JP2005043705A - Projector - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a projector capable of enhancing color purity without complicating an optical system. <P>SOLUTION: The projector is equipped with a light source to emit light beams of wavelengths in all the region of a visible light beam, a lamp reflector to reflect the light beam generated by the light source, and the optical system to form an optical image by color-separating the light beam from the light source to three colors by a color separation element and then spatially modulating the color-separated light beam by an optical modulation element, and to enlarge and project the optical image to a screen with a projection lens. The color purity is enhanced by using the lamp reflector to remove an unnecessary light beam which deteriorates the color purity by transmitting the light beam in the specified partial band or a plurality of bands of the visible light beam radiated from the light source. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、可視光線全域の波長帯域の光を発する光源からの光線を光学変調素子により変調して形成された画像を投影するプロジェクタに関する。   The present invention relates to a projector that projects an image formed by modulating a light beam from a light source that emits light in a wavelength band of the entire visible light beam by an optical modulation element.

映像信号に基づき光学変調素子で照明光を空間変調して投影用の光学画像を形成し、この光学画像を投射レンズによりスクリーン上に拡大投影するプロジェクタの一例に、図3に示すようなプロジェクタがある。   A projector as shown in FIG. 3 is an example of a projector that spatially modulates illumination light with an optical modulation element based on a video signal, forms an optical image for projection, and projects the optical image on a screen by a projection lens. is there.

図3に示すプロジェクタは、本出願人が製品化したプロジェクタの一つで、光源1および光源1からの光線を反射・集光するランプリフレクタ102を有する光源部と、ロッドインテグレータ3、リレーレンズ4、光路を偏向する反射ミラー5および反射プリズム6、不要帯域光線を除去するフィルター111、可視光線を三色の色に分割する色分離素子であるカラープリズム7、入射光を空間変調して光学画像を形成する光学変調素子8、光学変調素子8により形成された光学画像をスクリーン10に投射する投射レンズ9等を有する光学系とで構成されている。   The projector shown in FIG. 3 is one of the projectors manufactured by the present applicant, and includes a light source unit including a light source 1 and a lamp reflector 102 that reflects and collects light rays from the light source 1, a rod integrator 3, and a relay lens 4. , A reflecting mirror 5 and a reflecting prism 6 for deflecting an optical path, a filter 111 for removing unnecessary band rays, a color prism 7 which is a color separation element for dividing visible rays into three colors, and optical images by spatially modulating incident light. And an optical system having a projection lens 9 for projecting an optical image formed by the optical modulation element 8 onto the screen 10.

この構成によれば、光源1から発した可視光線はランプリフレクタ102で反射・集光されてロッドインテグレータ3に入射した後、順次、リレーレンズ4、反射ミラー5、フィルター111、反射プリズム6、カラープリズム7、光学変調素子8、投射レンズ9を経てスクリーン10に至る。   According to this configuration, the visible light emitted from the light source 1 is reflected / condensed by the lamp reflector 102 and enters the rod integrator 3, and then sequentially, the relay lens 4, the reflection mirror 5, the filter 111, the reflection prism 6, and the color. It reaches the screen 10 via the prism 7, the optical modulation element 8, and the projection lens 9.

このように、光源1から発した可視光線全域の波長の光線を光学変調素子8により空間変調して投影用の光学画像を形成して投影させるプロジェクタにおいては、スクリーン上に投影された画像の色は、光源1からの可視光線を光学系内部にて特定の色、例えば、赤、緑、青の三色の光線に分割して不要光を除いた後、再合成して形成された色である。   As described above, in the projector that forms a projection optical image by spatially modulating light beams having a wavelength in the entire visible light range emitted from the light source 1 by the optical modulation element 8, the color of the image projected on the screen. Is a color formed by dividing the visible light from the light source 1 into a specific color within the optical system, for example, red, green, and blue light, removing unnecessary light, and then recombining them. is there.

可視光線を特定の色に分割するにはダイクロイックコーティングが施されたカラープリズム7を用いる。具体的には、可視光線はカラープリズム7により、光の三原色である赤色光、緑色光、青色光に分割される。しかしながら、これは可視光線全域の光線を三つの波長域に分割するだけであり、色純度は良いとはいえない。特に緑色光は黄色の波長を含んでいて色純度が他の色よりも大きく劣る。このため、投影された画像の画質が劣る。   In order to divide visible light into specific colors, a color prism 7 with a dichroic coating is used. Specifically, the visible light is divided by the color prism 7 into red light, green light, and blue light which are the three primary colors of light. However, this only divides the light rays in the entire visible light range into three wavelength ranges, and the color purity is not good. In particular, green light contains a yellow wavelength, and the color purity is greatly inferior to other colors. For this reason, the image quality of the projected image is inferior.

投影された画像の色純度を高めるには、色分離された光線の色純度を高める必要がある。このため、不要な帯域の光線を取り除く必要がある。そのために、図3に示すプロジェクタでは光学系内に、具体的には、反射ミラー5と反射プリズム6の間に不要帯域光線を反射させて除去するフィルター111を配置している。   In order to increase the color purity of the projected image, it is necessary to increase the color purity of the color-separated light beam. For this reason, it is necessary to remove unnecessary band rays. For this purpose, in the projector shown in FIG. 3, specifically, a filter 111 that reflects and removes unnecessary band rays is disposed between the reflecting mirror 5 and the reflecting prism 6 in the optical system.

