パネルＰＮ１の寿命ＰＮ１（Ｂ）を用いて、Ｔ＋ＰＮ１（Ｂ）まで延びることになる。
【００５４】
以上のように、本第１実施形態によれば、液晶プロジェクター１の寿命を、従来よりも大幅に延長することが可能である。
液晶プロジェクター１の寿命を延ばすために、液晶パネルの交換と位置調整等の多大な労力やコストを必要とせず、簡単な構造によって容易に長寿命を実現することができる。
また、光路を切換えても、液晶パネルＰＮ１〜３の位置には影響が及ばないため、画質に悪影響を及ぼすことがない。
【００５５】
第２実施形態
Ｒ光ＬＲとＢ光ＬＢの切換えは、他の機構によっても実現可能である。
以下に、第１実施形態とは異なる他の機構によってＲ光ＬＲとＢ光ＬＢの光路を切換える、本発明の第２実施形態について述べる。
【００５６】
本発明の第２実施形態に係る液晶プロジェクター１においては、図１，２，４に示すダイクロイックミラー１７の代わりに、図６（ａ），（ｂ）に示すダイクロイックミラー１７１を用いる。
第２実施形態に係るダイクロイックミラー１７１も、ダイクロイックミラー１７と同じく、屈折率の異なる無機材料を積層することによって形成されるＲ光分離領域１７ＲとＢ光分離領域１７Ｂとを備えている。
第１実施形態の場合と同じく、Ｒ光分離領域１７Ｒは、Ｒ光ＬＲを透過し他の光を反射することによって、Ｒ光ＬＲを分離する。
また、Ｂ光分離領域１７Ｂは、Ｂ光ＬＢを透過し他の光を反射することによって、Ｂ光ＬＢを分離する。
【００５７】
ただし、ダイクロイックミラー１７１は、ダイクロイックミラー１７のように回転軸１７ＡＬまわりに回転はせず、図１または図４におけるＺ方向にスライド可能に配置されている。そのスライド方向を、一例として、図６（ａ）に示す矢印Ａｒ３によって表わすとする。Ｒ光分離領域１７ＲとＢ光分離領域１７Ｂは、ダイクロイックミラー１７１において、Ｚ方向に同軸に配置される。そして、ダイクロイックミラー１７１がスライドすることによって、Ｒ光分離領域１７ＲとＢ光分離領域１７Ｂのいずれかが、Ｗ光ＬＷの光路に位置することになる。
【００５８】
初期状態においては、Ｒ光分離領域１７ＲがＷ光ＬＷの光路に位置しているものとする。光源１１から出射したＷ光ＬＷがダイクロイックミラー１７１に入射すると、Ｒ光分離領域１７ＲによってＲ光ＬＲのみが透過されて分離され、全反射ミラー１８方向へ出射される。残りのＢ光ＬＢおよびＧ光ＬＧは、ダイクロイックミラー１９方向へ反射され、そこでＢ光ＬＢは全反射ミラー２１方向へ透過され、Ｇ光ＬＧは液晶パネルＰＮ３方向へ反射される。
第２実施形態においても、初期状態のときは、ダイクロイックプリズム２６は図３（ａ）に示す配置状態にしておく。
このときのＲ光ＬＲ，Ｇ光ＬＧ，Ｂ光ＬＢの光路は、図１に示すようになる。
【００５９】
第２実施形態においてＲ光ＬＲとＢ光ＬＢの光路を切換える場合には、ダイクロイックミラー１７１を、図６（ａ）中の矢印Ａｒ３方向にスライドさせる。これにより、図６（ｂ）に示すように、これまでＷ光ＬＷが入射していたＲ光分離領域１７Ｒに、Ｂ光分離領域１７Ｂが位置することになる。
【００６０】
ダイクロイックミラー１７１をスライドさせるためには、たとえば、図６に示すダイクロイックミラー１７１の長手方向の側面に沿って図示しないスライドガイドを設け、Ｂ光分離領域１７Ｂ側の端部に、押出し棒１７１ａを設ける。図示しないモーターや各種ギヤを組み合わせた駆動手段を用いて押出し棒１７１ａを矢印Ａｒ３方向へ押すことによって、ダイクロイックミラー１７１をスライドさせることができる。
ダイクロイックミラー１７１が、初期状態と切換え後において所定位置に位置決めされるようなストッパを設けることが、画質保持の観点から好ましい。
【００６１】
ダイクロイックミラー１７１がスライドしてＢ光分離領域１７ＢがＷ光ＬＷの光路に位置することにより、Ｂ光ＬＢが全反射ミラー１８方向へ透過されて分離される。残りのＲ光ＬＲおよびＧ光ＬＧは、ダイクロイックミラー１９方向へ反射され、そこでＲ光ＬＲは全反射ミラー２１方向へ透過され、Ｇ光ＬＧは液晶パネルＰＮ３方向へ反射される。これにより、Ｒ光ＬＲとＢ光ＬＢの光路が切換わる。
【００６２】
図６（ｂ）に示すようにダイクロイックミラー１７１をスライドさせる場合には、それに伴い、ダイクロイックプリズム２６も、第１実施形態と同様に図３（ｂ）に示すように配置状態を変更する。これにより、ダイクロイックミラー１７１スライド後の各色の光の光路は、第１実施形態の場合と同様に図４に示すようになり、各色の光が正しく合波されて出射される。
液晶プロジェクター１のその他の構成および機能は第１実施形態の場合と同じである。したがって、詳細な記述は省略する。
【００６３】
本第２実施形態においても、第１実施形態の場合と同様に、簡単、容易、低コストに液晶プロジェクター１の長寿命化を実現可能であるという効果がある。
さらに、本第２実施形態においては、ダイクロイックミラー１７１をスライドさせるためのスペースは必要であるものの、ダイクロイックミラー１７１を回転させる必要がないため、液晶プロジェクター１をよりコンパクトにすることができる。
【００６４】
なお、本実施形態においては、Ｒ光分離領域１７ＲとＢ光分離領域１７Ｂを、図１におけるＺ方向に同軸に配置し、その配置方向に沿ってダイクロイックミラー１７１をスライドさせた。
しかし、図２に示すように配置されたダイクロイックミラー１７を、Ｘ−Ｙ平面内において、長手方向に沿ってスライドさせてもよい。
【００６５】
第３実施形態
Ｒ光ＬＲとＢ光ＬＢの切換えは、他の形態によっても実現することが可能である。
図７（ａ），（ｂ）に、本発明の第３実施形態に係るダイクロイックミラーの一例を示す。
第３実施形態に係るダイクロイックミラーは、第１実施形態におけるダイクロイックミラー１７と同じである。ただし、その回転軸１７ＡＬの配置方向が異なっている。
第３実施形態においては、ダイクロイックミラー１７の回転軸１７ＡＬを、図１または図７におけるＸ−Ｙ平面に平行に配置している。
【００６６】
本第３実施形態においても、図７（ａ）に示すように、回転軸１７ＡＬを中心にダイクロイックミラー１７を所定方向に１８０°回転させることにより、透過させる光を切換えることができる。
液晶プロジェクター１のその他の構成および機能は、第１、第２実施形態の場合と同じである。したがって、詳細な記述は省略する。
【００６７】
第３実施形態の場合にも、これまでと同様の効果がある。それに加えて、第３実施形態においては、Ｘ−Ｙ方向にもＺ方向にも余分なスペースがほとんど必要ない。したがって、第１、第２実施形態の場合よりも光路設計が容易であり、液晶プロジェクター１をよりコンパクトにすることができる。
【００６８】
第４実施形態
第４実施形態は、第１実施形態において、ダイクロイックプリズム２６による第１、第２の光合波部の入換機構を異ならせたものである。
図８（ａ），（ｂ）に、第４実施形態において用いるダイクロイックプリズム２６０の斜視図を示す。
【００６９】
図８に図解の第４実施形態に係るダイクロイックプリズム２６０は、第１実施形態に係るダイクロイックプリズム２６に、ダイクロイックプリズム２６’を重ねて配置したものである。ダイクロイックプリズム２６とダイクロイックプリズム２６’は、その接触面においてたとえば接着されて固着されている。
ダイクロイックプリズム２６’は、液晶パネルＰＮ１〜３からの変調光を合波して出射するという機能はダイクロイックプリズム２６と同じである。ダイクロイックプリズム２６とダイクロイックプリズム２６’は、それぞれにおけるＲ光反射面２６０ＲとＢ光反射面２６０Ｂの接合軸が、同軸上に位置するように配置される。なお、この接合軸は、図３における回転軸２６ＡＬに一致しているため、以下では回転軸２６ＡＬを接合軸２６ＡＬと呼称する。
図８において、ダイクロイックプリズム２６’のＲ光反射面２６０ＲとＢ光反射面２６０Ｂは、ダイクロイックプリズム２６のＲ光反射面２６０ＲとＢ光反射面２６０Ｂを、接合軸２６ＡＬまわりに９０°回転させたときに位置する領域に配置されている。
接合軸２６ＡＬは、図１におけるＺ方向に沿って配置されている。また、ダイクロイックプリズム２６０は、液晶パネルＰＮ１〜３とは一体化していない。
【００７０】
ダイクロイックプリズム２６’には、ダイクロイックプリズム２６’ならびにダイクロイックプリズム２６０を保持する保持具３００が設けられる。保持具３００は、一例として、図８に示すようにダイクロイックプリズム２６’の接合軸２６ＡＬに沿った上端面に固着されている。
また、ダイクロイックプリズム２６０の長手方向の辺に沿って、図示しないスライドガイドを設けておく。
保持具３００には、押出し棒３００ａが連結されている。これまでと同様に、たとえば図示しないモーターと各種ギヤを組み合わせて用いることによって、押出し棒３００ａおよび保持具３００を介して、ダイクロイックプリズム２６０を、図示しないスライドガイドに沿って、たとえば図８（ａ）中の矢印Ａｒ４方向にスライドさせることができる。
ダイクロイックプリズム２６０が、初期状態と切換え後において所定位置に位置決めされるようなストッパを設けることが、画質保持の観点から好ましい。
【００７１】
初期状態においては、ダイクロイックプリズム２６の部分が、液晶パネルＰＮ１〜３からの変調光の出射光路に位置している。
ダイクロイックミラー１７によってＲ光ＬＲとＢ光ＬＢの光路が切換えられる場合には、ダイクロイックプリズム２６０も、図示しない制御手段からの指令信号を受けて、上述のようにスライドする。これにより、液晶パネルＰＮ１〜３からの変調光の出射光路には、ダイクロイックプリズム２６’の部分が位置することになる。
以上により、Ｒ光ＬＲとＢ光ＬＢの光路が切換わった場合にも、ダイクロイックプリズム２６０によって変調光を正しく合波することが可能である。
【００７２】
第４実施形態においても、第１実施形態の場合と同様の効果がある。さらに、本第４実施形態においては、ダイクロイックプリズム２６０と液晶パネルＰＮ１〜３の間には、ダイクロイックプリズム２６０を回転させる空隙が必要ない。したがって、液晶パネルＰＮ１〜３からの出射光を、高精度に合波することができる。
また、ダイクロイックプリズム２６０と液晶パネルＰＮ１〜３の間に埃等の侵入物が入り込みにくい。したがって、第１実施形態の場合よりも、画質の劣化を抑制し易い。
【００７３】
変形形態
本発明は、上記実施形態に限らず、適宜変更することができる。
たとえば、第２、第３実施形態に係るダイクロイックミラー１７１，１７を、第４実施形態に係るダイクロイックプリズム２６０と組み合わせて用いることが可能である。
また、第１実施形態に係るダイクロイックプリズム２６に、たとえばその外縁部を覆い歯車が設けられたカバーを装着し、このカバーの歯車に係合する歯車をモーター等の駆動手段を用いて回転させ、カバーごとダイクロイックプリズム２６を動かすことによって、Ｒ光ＬＲおよびＢ光ＬＢの光軸まわりに、ダイクロイックプリズム２６を回転させることも可能である。Ｒ光ＬＲおよびＢ光ＬＢの光軸まわりに１８０°回転させることによって、図３（ａ）に示すＢ光反射面２６０ＢとＲ光反射面２６０Ｒの配置領域は、図３（ｂ）に示す配置領域と同じになる。
【００７４】
また、前述の第１〜第４実施形態においては、光分離手段と、分離光の光路の切換手段が、ダイクロイックミラー１７として一体化していたが、光分離手段と切換手段を別体とすることもできる。その例を、図９を参照して述べる。
図９に示す液晶プロジェクター２は、図１に示す液晶プロジェクター１に加えて、新たなダイクロイックミラー４０，４１と、新たな全反射ミラー５０，５１とを有している。
また、ダイクロイックミラー１７の代わりに、全領域がＲ光分離領域１７Ｒであるダイクロイックミラー１７０を用いており、ダイクロイックミラー１９の代わりに、ダイクロイックミラー１９０を用いる。
【００７５】
ダイクロイックミラー４０は全反射ミラー１４とダイクロイックミラー１７０との間に、ダイクロイックミラー４１はダイクロイックミラー１７０とダイクロイックミラー１９０との間に、全反射ミラー５１は全反射ミラー１８と液晶パネルＰＮ１との間に、Ｒ光ＬＲとＢ光ＬＢの光路を切換える場合に、モーター等の駆動手段を用いて、たとえばスライド、または所定の回転軸を中心として回転させることにより配置される。
また、全反射ミラー５０は、ダイクロイックミラー４０とダイクロイックミラー１９０との間に、ダイクロイックミラー４０からの光をダイクロイックミラー１９０方向へ反射させるように設置される。
図９は、図１に示す光路から、Ｒ光ＬＲの光路とＢ光ＬＢの光路を切換えた状態を示している。
【００７６】
ダイクロイックミラー１９０は、その片面がＧ光ＬＧを反射するＧ光反射面１９０Ｇとなっており、Ｇ光反射面１９０Ｇの反対側の面が、Ｒ光ＬＲを反射するＲ光反射面１９０Ｒとなっている。
図１０（ａ），（ｂ）に、Ｇ光反射面１９０Ｇの分光特性とＲ光反射面１９０Ｒの分光特性をそれぞれ示す。図１０（ａ），（ｂ）において、横軸はどちらも光の波長を示しており、縦軸はどちらも光の透過率Ｔを示している。
図１０（ａ），（ｂ）に示されるように、Ｇ光反射面１９０Ｇは、Ｇ光の波長帯域の光をほとんど透過させずに反射し、Ｇ光以外の波長帯域の光はほぼ１００％透過させる。また、Ｒ光反射面１９０Ｒは、Ｒ光の波長帯域の光をほとんど透過させずに反射し、Ｒ光以外の波長帯域の光はほぼ１００％透過させる。