光学系にフィルター111を具備して、このフィルター111により不要帯域の可視光線を反射・除去する図3に示す構成においては、フィルター111により不要帯域の可視光線として反射された光が光学系を構成する光学部品(例えば、レンズや反射ミラー等)や光源1に再照射されることにより、迷光等の光学的な不具合を発生させる。不要帯域の反射光が光学系内の局部的な照射となる場合は、光学系の局部的な温度上昇をもたらし、光軸のズレ等を発生させる。不要帯域の反射光が光源1への反射光となる場合は、ランプリフレクタ2及びフィルター111と光源1間の光学部品の劣化をもたらす。また、フィルター111を設けることにより光学系の構造が複雑となると共に、コストもその分かさみ、経済的にも好ましくない。   In the configuration shown in FIG. 3 in which the filter 111 is provided in the optical system and the visible light in the unnecessary band is reflected / removed by the filter 111, the light reflected as the visible light in the unnecessary band by the filter 111 constitutes the optical system. Re-irradiating the optical component (for example, a lens, a reflection mirror, etc.) or the light source 1 causes an optical defect such as stray light. When the reflected light in the unnecessary band is locally irradiated in the optical system, the temperature of the optical system is locally increased, and the optical axis is shifted. When reflected light in the unnecessary band becomes reflected light to the light source 1, optical components between the lamp reflector 2 and the filter 111 and the light source 1 are deteriorated. Further, the provision of the filter 111 complicates the structure of the optical system and increases the cost, which is not economical.

また、光源1は、その種類により光線のスペクトラムが異なるので、所望の色純度や使用光源1ごとにそのスペクトラムに応じて不要帯域及びその反射効率の変更が必要となり、フィルター111の交換が必要となるが、この交換作業が光源変更と一体に行うことができない。   In addition, since the light source 1 has a different light spectrum depending on the type of the light source 1, it is necessary to change the unnecessary band and the reflection efficiency according to the desired color purity or the spectrum of the light source 1 used, and the filter 111 needs to be replaced. However, this replacement operation cannot be performed together with the light source change.

本発明は、上述したような、不要帯域可視光線除去フィルターの設置による、光学部品の光軸のズレや劣化等をなくし、部品点数を減少することによる光学系の構造簡易化、小型化および性能向上、信頼性向上を図り、色純度・画質に優れ、安価に生産できると共に、光源交換の祭に、光源とランプリフレクタの位置合わせを不要にし、光源交換が容易なプロジェクタを提供することを目的としている。   The present invention eliminates the optical axis misalignment and deterioration due to the installation of the unnecessary band visible light removal filter as described above, and simplifies the structure of the optical system by reducing the number of components, downsizing and performance. The purpose is to provide a projector that is easy to replace the light source by improving the reliability and improving the color purity and image quality, being able to produce at low cost, and eliminating the need to align the light source and the lamp reflector at the light source replacement festival. It is said.

上記目的を達成するため、本発明は、可視光線全域の波長の光線を発する光源および前記光源で発生した光線を反射するランプリフレクタを有する光源部と、前記光源部からの光線を色分離素子にて三色光に色分離した後、色分離された光線を光学変調素子にて空間変調して光学画像を形成し、この光学画像を投射レンズによりスクリーン上に拡大投影する光学系とを備え、前記ランプリフレクタに、可視光線の特定の一部帯域または複数の帯域の可視光線、則ち、色純度を劣化させる波長帯域の可視光線を選択的に透過させるランプリフレクタを用いることによって、色純度向上に不要な可視光線をランプリフレクタで取り除いた可視光線のみを光学系に照射する構成にしたことにより、色純度を高めている。ここで、色純度を向上するのに望ましくない不要な帯域の可視光線とは、例えば、赤色光、青色光、緑色光の三原色光に分離した場合、その中間色成分である、黄色光成分、シアン光成分のことである。   In order to achieve the above object, the present invention provides a light source unit having a light source that emits light having a wavelength in the entire visible light range, a lamp reflector that reflects the light generated by the light source, and the light from the light source unit as a color separation element. An optical system that spatially modulates the color-separated light beam with an optical modulation element to form an optical image, and projects the optical image on a screen by a projection lens. Improve color purity by using a lamp reflector that selectively transmits visible light in a specific band or bands of visible light, that is, visible light in a wavelength band that degrades color purity. Color purity is improved by adopting a configuration in which only visible light obtained by removing unnecessary visible light with a lamp reflector is applied to the optical system. Here, visible light in an unnecessary band which is not desirable for improving color purity is, for example, a yellow light component, cyan which is an intermediate color component when separated into three primary color lights of red light, blue light and green light. It is a light component.

また、本発明は、上記の構成において、ランプリフレクタは光源に対して着脱自在に設けた構成、或いは、光源とランプリフレクタを一体化した構成になっている。   Further, according to the present invention, in the above configuration, the lamp reflector is configured to be detachable from the light source, or the light source and the lamp reflector are integrated.

ランプリフレクタを光源に対して着脱自在に設けた場合、使用光源ごとにそのスペクトラムに応じてランプリフレクタを変更することができる。このため、ランプリフレクタを交換することにより、自在に不要帯域として除去する光線の波長帯域が調節でき、希望する色純度・色調が得られる利点がある。   When the lamp reflector is detachably provided to the light source, the lamp reflector can be changed according to the spectrum for each light source used. For this reason, by exchanging the lamp reflector, the wavelength band of the light beam to be removed as an unnecessary band can be freely adjusted, and there is an advantage that a desired color purity and color tone can be obtained.

光源とランプリフレクタを一体化した場合、光源交換の祭に、光源とランプリフレクタの位置合わせが不要となり、光源交換が容易となる。   When the light source and the lamp reflector are integrated, it is not necessary to align the light source and the lamp reflector during the light source replacement, and the light source replacement is facilitated.

本発明のもう一つの構成は、色純度を劣化させ、色純度向上に不要な波長帯域の可視光線をランプリフレクタではなく、光学系内に設けた反射部材、例えば、反射ミラーで透過させて画像形成光線から除去する構成、或いは、ランプリフレクタと光学系内の反射部材の両方で、色純度向上に不要な波長帯域の可視光線を除去する構成になっている。   Another configuration of the present invention is a method in which visible light in a wavelength band unnecessary for improving color purity is deteriorated and transmitted through a reflecting member provided in an optical system, for example, a reflecting mirror, instead of a lamp reflector. It is configured to remove from the formed light, or to remove visible light in a wavelength band unnecessary for improving the color purity by both the lamp reflector and the reflecting member in the optical system.

本発明は、画像形成のために光学系内で用いる光学変調素子に、微小なミラーをマトリクス状の配置し、各微小ミラーの傾きを制御し、その反射方向を制御して入射光線を変調する光学変調素子や、反射型液晶表示素子、透過型液晶表示素子等が利用できる。   In the present invention, micromirrors are arranged in a matrix in an optical modulation element used in an optical system for image formation, the inclination of each micromirror is controlled, and the reflection direction is controlled to modulate incident light. An optical modulation element, a reflective liquid crystal display element, a transmissive liquid crystal display element, or the like can be used.

本発明は、色純度を向上するのに望ましくない不要な波長帯域の可視光線を除去するためのフィルターを光学系内に設けず、不要な波長帯域の可視光線をランプリフレクタの部分で選択的に透過・除去して、不要な可視光線を取り除いた光線のみを光学系に照射しているため、三色に分離された光線の色純度が高く、良質の画像が得られる。また、不要波長帯域除去フィルターを設けないから部品点数が少なくなり、光学系の構造が簡単で小型になると共に、安価に生産できる。さらに、フィルターを設けたときの不具合、則ち、フィルターにより反射された光が光学系を構成する光学部品や光源1に再照射されることにより生ずる迷光や局部的な温度上昇、光軸のズレ、光学部品の劣化等が抑制され、プロジェクタの信頼性が向上する。   The present invention does not provide a filter for removing visible light in an unnecessary wavelength band that is not desirable for improving color purity in an optical system, and selectively allows visible light in an unnecessary wavelength band at a portion of a lamp reflector. Since the optical system is irradiated only with light that has been transmitted and removed to remove unnecessary visible light, the color purity of the light separated into three colors is high, and a high-quality image can be obtained. Further, since an unnecessary wavelength band elimination filter is not provided, the number of parts is reduced, the structure of the optical system is simple and small, and it can be produced at low cost. Further, there is a problem when the filter is provided, that is, stray light, local temperature rise, optical axis misalignment caused by re-irradiation of the light reflected by the filter to the optical components and the light source 1 constituting the optical system. As a result, the deterioration of the optical components is suppressed, and the reliability of the projector is improved.

本発明は、ランプリフレクタを光源に対して着脱自在にしたので、使用光源ごとにそのスペクトラムに応じてランプリフレクタを変更することができる。この結果、ランプリフレクタを交換することにより、自在に不要帯域として除去する光線の波長帯域が調節でき、希望する色純度・色調が容易に得られる。   In the present invention, since the lamp reflector is detachable from the light source, the lamp reflector can be changed according to the spectrum for each light source used. As a result, by exchanging the lamp reflector, the wavelength band of the light beam to be removed as an unnecessary band can be freely adjusted, and the desired color purity and color tone can be easily obtained.

また、光源とランプリフレクタを一体化したことにより、光源交換の祭に、光源とランプリフレクタの位置合わせを不要にし、光源交換が容易なった。   In addition, the integration of the light source and the lamp reflector eliminates the need to align the light source and the lamp reflector during the light source replacement, making it easier to replace the light source.

さらに、ランプリフレクタの反射率を波長帯域ごとに調整することで、それぞれの波長帯域の光強度を所望の光強度となるようにできるので、所望の色調が得られる。   Furthermore, by adjusting the reflectance of the lamp reflector for each wavelength band, the light intensity in each wavelength band can be set to a desired light intensity, so that a desired color tone can be obtained.

本発明のプロジェクタは、色純度を向上するのに望ましくない不要な帯域の可視光線を除去するためのフィルターを光学系内に設けず、不要な帯域の可視光線をランプリフレクタの部分で、あるいは光路を偏向する反射ミラーの部分で選択的に透過・除去して、不要な可視光線を取り除いた光線のみを色分離素子であるカラープリズムに照射する構成とし、スクリーンに投影された画像の色純度を向上したものである。色純度を劣化させる波長帯域の可視光線をランプリフレクタで除去する際、ランプリフレクタの反射率を波長帯域ごとに調整すると、それぞれの波長帯域の光強度を所望の光強度となるようにできるので、所望の色調を得ることができる。   The projector according to the present invention does not include a filter for removing visible light in an unnecessary band that is not desirable for improving color purity in the optical system, and transmits visible light in an unnecessary band at a lamp reflector portion or in an optical path. It is configured to irradiate the color prism, which is a color separation element, with only the light that has been removed from the unnecessary visible rays by selectively transmitting and removing the reflection mirror that deflects the color purity of the image projected on the screen. It is an improvement. When removing visible light in a wavelength band that degrades color purity with a lamp reflector, adjusting the reflectance of the lamp reflector for each wavelength band allows the light intensity in each wavelength band to be the desired light intensity, A desired color tone can be obtained.

以下、実施例に基づいて本発明のプロジェクタについて詳細に説明する。   Hereinafter, the projector of the present invention will be described in detail based on examples.