【００７７】
ダイクロイックミラー４０，４１および全反射ミラー５１が光路中に配置された場合には、光源１１からのＷ光ＬＷは、ダイクロイックミラー４０に入射する。
ダイクロイックミラー４０は、Ｒ光ＬＲのみを全反射ミラー５０方向へ反射し、Ｇ光ＬＧおよびＢ光ＬＢはダイクロイックミラー１７０方向へ透過させる。
ダイクロイックミラー１７０は全領域がＲ光分離領域１７Ｒであるため、入射したＧ光ＬＧおよびＢ光ＬＢをダイクロイックミラー４１方向へ反射する。
【００７８】
ダイクロイックミラー４１は、Ｂ光ＬＢを全反射ミラー５１方向へ反射し、Ｇ光ＬＧはそのまま透過してダイクロイックミラー１９０へ入射させる。
ダイクロイックミラー４１において反射したＢ光ＬＢは、全反射ミラー５１において再び全反射して、液晶パネルＰＮ１に入射する。
【００７９】
ダイクロイックミラー１９０は、ダイクロイックミラー４１によって分離されたＧ光ＬＧの光路中にＧ光反射面１９０Ｇが位置するように配置される。これによりＧ光ＬＧは反射されて、液晶パネルＰＮ３に入射する。
【００８０】
一方、ダイクロイックミラー４０によって反射されて分離されたＲ光ＬＲは、全反射ミラー５０によって全反射されて、ダイクロイックミラー１９０に入射する。
ダイクロイックミラー１９０におけるＲ光ＬＲの入射面はＲ光反射面１９０Ｒとなっているため、Ｒ光ＬＲは反射されて全反射ミラー２１に入射する。
全反射ミラー２１に入射して全反射されたＲ光ＬＲは、全反射ミラー２３によってさらに全反射されて液晶パネルＰＮ２に入射する。
【００８１】
このように、ダイクロイックミラー４０，４１、ならびに全反射ミラー５０，５１を用いても、Ｒ光ＬＲとＢ光ＬＢの光路を切換えることができる。
ダイクロイックミラー４０，４１、ならびに全反射ミラー５０，５１が、本発明における切換手段の異なる実施態様に相当する。
なお、上記のような分光特性を有するダイクロイックミラー４０，４１，１９０は、これらのダイクロイックミラーの蒸着膜の構成を適宜変更することにより実現可能である。
液晶プロジェクター２のその他の構成および機能は、図１に示す液晶プロジェクター１と同じである。したがって同一構成要素には同一符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００８２】
なお、上記実施形態においては、ダイクロイックミラー１７，４０，４１，１７１、ダイクロイックプリズム２６，２６０、ならびに全反射ミラー５０，５１を、モーター等の駆動手段により自動的に移動させるものとした。しかしながら、これらを手動で動かしてＲ光ＬＲおよびＢ光ＬＢを切換える機構にすることも可能である。
また、上記実施形態においては透過型の液晶パネルＰＮ１〜３を用いた例について述べたが、反射型の液晶パネルを用いた場合にも本発明は適用可能である。
また、液晶パネルに限らず、光のエネルギーによって劣化、故障が生じるライトバルブであれば、任意のライトバルブを用いることができる。
さらには、３板式に限らず、４板式の光学装置にも本発明は適用可能である。
【００８３】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、簡単な構造で、容易に寿命を延ばすことが可能な光学装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態に係る液晶プロジェクターの模式的な概略構成図である。
【図２】図２（ａ），（ｂ）は、図１に示すダイクロイックミラーを用いた光路切換えを示す図であり、図２（ａ）は光路切換え前の状態を、図２（ｂ）は光路切換え後の状態をそれぞれ示している。
【図３】図３（ａ），（ｂ）は、図１に示すダイクロイックプリズムによる光合波部の入換えを示す図であり、図３（ａ）は入換え前の状態を、図３（ｂ）は入換え後の状態をそれぞれ示している。
【図４】図４は、切換え後の光路を示す、本発明の第１実施形態に係る液晶プロジェクターの模式的な概略構成図である。
【図５】図５は、累積使用時間と累積故障率とによって本発明に係る液晶プロジェクターの寿命を規定したグラフである。
【図６】図６（ａ），（ｂ）は、本発明の第２実施形態に係るダイクロイックミラーを用いた光路切換えを示す図であり、図６（ａ）は光路切換え前の状態を、図６（ｂ）は光路切換え後の状態をそれぞれ示している。
【図７】図７（ａ），（ｂ）は、本発明の第３実施形態に係るダイクロイックミラーを用いた光路切換えを示す図であり、図７（ａ）は光路切換え前の状態を、図７（ｂ）は光路切換え後の状態をそれぞれ示している。
【図８】図８（ａ），（ｂ）は、本発明の第４実施形態に係るダイクロイックプリズムによる光合波部の入換えを示す図であり、図８（ａ）は入換え前の状態を、図８（ｂ）は入換え後の状態をそれぞれ示している。
【図９】図９は、本発明の他の実施形態に係る液晶プロジェクターの模式的な概略構成図である。
【図１０】図１０は、図９に示す液晶プロジェクターに用いる所定のダイクロイックミラーの分光特性を示すグラフである。
【符号の説明】
１，２…液晶プロジェクター、１４，１８，２１，２３…ミラー、１７，１９，１７１，１７２…ダイクロイックミラー、１７Ｒ，１７Ｂ…光分離領域、１７ＡＬ，２６ＡＬ…回転軸、２６，２６’，２６０…ダイクロイックプリズム、２７…投射レンズ、３０…台座、４０…反射プリズム、５０…青色光反射ミラー、４０Ｒ，２６０Ｒ，２６０Ｒ１，２６０Ｒ２…赤色光反射面、４０Ｂ，２６０Ｂ，２６０Ｂ１，２６０Ｂ２…青色光反射面、３００…保持具、ＰＮ１，ＰＮ２，ＰＮ３…液晶パネル、ＬＲ…赤色光（Ｒ光）、ＬＧ…緑色光（Ｇ光）、ＬＢ…青色光（Ｂ光）、ＡｒＴ…出射方向[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical device that combines and emits modulated light from a plurality of light valves that modulate light having different wavelengths.
More specifically, the present invention relates to an optical device capable of extending the life by changing the optical path of light having a predetermined wavelength incident on a light valve.
[0002]
[Prior art]
As an optical device that modulates light of different wavelengths for each light valve and combines these modulated lights to display an image, for example, a three-panel liquid crystal projector is known.
In a conventional three-panel type liquid crystal projector, light of three colors, red, blue and green, is separated from white light of a light source and is incident on a specific liquid crystal panel along a predetermined optical path. Each liquid crystal panel as a light valve spatially modulates and emits light of each color according to an image signal. An image is displayed by combining the modulated three colors of light again and projecting the modulated light on, for example, a screen.
[0003]
In such a liquid crystal projector, for example, as disclosed in Patent Literature 1, miniaturization and high luminance are achieved. Therefore, the intensity of light incident on the liquid crystal panel per unit area tends to increase.
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-8-304739
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
Incidentally, an organic material such as a liquid crystal, an alignment film, and a sealant is used for the liquid crystal panel. If the liquid crystal panel is irradiated with high-energy light for a long time, these organic materials may be deteriorated or defective.
The light energy E can be expressed by the following equation using Planck's constant h, light speed c, and wavelength λ.
[0006]
(Equation 1)
E = (hc) / λ
[0007]
Of the three colors of red, blue and green, the blue light has the shortest wavelength λ, and therefore the blue light has the highest energy. In the conventional liquid crystal projector, since the optical path of light of each color cannot be switched, it can be considered that the liquid crystal panel on which the blue light is incident is most likely to be deteriorated or defective. The deterioration and defects of the blue light liquid crystal panel also determine the life of the liquid crystal projector.
[0008]
When the blue light liquid crystal panel breaks down, the panel is replaced. However, in a double-plate projector, it is necessary to position each liquid crystal panel with high precision in order to multiplex modulated light. However, a practical liquid crystal projector is not provided with a position adjusting mechanism for individually positioning each liquid crystal panel.
Therefore, the position adjustment cannot be performed after the liquid crystal panels are individually replaced, and it is necessary to replace the three liquid crystal panels together with the prism blocks to which the modulated light is multiplexed.
[0009]
A great deal of labor is required to replace the liquid crystal panel including the prism block and to adjust the position. In addition, the cost involved in replacement is large.
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an optical device having a simple structure and capable of easily extending the life.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The optical device according to the present invention separates the incident light, and converts the plurality of separated lights from the light separating unit that obtains a plurality of separated lights of different wavelength bands into a plurality of light modulating units that modulate the incident light. An optical device to be incident thereon, wherein, among the plurality of separated lights from the light separating unit, the separated light that degrades the modulation characteristic of the light modulating unit at the fastest speed; And a switching means for switching the light to be incident.
[0011]
Further, the optical device according to the present invention is arranged in the first area, and is modulated by one of the light modulating means, the separated light in the worst-deteriorated wavelength band, and modulated by the other light modulating means. A first optical multiplexing unit that multiplexes the other separated light and emits the light in a prescribed direction, and is disposed in a second region, and is disposed in the second area, and is the wavelength of the worst-deteriorated wavelength band modulated by the other light modulator. A second light multiplexing unit that multiplexes the separated light and the other separated light modulated by the one light modulation unit and emits the light in the specified direction, and the one light modulation unit and the second light multiplexing unit. The optical multiplexing unit further includes a switching unit that switches between the first optical multiplexing unit and the second optical multiplexing unit according to a wavelength band of the plurality of separated lights that are respectively incident on other optical modulation units. You may have.
[0012]
Specifically, the optical device according to the present invention includes a light source that emits light including light in three wavelength bands, a first separated light in a predetermined wavelength band, and a light in another wavelength band. A first light separating unit that separates the light into second separated lights including light and emits the lights in different directions, and is disposed on an emission optical path of the second separated light, and separates the second separated light into another light. A second light separating unit that separates the light into the third and fourth separated light beams of the two wavelength bands and emits the light beams in different directions, and is disposed in an emission optical path of the separated light beams of the three wavelength bands. The light of the three wavelength bands, which has propagated through the output optical path, is respectively incident thereon, and three light modulating means for modulating the incident light; the first separated light wavelength band; and the fourth separated light wavelength band. Switching means capable of switching between the three light modulation means and the three light modulation means. Are combined in a predetermined direction and emitted in a prescribed direction, and are arranged in a first area and modulated by the first light modulating means. Combining the first separated light in the worst-deteriorated wavelength band degraded by the above and the fourth separated light in another wavelength band modulated by the second optical modulator, and emits the combined light in the specified direction. A first multiplexing unit, the first separated light of the other wavelength band, which is arranged in a second region and is modulated by the first light modulation unit, and the second light modulation unit A second multiplexing unit that multiplexes the fourth demultiplexed light of the worst-degradation wavelength band modulated by the second wavelength multiplexing unit and emits the light in the specified direction. According to the wavelength bands of the first split light and the fourth split light respectively incident on the light modulating means, And optical multiplexing means having a serial first optical multiplexer and said second changing entering the optical multiplexing unit replacement means is an optical device having a.
[0013]
In the present invention, light including a plurality of wavelength bands is emitted from the light source. The light emitted from the light source is separated by a light separating unit into separated lights of predetermined wavelength bands. The separated light beams in the respective wavelength bands are emitted in different directions.
Each split light propagates through a predetermined optical path and is incident on a corresponding light modulating means. Each light modulating means spatially modulates the incident light and emits it.
[0014]
The emitted modulated light is multiplexed by the optical multiplexing means and emitted in a prescribed direction.
The optical multiplexing means couples the separated light of one wavelength band modulated by propagating through one output optical path and the other output optical path by the first optical multiplexing unit disposed in the first region. The transmitted and modulated separated light in another wavelength band is multiplexed and emitted in a specified direction.
In addition, the optical multiplexing unit is configured to combine the separated light of one wavelength band modulated by propagating through another output optical path by the second optical multiplexing unit arranged in the second region, and one output optical path. The transmitted and modulated separated light in another wavelength band is multiplexed and emitted in a specified direction.