次に、本発明の実施例について図面を参照して詳細に説明する。   Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

本実施例の構成を図1に示す。本実施例のプロジェクタは、光源部と光学系とから構成されている。光源部は、光源1および光源1からの光線を反射・集光するランプリフレクタ2を備えている。光学系は、ランプリフレクタ2の集光位置に入射端面がくるように配置されて、出射端面に複数の光源像を作るロッドインテグレータ3と、光学変調素子8に光を導くリレーレンズ4と、光線の光路を折り返す反射ミラー5および反射プリズム6と、入射光線を三つの色に色分離するカラープリズム7から成る色分離素子と、カラープリズム7により色分離された光線を空間変調して光学画像を形成する光学変調素子8と、光学変調素子8により形成された光学画像をスクリーン10に投影する投射レンズ9等を備えている。   The configuration of this embodiment is shown in FIG. The projector according to this embodiment includes a light source unit and an optical system. The light source unit includes a light source 1 and a lamp reflector 2 that reflects and collects light rays from the light source 1. The optical system is arranged such that the incident end face comes to the condensing position of the lamp reflector 2, a rod integrator 3 that creates a plurality of light source images on the exit end face, a relay lens 4 that guides light to the optical modulation element 8, A reflection mirror 5 and a reflection prism 6 that turn back the optical path of the light source, a color separation element that includes a color prism 7 that separates incident light into three colors, and a light beam color-separated by the color prism 7 to spatially modulate the optical image. An optical modulation element 8 to be formed and a projection lens 9 for projecting an optical image formed by the optical modulation element 8 onto a screen 10 are provided.

本実施例では、光源1としてキセノンランプを用いた。キセノンランプに換えて他の種類の光源、例えば、メタルハライドランプ、高圧水銀ランプ、ハロゲンランプ等の高輝度白色光源等を使用することもできる。   In this embodiment, a xenon lamp is used as the light source 1. In place of the xenon lamp, other types of light sources such as a high-intensity white light source such as a metal halide lamp, a high-pressure mercury lamp, and a halogen lamp can be used.

光源1のスペクトラムは、光源1に使用されるガスの成分により変わる。このスペクトラムの特定の一部帯域の可視光線または複数の帯域の可視光線をランプリフレクタ2で選択的に透過させ、ロッドインテグレータ3の入射させることにより、カラープリズム7で分離される赤色光、緑色光、青色光の色純度が高まる。このため、ランプリフレクタ2は、カラープリズム7で分離された赤色光、緑色光、青色光の色純度を高める目的で、光源1より発生した可視光線の特定の一部帯域の可視光線または複数の帯域の可視光線を選択的に透過させ、残りの帯域の可視光線を反射するように、則ち、色純度を劣化させる不要帯域の可視光線を透過させ、色純度向上に必要な帯域の可視光線を反射させるように、その反射面にコーティングが施されている。キセノンランプを光源1として使用した本実施例では、緑色光の色純度を高めるために、黄色光成分である600nm付近の光線をランプリフレクタ2にて透過させ、それ以外の帯域の可視光線を反射するようにコーティングが施されている。このとき、ランプリフレクタ2の反射率を波長帯域ごとに調整し、それぞれの波長帯域の光強度を所望の光強度となるようにコーティングし、所望の色調が得られるようにすると更に好ましい。ランプリフレクタ2で反射した光線はロッドインテグレータ3に集光する。   The spectrum of the light source 1 varies depending on the gas component used in the light source 1. The visible light of a specific partial band or a plurality of bands of the spectrum is selectively transmitted by the lamp reflector 2 and incident by the rod integrator 3, thereby red light and green light separated by the color prism 7. The color purity of blue light is increased. Therefore, the lamp reflector 2 has a specific partial band of visible light or a plurality of visible light generated from the light source 1 for the purpose of improving the color purity of red light, green light, and blue light separated by the color prism 7. In order to selectively transmit visible light in the band and reflect visible light in the remaining band, that is, transmit visible light in an unnecessary band that degrades color purity, and visible light in a band necessary for improving color purity. The reflective surface is coated so as to reflect the light. In the present embodiment using a xenon lamp as the light source 1, in order to increase the color purity of green light, a light beam near 600 nm, which is a yellow light component, is transmitted through the lamp reflector 2 and visible light in other bands is reflected. The coating is applied to. At this time, it is more preferable that the reflectance of the lamp reflector 2 is adjusted for each wavelength band, and the light intensity in each wavelength band is coated so as to be a desired light intensity so as to obtain a desired color tone. The light beam reflected by the lamp reflector 2 is condensed on the rod integrator 3.

コーティングは、屈折率の高い層と屈折率の低い層を交互に積層した多層膜で構成した。低屈折率層には、例えば、SiO2、Al2O3等を、高屈折率層には、例えば、TiO2、Ta2O3等を用いている。   The coating was composed of a multilayer film in which high refractive index layers and low refractive index layers were alternately laminated. For example, SiO 2 and Al 2 O 3 are used for the low refractive index layer, and TiO 2 and Ta 2 O 3 are used for the high refractive index layer.

本実施例のランプリフレクタは回転楕円体鏡で構成されており、その一方の焦点に光源1の発光点が位置し、もう一方の焦点にロッドインテグレータ3の端面が位置するように配置されている。   The lamp reflector of this embodiment is composed of a spheroid mirror, and is arranged such that the light emitting point of the light source 1 is located at one focal point and the end face of the rod integrator 3 is located at the other focal point. .

プロジェクタは、希望する色純度や光源1のガスが異なるとスペクトラムが異なるため、色純度や光源1のスペクトラムに応じてランプリフレクタ2を透過する光線の帯域も変える必要がある。このため、本実施例ではランプリフレクタ2が光源1に対して着脱自在に、交換できる構成になっている。   Since the projector has a different spectrum when the desired color purity or gas of the light source 1 is different, it is necessary to change the band of the light beam transmitted through the lamp reflector 2 according to the color purity or the spectrum of the light source 1. For this reason, in this embodiment, the lamp reflector 2 is configured to be detachable and replaceable with respect to the light source 1.