[0015]
In the present invention, the optical path of the light separated by the separating means is switched by the switching means. As a result, the wavelength bands of the separated light propagating in one outgoing optical path and the separated light propagating in the other outgoing optical path are switched.
The switching means of the optical multiplexing means switches between the first optical multiplexing unit and the second optical multiplexing unit according to the switching of the wavelength band of the separated light. Thereby, even when the optical path of the separated light is switched, a correct image is displayed.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Hereinafter, as an embodiment of the present invention, a transmissive liquid crystal projector that projects transmitted light from a liquid crystal panel will be described as an example.
[0017]
First embodiment
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a liquid crystal projector according to one embodiment of the present invention.
The liquid crystal projector shown in FIG. 1 is a so-called three-panel type projector that performs color image display using three transmissive liquid crystal panels.
[0018]
The liquid crystal projector 1 illustrated in FIG. 1 includes a light source 11 that emits light, a first dichroic mirror 17, a second dichroic mirror 19, first to third liquid crystal panels PN1 to PN3, a dichroic prism 26, And a projection lens 27.
[0019]
The light source 11 is a white light (hereinafter, W light) including a red light (hereinafter, R light), a blue light (hereinafter, B light) and a green light (hereinafter, G light) required for a color image display. Emits. The light source 11 includes a light-emitting body 11a that emits W light, and a concave mirror 11b that reflects and condenses light emitted from the light-emitting body 11a.
As the light emitter 11a, for example, a lamp such as a halogen lamp, a metal halide lamp, or a xenon lamp is used.
The concave mirror 11b desirably has a shape with good light-collecting efficiency, and has a rotationally symmetric surface shape such as a spheroidal mirror or a paraboloid of revolution.
[0020]
The light path of the W light LW emitted from the light source 11 is bent 90 degrees toward the dichroic mirror 17 by the mirror 14 disposed between the light source 11 and the dichroic mirror 17. Mirror 14 is preferably a total reflection mirror.
The dichroic mirror 17 separates light of a predetermined color by transmitting only light of a predetermined color, that is, a wavelength band, of the incident W light LW and reflecting light of the remaining colors. As will be described in detail later, the dichroic mirror 17 is a rotary dichroic mirror, and can switch the color of light to be transmitted.
Here, it is assumed that the R light LR is transmitted and separated.
The dichroic mirror 17 corresponds to an embodiment of the first light splitting unit in the present invention.
[0021]
In the optical path of the R light LR separated by the dichroic mirror 17, a mirror 18 and a liquid crystal panel PN1 are arranged.
As the mirror 18, a total reflection mirror is preferably used. The total reflection mirror 18 reflects the R light LR separated by the dichroic mirror 17 toward the liquid crystal panel PN1.
The liquid crystal panel PN1 spatially modulates the incident R light LR according to an image signal.
The liquid crystal panel PN1 corresponds to an embodiment of the first light modulating means in the present invention.
[0022]
The second dichroic mirror 19 is arranged along the optical path of light of another color reflected by the dichroic mirror 17. The dichroic mirror 19 separates the G light LG and the B light LB by reflecting, for example, the G light LG and transmitting the B light LB among the other colors of the incident light, and emits the lights in different directions.
This dichroic mirror 19 corresponds to one embodiment of the second light separating means in the present invention.
[0023]
The G light LG separated by the dichroic mirror 19 enters the liquid crystal panel PN3.
The liquid crystal panel PN3 spatially modulates the incident G light LG according to an image signal.
[0024]
Further, the B light LB separated by the dichroic mirror 19 is incident on the liquid crystal panel PN2 via the mirrors 21 and 23.
The mirrors 21, 23 are preferably total reflection mirrors. The total reflection mirror 21 reflects the incident B light LB toward the total reflection mirror 23. The total reflection mirror 23 reflects the B light LB reflected by the total reflection mirror 21 toward the liquid crystal panel PN2.
The liquid crystal panel PN2 spatially modulates the B light LB reflected and incident by the total reflection mirror 23 according to an image signal.
The liquid crystal panel PN2 corresponds to an embodiment of the second light modulating means in the present invention.
[0025]
The dichroic prism 26 having the function of synthesizing the R light LR, the G light LG, and the B light LB is installed at a position where the optical paths of these three color lights intersect.
The dichroic prism 26 has three entrance surfaces 261, 262, 263 and one exit surface 26T. The R light LR emitted from the liquid crystal panel PN1 is incident on the incident surface 261. The B light LB emitted from the liquid crystal panel PN2 is incident on the incident surface 262. The G light LG emitted from the liquid crystal panel PN3 is incident on the incident surface 263. The dichroic prism 26 combines the three color lights that have entered the incident surfaces 261, 262, and 263, and emits the light from an emission surface 26T facing a prescribed emission direction.
[0026]
The dichroic prism 26 corresponds to one embodiment of the optical multiplexing means in the present invention.
As will be described in detail later, the dichroic prism 26 is not integrated with the liquid crystal panels PN1 to PN3, and is rotatable around a predetermined rotation axis. Then, it is possible to switch the optical multiplexing unit that multiplexes these color lights according to the incident directions of the R light LR, the G light LG, and the B light LB.
[0027]
A projection lens 27 for projecting the combined light toward a projection target such as a screen (not shown) is disposed on the emission direction side of the combined light from the emission surface 26T of the dichroic prism 26.
Although not shown, the liquid crystal projector 1 is also provided with various optical systems for efficiently transmitting light, such as a field lens, a relay lens, and a condenser lens.
In addition, in the following drawings including FIG. 1, three colors of light are represented as R light LR, G light LG, and B light LB. However, the lines of the R light LR, the G light LG, and the B light LB in the figure schematically represent these lights, and in fact, the R light, the G light, and the B light each have a predetermined spread. It is a luminous flux having. The optical axes of the R light, the G light, and the B light are not necessarily along the lines of the R light LR, the G light LG, and the B light LB in the drawing.
[0028]
Various liquid crystal panels having a known structure can be used as the liquid crystal panels PN1 to PN3. For example, in the liquid crystal panels PN1 to PN3, the liquid crystal is sandwiched between a pair of substrates provided with electrodes defining pixels, and the transmittance of the liquid crystal is changed for each pixel according to the voltage applied to each pixel. Modulates and emits the incident light. The liquid crystal panels PN1 to PN3 may be provided with a light condensing means such as a micro lens for condensing light efficiently on each pixel.
[0029]
As described above, in the liquid crystal panels PN1 to PN3, an organic material is used as a material such as a liquid crystal, an alignment film provided on a surface of the substrate in contact with the liquid crystal, and a sealing material for sealing the liquid crystal between the substrates. I have.
Therefore, the liquid crystal panel on which the highest energy B light LB is incident is apt to fail most quickly, which also defines the life of the liquid crystal projector 1.
For example, in the liquid crystal projector 1 illustrated in FIG. 1, a failure is likely to occur in the liquid crystal panel PN2 at the earliest.
However, in the present invention, the optical path of the B light LB can be switched so that the B light LB is incident on another liquid crystal panel PN1 or PN2 before a failure occurs in the liquid crystal panel PN2. Thereby, in the present invention, the life of the liquid crystal projector 1 can be greatly extended as compared with the related art.
Hereinafter, the optical path switching mechanism will be described in detail.
[0030]
FIGS. 2A and 2B are diagrams for describing an optical path switching function of the dichroic mirror 17 according to the first embodiment of the present invention.
The dichroic mirror 17 has a plate shape having a first light separation region 17R and a second light separation region 17B, and is rotatable about a rotation axis 17AL.
As an example, the rotation shaft 17AL is arranged along a Z-axis direction perpendicular to the paper surface of FIGS. The light separation regions 17R and 17B are arranged on both sides via the rotation axis 17AL.
[0031]
The light separation region 17R can be separated by transmitting only the R light LR. The light separation area 17B can be separated by transmitting only the B light LB.
The dichroic mirror 17 is made of ZnS, TiO.₂, SiO₂, MgF₂For example, a transparent high-refractive-index and low-refractive-index inorganic substance such as is deposited on a substrate by vapor deposition and laminated. By controlling the thickness of the deposited film of these substances separately in the separation region 17R and the separation region 17B so that the desired light can be separated, the dichroic mirror having the regions where the light to be separated is different as described above. 17 can be realized.
It is also possible to realize the dichroic mirror 17 by joining the separation region 17R and the separation region 17B separately created so that desired light can be separated to the rotation shaft 17AL.
The dichroic mirror 17 is arranged such that either the light separation region 17R or the light separation region 17B can be arbitrarily positioned on the optical path of the W light LW reflected from the total reflection mirror 14.
[0032]
In the initial state, as shown in FIG. 2A, the light separation region 17R is located on the optical path of the W light LW. At this time, the R light LR is transmitted and emitted to the total reflection mirror 18, and the remaining B light LB and G light LG are reflected and emitted to the dichroic mirror 19.