光源1とランプリフレクタ2との位置関係は、精密に軸合わせをする必要がある。このため、光源1とランプリフレクタ2とが一体となっているほうが光源交換の際の操作性が良いので、光源1とランプリフレクタ2とが一体となっている構成としてもよい。   The positional relationship between the light source 1 and the lamp reflector 2 needs to be precisely aligned. For this reason, since it is easier to replace the light source when the light source 1 and the lamp reflector 2 are integrated, the light source 1 and the lamp reflector 2 may be integrated.

リレーレンズ4は、特別な構成ではなく、通常よく用いられるものを用い、ロッドインテグレータ3から出射した光線を効率よく光学変調素子8に集光させるように配置されている。   The relay lens 4 is not a special configuration, and a commonly used one is used and is arranged so as to efficiently collect the light emitted from the rod integrator 3 on the optical modulation element 8.

反射ミラー5は、リレーレンズ4を通過した光線を反射し、その光路を折り返して反射プリズムに対して垂直に光線を入射させるように光軸に対して所定の角度を持って配置されている。反射ミラーに替えてプリズムを用いてもよい。   The reflection mirror 5 is arranged with a predetermined angle with respect to the optical axis so as to reflect the light beam that has passed through the relay lens 4 and to return the light path so that the light beam enters perpendicularly to the reflection prism. A prism may be used instead of the reflecting mirror.

反射プリズム6は、二つの楔形プリズムを組み合わせて構成され、入射した光線をこのプリズムの接合面で反射し、所定の角度をもって光学変調素子8へと導く。二つの楔形プリズムは、接合面で光の全反射が起きるように微小のエアギャップを設けて接合されている。   The reflecting prism 6 is configured by combining two wedge-shaped prisms, and reflects incident light on the joint surface of the prism and guides it to the optical modulation element 8 at a predetermined angle. The two wedge-shaped prisms are joined with a minute air gap so that total reflection of light occurs at the joint surface.

カラープリズム7は、楔形プリズムを三つ組合せて構成されている。それぞれの接合面には所定の色を透過・反射するようコーティングが施されている。このカラープリズム7では、入射光線が赤、緑、青の三色の光線に分離される。ここでは、到達する光線を三色に分離するのみである。不要帯域の光を除去する等のフィルターリングは行なっていない。   The color prism 7 is configured by combining three wedge-shaped prisms. Each joint surface is coated to transmit and reflect a predetermined color. In the color prism 7, the incident light beam is separated into three color light beams of red, green, and blue. Here, the incoming light beam is only separated into three colors. Filtering such as removing unnecessary band light is not performed.

光学変調素子8は、本実施例では、微小なミラーをマトリクス状の配置し、各微小ミラーの傾きを制御し、その反射方向を制御して画像を形成する、所謂、DMD(ディジタル・マイクロミラー・デバイス(テキサス・インスツルメンツ社の登録商標))を用いた。このDMDに換えて液晶ライトバルブ等の表示素子を光学変調素子8として用いてもよい。   In this embodiment, the optical modulation element 8 is a so-called DMD (digital micromirror) in which micromirrors are arranged in a matrix, the inclination of each micromirror is controlled, and the reflection direction is controlled to form an image. A device (registered trademark of Texas Instruments) was used. Instead of the DMD, a display element such as a liquid crystal light valve may be used as the optical modulation element 8.

次に、本実施例の動作について説明する。   Next, the operation of this embodiment will be described.

光源1から出た光線は、ランプリフレクタ2により反射される。このランプリフレクタ2は回転楕円体鏡であり、反射された光線はロッドインテグレータ3に向かって集光される。このとき、色純度を劣化させる波長帯域の可視光線、則ち、色純度向上に不要な波長帯域の可視光線はランプリフレクタ2を透過し、ロッドインテグレータ3には到達しない。必要な波長帯域の可視光線のみが反射されてロッドインテグレータ3に到達する。不要な波長帯域の可視光線が除去されて、ロッドインテグレータ3に入射された光線は内部で複数回反射することにより、複数の光源像をつくり、光強度分布が均一な光線となってロッドインテグレータ3から出射される。ロッドインテグレータ3を出た光線は、リレ−レンズ4により集光され、反射ミラー5によって反射されて光路が折り返された後、反射プリズム6に対して垂直に入射する。反射プリズム6に入った光線は全反射して偏向され、カラ−プリズム7に入射し、赤、緑、青の三色の光線に分離される。カラ−プリズム7を通過した光線は光学変調素子8を照射する。光学変調素子8では所定の画像に必要な光だけを光軸方向に反射する。光学変調素子8により反射された光線は、再度カラ−プリズム7を通過する。このとき、三色に分離された光線は合成され、所定の映像となって前述の反射プリズム6を通過する。その後、光線は投射レンズ9により拡大・投射され、スクリ−ン10へと像を結ぶ。   The light beam emitted from the light source 1 is reflected by the lamp reflector 2. The lamp reflector 2 is a spheroid mirror, and the reflected light beam is condensed toward the rod integrator 3. At this time, visible light in a wavelength band that deteriorates color purity, that is, visible light in a wavelength band that is not necessary for improving color purity, passes through the lamp reflector 2 and does not reach the rod integrator 3. Only visible light in the necessary wavelength band is reflected and reaches the rod integrator 3. The visible light in the unnecessary wavelength band is removed, and the light incident on the rod integrator 3 is internally reflected a plurality of times to form a plurality of light source images, and the light is distributed with a uniform light intensity distribution. It is emitted from. The light beam that has exited the rod integrator 3 is collected by the relay lens 4, reflected by the reflecting mirror 5, the optical path is turned back, and then enters the reflecting prism 6 perpendicularly. The light beam that has entered the reflecting prism 6 is totally reflected and deflected, enters the color prism 7, and is separated into light beams of three colors of red, green, and blue. The light beam that has passed through the color prism 7 irradiates the optical modulation element 8. The optical modulation element 8 reflects only light necessary for a predetermined image in the optical axis direction. The light beam reflected by the optical modulation element 8 passes through the color prism 7 again. At this time, the light beams separated into the three colors are combined to form a predetermined image and pass through the reflection prism 6 described above. Thereafter, the light beam is magnified and projected by the projection lens 9 to form an image on the screen 10.

このように、本実施例では、不要な帯域の可視光線を除去するためのフィルターを設けず、不要な帯域の可視光線をランプリフレクタ2の部分で除去して、不要な可視光線を取り除いた光線のみを光学系に照射している。このため、赤色光、緑色光、青色光の三色に分離された光線の純度が高く、良質の画像が得られると共に、部品点数が少なくなり、光学系の構造が簡単になる。さらに、フィルターを配置したときの不具合、則ち、フィルターにより反射された光が光学系を構成する光学部品や光源1に再照射されることにより生ずる迷光や局部的な温度上昇、光軸のズレ、光学部品の劣化等が抑制される。   In this way, in this embodiment, a filter for removing visible light in an unnecessary band is not provided, and the visible light in an unnecessary band is removed at the lamp reflector 2 to remove unnecessary visible light. Only the optical system is irradiated. For this reason, the purity of the light separated into three colors of red light, green light, and blue light is high, a high-quality image is obtained, the number of parts is reduced, and the structure of the optical system is simplified. Further, there is a problem with the arrangement of the filter, that is, stray light, local temperature rise, optical axis misalignment caused by re-irradiation of the light reflected by the filter to the optical components and the light source 1 constituting the optical system. Deterioration of optical components is suppressed.

本実施例ではランプリフレクタ2は回転楕円体鏡としたが、放物面鏡、球面鏡等、他の形状の凹面鏡を用いてもよい。例えば、放物面鏡を用いた場合、ランプリフレクタ2での反射光線は平行光線となるので、光源1とロッドインテグレータ3との間に集光レンズを設けて反射光線がロッドインテグレータ3に集光するように構成すればよい。このように、回転楕円体鏡以外の他の形状のランプリフレクタを用いた場合、そのランプリフレクタに応じて光学系は望ましい構成に適宜変更すればよい。   In the present embodiment, the lamp reflector 2 is a spheroid mirror, but other shape concave mirrors such as a parabolic mirror and a spherical mirror may be used. For example, when a parabolic mirror is used, the reflected light beam from the lamp reflector 2 becomes a parallel light beam. Therefore, a condensing lens is provided between the light source 1 and the rod integrator 3 to collect the reflected light beam on the rod integrator 3. What is necessary is just to comprise so. As described above, when a lamp reflector having a shape other than the spheroid mirror is used, the optical system may be appropriately changed to a desired configuration in accordance with the lamp reflector.

本実施例のプロジェクタを図2に示す。このプロジェクタは、図2から分るように、光源部分が第1の実施例と異なり、その他の光学系は第1の実施例のプロジェクタと同じ構成である。則ち、この実施例の光源部分は、図2に示すように、光源1とランプリフレクタ2を一体としたランプハウス21を配置した構成になっている。なお、本実施例の動作は、第1の実施例と同じであるので説明は省略する。   A projector according to this embodiment is shown in FIG. As can be seen from FIG. 2, this projector differs from the first embodiment in the light source portion, and the other optical system has the same configuration as the projector of the first embodiment. That is, the light source portion of this embodiment has a configuration in which a lamp house 21 in which the light source 1 and the lamp reflector 2 are integrated is arranged as shown in FIG. Since the operation of this embodiment is the same as that of the first embodiment, the description thereof is omitted.

この構成によれば、予め光源1とランプリフレクタ2を位置合せし、光源1とランプリフレクタ2を一体化してランプハウス21に組み込んでおけば、光源交換の際にランプハウスごと交換すればよいので、光源交換に際して光源1とランプリフレクタ2との光軸を精密に合わせる必要がなく、光源交換時の操作性が第1の実施例よりも優れている。   According to this configuration, if the light source 1 and the lamp reflector 2 are aligned in advance, and the light source 1 and the lamp reflector 2 are integrated into the lamp house 21, the lamp house can be replaced when the light source is replaced. When replacing the light source, it is not necessary to precisely align the optical axes of the light source 1 and the lamp reflector 2, and the operability when replacing the light source is superior to that of the first embodiment.

本実施例のプロジェクタは、色純度向上に悪い影響を及ぼす帯域の可視光線を反射ミラー5で透過・除去する構成のプロジェクタである。このプロジェクタは、第1の実施例のプロジェクタとほぼ同じ構成で、第1の実施例と異なる点は、ランプリフレクタは従来例のものと同じもの、則ち、可視光の全波長帯域の光線を反射するランプリフレクタを用いた点と、色純度向上に不要な可視光帯域の光線を反射ミラー5で透過・除去する点である。このため、本実施例では、第1の実施例で用いた反射ミラー5に替えて、可視光線のうち色純度向上に悪影響を及ぼす波長帯域の可視光線を透過させ、必要な波長帯域の可視光線のみを反射するように、反射面に多層膜から成るコーティングが施された反射ミラーを用いている。この他の構成は第1の実施例と同じであるので説明は省略する。   The projector of the present embodiment is a projector having a configuration in which visible light in a band that adversely affects color purity improvement is transmitted and removed by the reflection mirror 5. This projector has substantially the same configuration as the projector of the first embodiment, and differs from the first embodiment in that the lamp reflector is the same as that of the conventional example, that is, the light in the entire wavelength band of visible light. The point is that a reflecting lamp reflector is used, and the point that the light in the visible light band unnecessary for improving the color purity is transmitted and removed by the reflecting mirror 5. For this reason, in this embodiment, instead of the reflection mirror 5 used in the first embodiment, visible light in a wavelength band that adversely affects the color purity improvement of visible light is transmitted, and visible light in a necessary wavelength band is transmitted. A reflection mirror having a reflection surface coated with a multilayer film is used so as to reflect only the light. Since the other configuration is the same as that of the first embodiment, description thereof is omitted.