If the G light LG is reflected by the dichroic mirror 19 and emitted to the liquid crystal panel PN3, and the B light LB is transmitted and emitted to the total reflection mirror 21, if the R light LR, the G light LG, and the B light LB The optical paths are as shown in FIG.
The R light LR is incident on the liquid crystal panel PN1, the B light LB is incident on the liquid crystal panel PN2, and the G light LG is incident on the liquid crystal panel PN3.
[0033]
When the dichroic mirror 17 is rotated, for example, by 180 ° about the rotation axis 17AL in the direction of the arrow Ar1 in FIG. 2A, as shown in FIG. 2B, the light separation area 17B is provided in the optical path of the W light LW. Is located.
The B light LB of the W light LW is transmitted by the light separation region 17B and emitted to the total reflection mirror 18. The remaining R light LR and G light LG are reflected and emitted to the dichroic mirror 19. The dichroic mirror 19 reflects only the G light LG to enter the liquid crystal panel PN3 even when the R light LR and the G light LG enter, and transmits the R light LR and emits it to the total reflection mirror 21.
As described above, the optical paths of the R light LR and the B light LB are switched. That is, in the present embodiment, the light separating means and the switching means are integrated.
[0034]
The dichroic mirror 17 can be rotated around the rotation axis 17AL, for example, by using a driving unit that combines a motor (not shown) and various gears.
[0035]
Since the optical paths of the R light LR and the B light LB are switched by rotating the dichroic mirror 17, the switched R light LR and the B light LB must be correctly multiplexed and emitted from the dichroic prism 26. Therefore, the dichroic prism 26 according to the first embodiment is a rotary dichroic prism.
FIG. 3 is a diagram for illustrating a multiplexed state by the dichroic prism 26. FIG. 3A shows an initial state before switching the optical path corresponding to FIG. 2A, and FIG. 3B shows an R light LR and an R light LR corresponding to FIG. 2B. This shows a state when the optical path of the B light LB is switched.
3 (a) and 3 (b) are each a perspective view of the dichroic prism 26, and ii) is a plan view of the dichroic prism 26 when viewed from the arrow VD direction in i).
[0036]
Like the dichroic mirrors 17 and 19, the dichroic prism 26 joins a prism having an R light reflection surface 260R and a B light reflection surface 260B formed by depositing a high refractive index material and a low refractive index material, for example, by vapor deposition. Formed. As an example, the R light reflecting surface 260R and the B light reflecting surface 260B are joined in an X shape as shown in FIG.
[0037]
The R light reflecting surface 260R reflects the R light LR and transmits light of other colors on both of the R light reflecting surfaces 260R1 and 260R2 corresponding to both surfaces.
The B light reflecting surface 260B reflects the B light LB and transmits light of other colors on both of the B light reflecting surfaces 260B1 and 260B2 corresponding to both surfaces.
[0038]
In the initial state before switching the optical paths of the R light LR and the B light LB, the R light LR is modulated by a liquid crystal panel PN1 not shown in FIG. 3 and then enters the dichroic prism 26.
The R light reflecting surface 260R is arranged so that the R light LR from the liquid crystal panel PN1 can be emitted in the emission direction ArT by the R light reflecting surface 260R1.
[0039]
In the initial state, the B light LB is incident on the dichroic prism 26 after being modulated by the liquid crystal panel PN2 not shown in FIG.
The B light reflecting surface 260B is arranged such that the B light reflecting surface 260B1 can emit the B light LB from the liquid crystal panel PN2 in the emission direction ArT.
[0040]
The G light LG is incident on the dichroic prism 26 after being modulated by the liquid crystal panel PN3 not shown in FIG.
The G light LG incident on the dichroic prism 26 passes through the R light reflecting surface 260R and the B light reflecting surface 260B from the R light reflecting surface 260R2 and the B light reflecting surface 260B2, and is emitted toward the emission direction ArT. I do.
[0041]
With the above configuration, the R light LR, the G light LG, and the B light LB are combined and emitted toward the emission direction ArT.
Here, the R light reflecting surface 260R1 and the B light reflecting surface 260B1 correspond to an embodiment of the first light multiplexing unit in the present invention.
[0042]
After switching the optical path between the R light LR and the B light LB, the B light LB is emitted from the liquid crystal panel PN1, and the R light LR is emitted from the liquid crystal panel PN2. Therefore, when the arrangement region of the R light reflecting surface 260R and the B light reflecting surface 260B is in the initial state, the R light LR and the B light LB are emitted in the direction opposite to the emission direction ArT, and display an image correctly. I can't.
For this reason, in the present embodiment, the dichroic prism 26 is rotated around the rotation axis 26AL, for example, by 90 ° in the direction of the arrow Ar2 according to the switching of the optical paths of the R light LR and the B light LB. Thereby, as shown in FIG. 3B, the arrangement areas of the R light reflecting surface 260R and the B light reflecting surface 260B are switched.
[0043]
The B light reflecting surface 260B1 is positioned in a region where the B light LB emitted from the liquid crystal panel PN1 can be reflected in the emission direction ArT by exchanging the arrangement regions of the R light reflecting surface 260R and the B light reflecting surface 260B. . Further, the R light reflection surface 260R2 is located in a region where the R light LR emitted from the liquid crystal panel PN2 can be reflected in the emission direction ArT.
3A, the G light LG modulated and emitted by the liquid crystal panel PN3 (not shown) is transmitted from the R light reflecting surface 260R1 and the B light reflecting surface 260B2 to the R light reflecting surface 260R. And the B light reflecting surface 260B, and is emitted in the emission direction ArT.
[0044]
The pedestal 30 is fixed to the dichroic prism 26 at the bottom or upper portion which does not hinder the optical path of the incident light, as shown in FIG. For example, the dichroic prism 26 can be rotated around the rotation axis 26AL via the pedestal 30 by using a driving means that combines a motor and various gears (not shown).
However, a gap is required between the dichroic prism 26 and the liquid crystal panels PN1 to PN3 such that the dichroic prism 26 does not contact the liquid crystal panels PN1 to PN3 when rotating.
[0045]
As described above, even when the optical paths of the R light LR and the B light LB are switched, the modulated light is multiplexed by the dichroic prism 26 and emitted in the emission direction ArT, so that an image can be displayed correctly.
In this case, the B light reflecting surface 260B1 and the R light reflecting surface 260R2 correspond to the position embodiment of the second light multiplexing unit in the present invention.
In the present embodiment, the optical multiplexing means and the switching means are integrated.
[0046]
FIG. 4 shows the optical paths of the light of each color when the dichroic mirror 17 switches the optical paths of the R light LR and the B light LB and the dichroic prism 26 is rotated accordingly in the liquid crystal projector 1 shown in FIG. FIG.
It can be seen that the B light separation region 17B of the dichroic mirror 17 is located in the light path of the W light LW, and the light paths of the R light LR and the B light LB are switched.
In the dichroic prism 26, the arrangement regions of the R light reflecting surface 260R and the B light reflecting surface 260B are also exchanged, so that the light modulated by each of the liquid crystal panels PN1 to PN3 is correctly multiplexed and emitted. You can see that
[0047]
The R light LR and the B light LB are switched when the cumulative use time of the liquid crystal projector 1 reaches a predetermined time. In the present embodiment, as an example, based on the cumulative failure rate of the liquid crystal projector 1, a predetermined time for switching is defined as follows.
FIG. 5 shows a Weibull plot in which the life of the liquid crystal projector 1 is defined by the cumulative use time and the cumulative failure rate of the liquid crystal projector 1. In FIG. 5, the horizontal axis represents the cumulative use time t (time) by a logarithm, and the vertical axis represents the cumulative failure rate F (t) (%). The cumulative failure rate F (t) is obtained by accumulating the number of failed liquid crystal projectors 1 by a predetermined cumulative use time and expressing the number as a percentage. The cumulative use time t when the cumulative failure rate F (t) reaches a predetermined value is defined as the life of the liquid crystal projector 1.
[0048]
In this way, by plotting the cumulative failure rate F (t) at the predetermined cumulative use time t, the life of the liquid crystal projector 1 can be defined for each predetermined condition such as temperature and light brightness.
The life of the liquid crystal projector 1 can be defined by various factors such as the life of the light source 11 and the life of the liquid crystal panels PN1 to PN3. However, the life of the light source has been extended. Lamp replacement by the user is also possible. Regarding the life of the liquid crystal panels PN1 to PN3, as described above, the liquid crystal panel PN2 on which the B light LB is incident in FIG. The liquid crystal panel PN2 eventually breaks down due to bubbles generated in the liquid crystal sandwiched between the substrates, but before that, the failure of the liquid crystal panel PN2 appears as a defect in the displayed image. Image defects include loss of color reproducibility and, for example, a partial decrease in brightness and contrast.
Therefore, in the present embodiment, the occurrence of a predetermined defect in the display image is defined as a failure of the liquid crystal projector 1.
[0049]
FIG. 5 is a graph showing the life of the liquid crystal projector 1 based on image defects when the ambient temperature is 30 ° C., the luminance of the projected image is 2000 lm, and the diagonal angle of view of the liquid crystal panel is 0.9 inch. It is.