この実施例の動作は、反射ミラーで可視光線のうち色純度向上に不要な波長帯域の可視光線を透過させて除去する点が第1の実施例と異なる。その他は第1の実施例と同じであるので説明は省略する。   The operation of this embodiment is different from that of the first embodiment in that visible light in a wavelength band unnecessary for improving color purity is transmitted through the reflection mirror and removed. Others are the same as those in the first embodiment, and the description is omitted.

本実施例では、光源1とランプリフレクタは着脱自在に設けたが(第1の実施例と同様の構成)、第2の実施例と同様に、光源部は、光源1とランプリフレクタをランプハウス21に収納して一体化した構成としてもよい。また、ランプリフレクタと反射ミラーの両方で不要帯域可視光線を除去する構成にしてもよい。この場合、除去する帯域をきめ細かく設定できる利点がある。   In the present embodiment, the light source 1 and the lamp reflector are detachably provided (same configuration as in the first embodiment). However, as in the second embodiment, the light source unit includes the light source 1 and the lamp reflector in the lamp house. It is good also as a structure accommodated in 21 and integrated. Moreover, a configuration in which unnecessary band visible light is removed by both the lamp reflector and the reflection mirror may be adopted. In this case, there is an advantage that the band to be removed can be set finely.

上記何れの実施例も、反射型の光学変調素子を用いていたが、透過型の光学変調素子、例えば、透過型液晶表示素子、を用いてもよい。この場合、投射レンズと光学変調素子との間に色合成光学素子(例えば、クロスプリズムやダイクロイックミラー等)を設ける必要がある。   In any of the above embodiments, a reflective optical modulation element is used. However, a transmissive optical modulation element, for example, a transmissive liquid crystal display element may be used. In this case, it is necessary to provide a color combining optical element (for example, a cross prism or a dichroic mirror) between the projection lens and the optical modulation element.

透過型光学変調素子を用いた場合、光路を折り返す反射ミラー5と反射プリズム6を取り除き、一直線上にリレーレンズ4、カラープリズム7、透過型光学変調素子、色合成光学素子、投射レンズ9を配置した構成にすると光学系が簡単になり、小型化のために好ましい構成となる。   When a transmission type optical modulation element is used, the reflection mirror 5 and the reflection prism 6 that turn back the optical path are removed, and the relay lens 4, the color prism 7, the transmission type optical modulation element, the color synthesis optical element, and the projection lens 9 are arranged on a straight line. With this configuration, the optical system is simplified, and the configuration is preferable for downsizing.

光学系は、上記実施例に限定されない。可視光線を三色に色分離した後、光学変調素子で変調して光学画像を形成し、その光学画像をスクリーンに投影する構成であれば、どのような構成の光学系でもよい。例えば、図1、図2の反射ミラー5あるいは反射プリズム6のどちらか一方を除いた構成や、反射ミラー5と反射プリズム6の両方を除いた構成等の光学系、あるいは、ロッドインテグレータ3の替わりにフライアイレンズやコリメータレンズ等を用い、光線の光強度分布を均一にする構成を有する光学系等でもよい。さらには、例えば、図4、図5に示すように、色分離素子としてダイクロイックミラーを用い、色合成光学素子としてクロスプリズムで構成した色合成プリズムを用いた構成の光学系を用いてもよい。   The optical system is not limited to the above embodiment. The optical system may have any configuration as long as the visible light is color-separated into three colors and then modulated by an optical modulation element to form an optical image and the optical image is projected onto a screen. For example, an optical system such as a configuration in which either one of the reflection mirror 5 or the reflection prism 6 in FIGS. 1 and 2 is removed, a configuration in which both the reflection mirror 5 and the reflection prism 6 are excluded, or the rod integrator 3 is replaced. Further, an optical system or the like having a configuration in which a fly-eye lens, a collimator lens, or the like is used to make the light intensity distribution of the light beam uniform may be used. Furthermore, for example, as shown in FIGS. 4 and 5, an optical system using a dichroic mirror as a color separation element and a color synthesis prism constituted by a cross prism as a color synthesis optical element may be used.

以下、上記実施例と異なる光学系を用いたプロジェクタの例を説明する。   Hereinafter, an example of a projector using an optical system different from the above-described embodiment will be described.

図4は、色分離素子としてダイクロイックミラーを用い、光学変調素子に反射型液晶表示素子8R、8G、8Bを用いたプロジェクタの例である。   FIG. 4 shows an example of a projector that uses a dichroic mirror as a color separation element and uses reflective liquid crystal display elements 8R, 8G, and 8B as optical modulation elements.

図4に示すプロジェクタは、赤色光線用の反射型液晶表示素子8R、緑色光線用の反射型液晶表示素子8G、青色光線用の反射型液晶表示素子8B、メタルハライドランプ等の白色光源、コリメータレンズ43、ダイクロイックミラー7RGおよび7G、偏光ビームスプリッタ46R、46G、46B、色合成プリズム47、リレーレンズ4、反射ミラー5、投射レンズ8を備えて構成されている。   The projector shown in FIG. 4 includes a reflective liquid crystal display element 8R for red light, a reflective liquid crystal display element 8G for green light, a reflective liquid crystal display element 8B for blue light, a white light source such as a metal halide lamp, and a collimator lens 43. , Dichroic mirrors 7RG and 7G, polarization beam splitters 46R, 46G, 46B, color synthesis prism 47, relay lens 4, reflection mirror 5, and projection lens 8.