If the switching time of the optical paths of the R light LR and the B light LB is too fast, the time for which the B light LB is incident on the liquid crystal panel PN1 becomes longer, and the life of the liquid crystal projector 1 becomes shorter than when the optical path is not switched.
If the switching time of the optical path is too slow, the cumulative failure rate F (t) increases exponentially.
Therefore, in the present embodiment, as an example, the optical paths of the R light LR and the B light LB are switched at the time when the cumulative failure rate F (t) reaches 0.5% in the graph of FIG. That is, according to FIG. 5, when the cumulative use time t reaches approximately 2200 hours, the optical paths of the R light LR and the B light LB are switched.
[0050]
The accumulated use time t is counted by a counter (not shown). When the value of this counter reaches a predetermined cumulative use time t corresponding to a predetermined cumulative failure rate F (t), a control circuit (not shown) controls the driving motor of the rotary dichroic mirror 17 and the dichroic prism 26 to drive the motor. Outputs a rotation command signal. Thereby, the switching of the optical paths of the R light LR and the B light LB is automatically executed.
However, if the switching is performed immediately when the predetermined cumulative use time t has been reached, image display is hindered. Therefore, preferably, the control circuit is first turned on after the predetermined cumulative use time t. At this time, a switching command signal is output.
[0051]
The life of each of the liquid crystal panels when an R light LR, a G light LG, and a B light LB are individually incident on three liquid crystal panels is represented by L (R), L (G), and L (B, respectively). ).
From the experiments so far, as shown below, the life L (G) is sufficiently longer than twice the life L (B), and the life L (R) is much longer than the life L (G). I know it.
[0052]
(Equation 2)
L (R) ≫L (G) ≫2L (B)
[0053]
Therefore, assuming that the optical paths of the R light LR and the B light LB are switched during a certain cumulative use time T that is shorter than the life L (B), the life of the entire liquid crystal projector 1 is such that the B light LB is incident after the cumulative use time T. Using the lifetime PN1 (B) of the liquid crystal panel PN1 after that, it will extend to T + PN1 (B).
[0054]
As described above, according to the first embodiment, the life of the liquid crystal projector 1 can be greatly extended as compared with the related art.
In order to extend the life of the liquid crystal projector 1, a large amount of labor and cost such as replacement and position adjustment of the liquid crystal panel are not required, and a long life can be easily realized by a simple structure.
Further, even if the optical paths are switched, the positions of the liquid crystal panels PN1 to PN3 are not affected, so that the image quality is not adversely affected.
[0055]
Second embodiment
Switching between the R light LR and the B light LB can be realized by another mechanism.
Hereinafter, a second embodiment of the present invention in which the optical paths of the R light LR and the B light LB are switched by another mechanism different from the first embodiment will be described.
[0056]
In the liquid crystal projector 1 according to the second embodiment of the present invention, a dichroic mirror 171 shown in FIGS. 6A and 6B is used instead of the dichroic mirror 17 shown in FIGS.
Like the dichroic mirror 17, the dichroic mirror 171 according to the second embodiment also includes an R light separation region 17R and a B light separation region 17B formed by laminating inorganic materials having different refractive indexes.
As in the case of the first embodiment, the R light separating region 17R separates the R light LR by transmitting the R light LR and reflecting other light.
Further, the B light separation region 17B separates the B light LB by transmitting the B light LB and reflecting other light.
[0057]
However, the dichroic mirror 171 does not rotate around the rotation axis 17AL like the dichroic mirror 17, but is slidable in the Z direction in FIG. 1 or FIG. The sliding direction is represented by an arrow Ar3 shown in FIG. The R light separation region 17R and the B light separation region 17B are coaxially arranged in the Z direction on the dichroic mirror 171. Then, when the dichroic mirror 171 slides, one of the R light separation region 17R and the B light separation region 17B is positioned on the optical path of the W light LW.
[0058]
In the initial state, it is assumed that the R light separation region 17R is located on the optical path of the W light LW. When the W light LW emitted from the light source 11 enters the dichroic mirror 171, only the R light LR is transmitted and separated by the R light separation region 17R, and is emitted toward the total reflection mirror 18. The remaining B light LB and G light LG are reflected toward the dichroic mirror 19, where the B light LB is transmitted toward the total reflection mirror 21 and the G light LG is reflected toward the liquid crystal panel PN3.
Also in the second embodiment, in the initial state, the dichroic prism 26 is in the arrangement state shown in FIG.
At this time, the optical paths of the R light LR, the G light LG, and the B light LB are as shown in FIG.
[0059]
When switching the optical paths of the R light LR and the B light LB in the second embodiment, the dichroic mirror 171 is slid in the direction of the arrow Ar3 in FIG. 6A. As a result, as shown in FIG. 6B, the B light separation region 17B is located in the R light separation region 17R where the W light LW has hitherto been incident.
[0060]
In order to slide the dichroic mirror 171, for example, a slide guide (not shown) is provided along the longitudinal side surface of the dichroic mirror 171 shown in FIG. 6, and a push rod 171 a is provided at the end on the B light separation area 17 </ b> B side. . The dichroic mirror 171 can be slid by pushing the push rod 171a in the direction of the arrow Ar3 using a motor (not shown) or a drive unit combining various gears.
It is preferable to provide a stopper so that the dichroic mirror 171 is positioned at a predetermined position after switching from the initial state to the initial state from the viewpoint of maintaining image quality.
[0061]
When the dichroic mirror 171 slides and the B light separation area 17B is positioned in the optical path of the W light LW, the B light LB is transmitted toward the total reflection mirror 18 and separated. The remaining R light LR and G light LG are reflected toward the dichroic mirror 19, where the R light LR is transmitted toward the total reflection mirror 21 and the G light LG is reflected toward the liquid crystal panel PN3. Thereby, the optical paths of the R light LR and the B light LB are switched.
[0062]
When the dichroic mirror 171 is slid as shown in FIG. 6B, the arrangement state of the dichroic prism 26 is changed as shown in FIG. 3B as in the first embodiment. Thereby, the optical path of the light of each color after the dichroic mirror 171 slides is as shown in FIG. 4 as in the case of the first embodiment, and the light of each color is correctly multiplexed and emitted.
Other configurations and functions of the liquid crystal projector 1 are the same as those of the first embodiment. Therefore, detailed description is omitted.
[0063]
Also in the second embodiment, similarly to the first embodiment, there is an effect that the life of the liquid crystal projector 1 can be extended simply, easily, and at low cost.
Further, in the second embodiment, although a space for sliding the dichroic mirror 171 is required, the dichroic mirror 171 does not need to be rotated, so that the liquid crystal projector 1 can be made more compact.
[0064]
In this embodiment, the R light separation region 17R and the B light separation region 17B are arranged coaxially in the Z direction in FIG. 1, and the dichroic mirror 171 is slid along the arrangement direction.
However, the dichroic mirror 17 arranged as shown in FIG. 2 may be slid along the longitudinal direction in the XY plane.
[0065]
Third embodiment
Switching between the R light LR and the B light LB can be realized by other forms.
FIGS. 7A and 7B show an example of a dichroic mirror according to the third embodiment of the present invention.
The dichroic mirror according to the third embodiment is the same as the dichroic mirror 17 in the first embodiment. However, the arrangement direction of the rotation shaft 17AL is different.
In the third embodiment, the rotation axis 17AL of the dichroic mirror 17 is arranged parallel to the XY plane in FIG. 1 or FIG.
[0066]
Also in the third embodiment, as shown in FIG. 7A, the light to be transmitted can be switched by rotating the dichroic mirror 17 by 180 ° in a predetermined direction about the rotation axis 17AL.
Other configurations and functions of the liquid crystal projector 1 are the same as those in the first and second embodiments. Therefore, detailed description is omitted.
[0067]
In the case of the third embodiment, the same effect as that described above can be obtained. In addition, in the third embodiment, almost no extra space is required in both the XY direction and the Z direction. Therefore, the optical path design is easier than in the first and second embodiments, and the liquid crystal projector 1 can be made more compact.
[0068]
Fourth embodiment
The fourth embodiment differs from the first embodiment in that the switching mechanism of the first and second optical multiplexing units by the dichroic prism 26 is different.
FIGS. 8A and 8B are perspective views of a dichroic prism 260 used in the fourth embodiment.
[0069]
The dichroic prism 260 according to the fourth embodiment illustrated in FIG. 8 is configured by disposing a dichroic prism 26 ′ on the dichroic prism 26 according to the first embodiment. The dichroic prism 26 and the dichroic prism 26 'are adhered and fixed at their contact surfaces, for example.
The dichroic prism 26 'has the same function as the dichroic prism 26 in that modulated light from the liquid crystal panels PN1 to PN3 is combined and emitted. The dichroic prism 26 and the dichroic prism 26 'are arranged such that the joint axis of the R light reflecting surface 260R and the B light reflecting surface 260B is coaxial. In addition, since this joining axis coincides with the rotating axis 26AL in FIG. 3, the rotating axis 26AL is hereinafter referred to as the joining axis 26AL.
In FIG. 8, the R light reflecting surface 260R and the B light reflecting surface 260B of the dichroic prism 26 ′ are obtained by rotating the R light reflecting surface 260R and the B light reflecting surface 260B of the dichroic prism 26 by 90 ° around the joint axis 26AL. Is arranged in the area located at.
The joining shaft 26AL is arranged along the Z direction in FIG. The dichroic prism 260 is not integrated with the liquid crystal panels PN1 to PN3.
[0070]
The dichroic prism 26 'is provided with a holder 300 for holding the dichroic prism 26' and the dichroic prism 260. As an example, the holder 300 is fixed to the upper end surface of the dichroic prism 26 'along the joining axis 26AL, as shown in FIG.
A slide guide (not shown) is provided along the longitudinal side of the dichroic prism 260.
An extruding rod 300a is connected to the holder 300. As before, for example, by using a motor (not shown) and various gears in combination, the dichroic prism 260 is moved along the slide guide (not shown) through the push rod 300a and the holder 300, for example, as shown in FIG. It can be slid in the direction of the arrow Ar4 in the middle.
It is preferable to provide a stopper so that the dichroic prism 260 is positioned at a predetermined position after switching from the initial state, from the viewpoint of maintaining image quality.
[0071]
In the initial state, the portion of the dichroic prism 26 is located on the optical path of the modulated light from the liquid crystal panels PN1 to PN3.
When the optical paths of the R light LR and the B light LB are switched by the dichroic mirror 17, the dichroic prism 260 also receives a command signal from control means (not shown) and slides as described above. As a result, the dichroic prism 26 'is located on the optical path of the modulated light from the liquid crystal panels PN1 to PN3.
As described above, the modulated light can be correctly multiplexed by the dichroic prism 260 even when the optical paths of the R light LR and the B light LB are switched.
[0072]
The fourth embodiment has the same effect as the first embodiment. Furthermore, in the fourth embodiment, there is no need for a gap for rotating the dichroic prism 260 between the dichroic prism 260 and the liquid crystal panels PN1 to PN3. Therefore, the light emitted from the liquid crystal panels PN1 to PN3 can be combined with high accuracy.
Further, it is difficult for intrusion such as dust to enter between the dichroic prism 260 and the liquid crystal panels PN1 to PN3. Therefore, it is easier to suppress the deterioration of the image quality than in the case of the first embodiment.
[0073]
Deformation form
The present invention is not limited to the above embodiment, and can be appropriately modified.
For example, the dichroic mirrors 171 and 17 according to the second and third embodiments can be used in combination with the dichroic prism 260 according to the fourth embodiment.
Further, for example, a cover provided with gears covering the outer edge thereof is attached to the dichroic prism 26 according to the first embodiment, and the gears engaged with the gears of the cover are rotated using driving means such as a motor, By moving the dichroic prism 26 together with the cover, it is also possible to rotate the dichroic prism 26 around the optical axes of the R light LR and the B light LB. By rotating the R light LR and the B light LB by 180 ° about the optical axis, the arrangement area of the B light reflection surface 260B and the R light reflection surface 260R shown in FIG. It will be the same as the area.
[0074]
In the above-described first to fourth embodiments, the light separating means and the switching means for switching the optical path of the separated light are integrated as the dichroic mirror 17, but the light separating means and the switching means are separated. You can also. An example will be described with reference to FIG.
The liquid crystal projector 2 shown in FIG. 9 has new dichroic mirrors 40 and 41 and new total reflection mirrors 50 and 51 in addition to the liquid crystal projector 1 shown in FIG.
Further, a dichroic mirror 170 whose entire area is the R light separation area 17R is used instead of the dichroic mirror 17, and a dichroic mirror 190 is used instead of the dichroic mirror 19.
[0075]
The dichroic mirror 40 is between the total reflection mirror 14 and the dichroic mirror 170, the dichroic mirror 41 is between the dichroic mirror 170 and the dichroic mirror 190, and the total reflection mirror 51 is between the total reflection mirror 18 and the liquid crystal panel PN1. When the optical paths of the R light LR and the B light LB are switched, they are arranged by using a driving means such as a motor, for example, by sliding or rotating about a predetermined rotation axis.
The total reflection mirror 50 is provided between the dichroic mirror 40 and the dichroic mirror 190 so as to reflect light from the dichroic mirror 40 toward the dichroic mirror 190.
FIG. 9 shows a state where the optical path of the R light LR and the optical path of the B light LB are switched from the optical path shown in FIG.
[0076]
One side of the dichroic mirror 190 is a G light reflecting surface 190G that reflects the G light LG, and a surface opposite to the G light reflecting surface 190G is an R light reflecting surface 190R that reflects the R light LR. I have.
FIGS. 10A and 10B show the spectral characteristics of the G light reflecting surface 190G and the spectral characteristics of the R light reflecting surface 190R, respectively. 10A and 10B, the horizontal axis indicates the wavelength of light, and the vertical axis indicates the transmittance T of light.
As shown in FIGS. 10 (a) and 10 (b), the G light reflecting surface 190G reflects light in the G light wavelength band while hardly transmitting the light, and almost 100% of the light in the wavelength band other than the G light is reflected. Let through. Further, the R light reflecting surface 190R reflects the light in the wavelength band of the R light almost without transmitting the light, and transmits almost 100% of the light in the wavelength band other than the R light.
[0077]
When the dichroic mirrors 40 and 41 and the total reflection mirror 51 are arranged in the optical path, the W light LW from the light source 11 enters the dichroic mirror 40.
The dichroic mirror 40 reflects only the R light LR toward the total reflection mirror 50, and transmits the G light LG and the B light LB toward the dichroic mirror 170.
The dichroic mirror 170 reflects the incident G light LG and B light LB toward the dichroic mirror 41 because the entire area of the dichroic mirror 170 is the R light separation area 17R.
[0078]
The dichroic mirror 41 reflects the B light LB in the direction of the total reflection mirror 51, and transmits the G light LG as it is to make it incident on the dichroic mirror 190.
The B light LB reflected by the dichroic mirror 41 is totally reflected again by the total reflection mirror 51 and enters the liquid crystal panel PN1.
[0079]
The dichroic mirror 190 is arranged such that the G light reflecting surface 190G is located in the optical path of the G light LG separated by the dichroic mirror 41. As a result, the G light LG is reflected and enters the liquid crystal panel PN3.
[0080]
On the other hand, the R light LR reflected and separated by the dichroic mirror 40 is totally reflected by the total reflection mirror 50 and enters the dichroic mirror 190.
Since the incident surface of the R light LR in the dichroic mirror 190 is the R light reflecting surface 190R, the R light LR is reflected and enters the total reflection mirror 21.
The R light LR incident on the total reflection mirror 21 and totally reflected is further totally reflected by the total reflection mirror 23 and enters the liquid crystal panel PN2.
[0081]
As described above, even when the dichroic mirrors 40 and 41 and the total reflection mirrors 50 and 51 are used, the optical paths of the R light LR and the B light LB can be switched.
The dichroic mirrors 40 and 41 and the total reflection mirrors 50 and 51 correspond to different embodiments of the switching means in the present invention.
The dichroic mirrors 40, 41, and 190 having the above-described spectral characteristics can be realized by appropriately changing the configuration of the deposition film of these dichroic mirrors.
Other configurations and functions of the liquid crystal projector 2 are the same as those of the liquid crystal projector 1 shown in FIG. Therefore, the same components are denoted by the same reference numerals, and detailed description is omitted.
[0082]
In the above embodiment, the dichroic mirrors 17, 40, 41, 171, the dichroic prisms 26, 260, and the total reflection mirrors 50, 51 are automatically moved by driving means such as a motor. However, it is also possible to provide a mechanism for manually switching these between the R light LR and the B light LB.
Further, in the above embodiment, the example using the transmissive liquid crystal panels PN1 to PN3 has been described, but the present invention is also applicable to the case where a reflective liquid crystal panel is used.
Further, the light valve is not limited to a liquid crystal panel, and any light valve that causes deterioration or failure due to light energy can be used.
Further, the present invention is not limited to the three-plate type, but can be applied to a four-plate type optical device.
[0083]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to provide an optical device that has a simple structure and can easily extend the life.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a liquid crystal projector according to a first embodiment of the invention.
2 (a) and 2 (b) are diagrams showing optical path switching using the dichroic mirror shown in FIG. 1, FIG. 2 (a) shows a state before optical path switching, and FIG. 2 (b) Indicates the state after the optical path switching.
FIGS. 3 (a) and 3 (b) are diagrams showing switching of an optical multiplexing unit by the dichroic prism shown in FIG. 1, and FIG. 3 (a) shows a state before switching. b) shows the state after the replacement.
FIG. 4 is a schematic configuration diagram of the liquid crystal projector according to the first embodiment of the present invention, showing an optical path after switching.
FIG. 5 is a graph in which the life of the liquid crystal projector according to the present invention is defined by the cumulative use time and the cumulative failure rate.
FIGS. 6A and 6B are diagrams showing an optical path switching using a dichroic mirror according to a second embodiment of the present invention. FIG. 6A shows a state before the optical path switching. FIG. 6B shows the state after the optical path switching.
FIGS. 7A and 7B are diagrams showing an optical path switching using a dichroic mirror according to a third embodiment of the present invention. FIG. 7A shows a state before the optical path switching. FIG. 7B shows a state after the optical path switching.
FIGS. 8 (a) and 8 (b) are diagrams showing replacement of an optical multiplexing unit by a dichroic prism according to a fourth embodiment of the present invention, and FIG. 8 (a) shows a state before the replacement. FIG. 8B shows the state after the replacement.
FIG. 9 is a schematic configuration diagram of a liquid crystal projector according to another embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a graph showing spectral characteristics of a predetermined dichroic mirror used in the liquid crystal projector shown in FIG.
[Explanation of symbols]
1, 2, ... liquid crystal projector, 14, 18, 21, 23 ... mirror, 17, 19, 171, 172 ... dichroic mirror, 17R, 17B ... light separation area, 17AL, 26AL ... rotation axis, 26, 26 ', 260 ... Dichroic prism, 27: projection lens, 30: base, 40: reflection prism, 50: blue light reflection mirror, 40R, 260R, 260R1, 260R2: red light reflection surface, 40B, 260B, 260B1, 260B2: blue light reflection surface, 300: holder, PN1, PN2, PN3: liquid crystal panel, LR: red light (R light), LG: green light (G light), LB: blue light (B light), ArT: emission direction

Claims

An optical device that separates incident light and causes the plurality of separated lights from the light separating unit that obtains a plurality of separated lights of different wavelength bands to be respectively incident on a plurality of light modulation units that modulate incident light. ,
Switching means for switching, among the plurality of separated lights from the light separating means, the separated light that degrades the modulation characteristic of the light modulating means at the fastest speed to the plurality of light modulating means and causing the light to enter; Optical device.

Further comprising an optical multiplexing means for multiplexing the plurality of separated lights modulated by the plurality of light modulation means and emitting the multiplexed light in a prescribed direction,
The optical multiplexing means,
The separated light, which is arranged in the first region and is modulated by one of the light modulating means, and which is in the degraded wavelength band that degrades the modulation characteristic of the light modulating means at the fastest speed; A first optical multiplexing unit that multiplexes the other separated light modulated by the unit and emits the light in the specified direction;
The separated light of the degraded wavelength band, which is arranged in the second area and modulated by the other light modulating means, and the other separated light modulated by the one light modulating means are multiplexed. A second optical multiplexing unit that emits light in the specified direction;
Swapping the first optical multiplexing unit and the second optical multiplexing unit in accordance with the wavelength bands of the plurality of split lights respectively entering the one optical modulation unit and the other optical modulation unit. 2. The optical device according to claim 1, comprising means.

An optical device that separates incident light and causes the plurality of separated lights from the light separating unit that obtains a plurality of separated lights of different wavelength bands to be respectively incident on a plurality of light modulation units that modulate incident light. ,
Of the plurality of separated lights from the light separating unit, the separated light of the worst-degradation wavelength band that deteriorates the modulation characteristic of the light modulating unit at the fastest speed is switched to the plurality of light modulating units and is incident. Switching means for causing
The separated light of the degraded wavelength band, which is arranged in the first area and is modulated by one of the light modulating means, is multiplexed with the separated light modulated by the other light modulating means. A first optical multiplexing unit that emits light in a prescribed direction;
The separated light of the degraded wavelength band, which is arranged in the second area and modulated by the other light modulating means, and the other separated light modulated by the one light modulating means are multiplexed. And a second optical multiplexing unit that emits light in the specified direction,
Swapping the first optical multiplexing unit and the second optical multiplexing unit in accordance with the wavelength bands of the plurality of split lights respectively entering the one optical modulation unit and the other optical modulation unit. An optical device comprising: an optical multiplexing unit having a unit.

The switching means is rotatable so that any one of the first light separation region and the second light separation region is located on an emission optical path of light emitted from the light source,
The first light separation region transmits and separates the light of the worst degradation wavelength band from the outgoing light of the light source,
The second light separation region transmits and separates light of another wavelength band different from the most deteriorated wavelength band from the emitted light of the light source,
The optical device according to claim 3, wherein a wavelength band of the plurality of separated lights incident on the plurality of light modulation units is switched.

The switching means is slidable so that any one of the first light separation region and the second light separation region is located on an emission optical path of the emission light from the light source,
The first light separation region transmits and separates the light of the worst degradation wavelength band from the outgoing light of the light source,
The second light separation region transmits and separates light of another wavelength band different from the most deteriorated wavelength from the emission light of the light source,
The optical device according to claim 3, wherein a wavelength band of the plurality of separated lights incident on the plurality of light modulation units is switched.

The replacement means is rotatable about a predetermined rotation axis,
The first optical multiplexing unit and the second optical multiplexing unit are configured so that the switching unit rotates by a predetermined angle around the rotation axis, so that any one of the first optical multiplexing unit and the second optical multiplexing unit is used. The optical device according to claim 3, wherein the optical device is disposed so as to be positioned in an optical path of the separated light and the other separated light in the worst-degradation wavelength band.

The replacement means is slidable along a predetermined slide axis,
The first optical multiplexing unit and the second optical multiplexing unit are configured so that the switching unit slides in a predetermined direction along the slide axis, so that the first optical multiplexing unit and the second optical multiplexing unit are arranged. 4. The optical device according to claim 3, wherein any one of the optical components is disposed coaxially with the slide axis so as to be located in an optical path of the separated light in the degraded wavelength band and the other separated light.

A light source that emits light including light in three wavelength bands,
A first light separating unit that separates the light of the light source into a first separated light in a predetermined wavelength band and a second separated light including light in another wavelength band, and emits the lights in different directions, A second light that is arranged on an emission optical path of the second split light, splits the second split light into third and fourth split lights of the other two wavelength bands, and emits the lights in different directions. Separation means;
Three light modulating means that are arranged on the output light path of the separated light of the three wavelength bands, the light of the three wavelength bands that have propagated through the output light path are respectively incident, and modulate the incident light;
Switching means for switching between a wavelength band of the first separated light and a wavelength band of the fourth separated light;
The lights of the three wavelength bands modulated by the three light modulating means are combined and emitted in a prescribed direction;
The first separated light of the worst wavelength band, which is arranged in a first region and is modulated by the first light modulating means, and degrades the modulation characteristic of the light modulating means at the fastest speed; A first multiplexing unit that multiplexes the fourth separated light of another wavelength band modulated by the second light modulation unit and emits the light in the specified direction;
The first separated light of the other wavelength band, which is arranged in a second area and is modulated by the first light modulating means, and the worst-degraded wavelength band modulated by the second light modulating means A second multiplexing unit that multiplexes the fourth separated light with the fourth separated light and emits the light in the specified direction.
The first optical multiplexing unit and the second optical modulating unit are arranged in accordance with the wavelength bands of the first split light and the fourth split light that enter the first light modulating unit and the second light modulating unit, respectively. An optical device comprising: an optical multiplexing unit having an exchange unit for exchanging the optical multiplexing unit with the optical multiplexing unit.

The switching unit is rotatable so that any one of the first light separation region and the second light separation region is located in an emission optical path of light emitted from the light source,
The first light separation region transmits and separates the light of the worst degradation wavelength band from the outgoing light of the light source,
By transmitting and separating the light of the other wavelength band from the emitted light of the light source by the second light separation region,
The optical device according to claim 8, wherein a wavelength band of the first separated light and a wavelength band of the fourth separated light are switched.

The switching unit is slidable so that any one of the first light separation region and the second light separation region is positioned on an emission optical path of light emitted from the light source,
The first light separation region transmits and separates the light in the worst wavelength band from the emitted light of the light source,
The second light separation region transmits and separates the light of the other wavelength band from the emitted light of the light source,
The optical device according to claim 8, wherein a wavelength band of the first separated light and a wavelength band of the fourth separated light are switched.

The replacement means is rotatable about a predetermined rotation axis,
The first optical multiplexing unit and the second optical multiplexing unit are configured so that the switching unit rotates by a predetermined angle around the rotation axis, so that any one of the first optical multiplexing unit and the second optical multiplexing unit is used. The optical device according to claim 8, wherein the optical device is disposed so as to be positioned on an optical path of the separated light of the degraded wavelength band and the separated light of the other wavelength.

The replacement means is slidable along a predetermined slide axis,
The first optical multiplexing unit and the second optical multiplexing unit are configured such that the switching unit slides in a predetermined direction along the slide axis, so that the first optical multiplexing unit and the second optical multiplexing unit are arranged. 9. The optical device according to claim 8, wherein any one of the optical devices is disposed coaxially with the slide axis so as to be located in an optical path of the separated light of the degraded wavelength band and the separated light of the other wavelength band. .