光源から発せられた白色光線Lは、ランプリフレクタ2で反射されてコリメータレンズ43に入射する。このとき、色純度を劣化させる波長帯域の可視光線は反射されずにランプリフレクタ2を透過し、コリメータレンズ43に入射する光線から除去される。コリメータレンズ43に入射した光線は、コリメータレンズ43により平行光線とされた後、ダイクロイックミラー7RGで、赤色光線R及び緑色光線Gが選択的に反射され、青色光線Bが選択的に透過される。ダイクロイックミラー7RGで反射された光線RGは、ダイクロイックミラー7Gに入射し、ここで緑色光線Gが選択的に反射され、赤色光線Rが選択的に透過される。ダイクロイックミラー7Gで透過された赤色光線Rは、偏光ビームスプリッタ46Rを経て反射型液晶表示素子8Rに入射される。反射型液晶表示素子8Rでは、各画素に対応する液晶部分が赤色の画像信号に従って駆動され、入射した赤色光線Rを変調する。変調された赤色光線Rは反射され、再び偏光ビームスプリッタ46Rを経て色合成プリズム47に入射される。   White light L emitted from the light source is reflected by the lamp reflector 2 and enters the collimator lens 43. At this time, visible light in a wavelength band that degrades the color purity passes through the lamp reflector 2 without being reflected, and is removed from the light incident on the collimator lens 43. The light rays incident on the collimator lens 43 are converted into parallel rays by the collimator lens 43, and then the red light ray R and the green light ray G are selectively reflected by the dichroic mirror 7RG, and the blue light ray B is selectively transmitted. The light beam RG reflected by the dichroic mirror 7RG enters the dichroic mirror 7G, where the green light beam G is selectively reflected and the red light beam R is selectively transmitted. The red light ray R transmitted through the dichroic mirror 7G is incident on the reflective liquid crystal display element 8R via the polarization beam splitter 46R. In the reflective liquid crystal display element 8R, the liquid crystal portion corresponding to each pixel is driven according to the red image signal, and modulates the incident red light beam R. The modulated red light beam R is reflected and enters the color synthesis prism 47 again through the polarization beam splitter 46R.

ダイクロイックミラー7Gで反射された緑色光線Gは、偏光ビームスプリッタ46Gを経て反射型液晶表示素子8Gに入射される。反射型液晶表示素子8Gでは、各画素に対応する液晶部分が緑色の画像信号に従って駆動され、入射した緑色光線Gを変調する。変調された緑色光線Gは反射され、再び偏光ビームスプリッタ46Gを経て色合成プリズム47に入射される。   The green light G reflected by the dichroic mirror 7G enters the reflective liquid crystal display element 8G via the polarization beam splitter 46G. In the reflective liquid crystal display element 8G, the liquid crystal portion corresponding to each pixel is driven according to the green image signal, and modulates the incident green light G. The modulated green light G is reflected and again enters the color combining prism 47 via the polarization beam splitter 46G.

ダイクロイックミラー7RGで透過された青色光線Bは、リレーレンズ4、反射ミラー5及び偏光ビームスプリッタ46Bを経て、反射型液晶表示素子8Bに入射される。なお、リレーレンズ4は、特に光路の長い青色光線Bについての光損失を防ぐために設けられているが、無くてもよい。また、赤色光線Rや緑色光線Gの光路にリレーレンズを設けてもよい。   The blue light beam B transmitted through the dichroic mirror 7RG is incident on the reflective liquid crystal display element 8B through the relay lens 4, the reflective mirror 5, and the polarization beam splitter 46B. The relay lens 4 is provided in order to prevent light loss particularly for the blue light beam B having a long optical path, but may be omitted. Further, a relay lens may be provided in the optical path of the red light R and the green light G.

反射型液晶表示素子8Bでは、各画素に対応する液晶部分が青色の画像信号に従って駆動され、入射した青色光線Bを変調する。変調された青色光線Bは反射され、再び偏光ビームスプリッタ46Bを経て色合成プリズム47に入射される。   In the reflective liquid crystal display element 8B, the liquid crystal portion corresponding to each pixel is driven according to the blue image signal, and modulates the incident blue light beam B. The modulated blue light beam B is reflected and enters the color combining prism 47 again through the polarization beam splitter 46B.

色合成プリズム47に入射した各色の光線R、G、Bは、ダイクロイックミラー面47Bにより青色光線Bが選択的に反射され、赤色光線Rがダイクロイックミラー面47Rにより選択的に反射され、緑色光線Gが何れのダイクロイックミラー面47B及び47Rでも反射されないで透過することによって合成される。合成された光線は、色合成プリズム47から出射されて、投射レンズ9によりスクリーン10上に投影される。   The light rays R, G, and B of each color incident on the color combining prism 47 are selectively reflected by the dichroic mirror surface 47B, the blue light ray B is selectively reflected by the dichroic mirror surface 47R, and the green light ray G is reflected. Are transmitted without being reflected by any of the dichroic mirror surfaces 47B and 47R. The synthesized light beam is emitted from the color synthesis prism 47 and projected onto the screen 10 by the projection lens 9.

図5は、色分離素子としてダイクロイックミラーを用い、光学変調素子に透過型液晶表示素子8r、8g、8bを用いたプロジェクタの例である。   FIG. 5 shows an example of a projector using a dichroic mirror as a color separation element and transmissive liquid crystal display elements 8r, 8g, and 8b as optical modulation elements.

図5に示すプロジェクタは、赤色光線用の透過型液晶表示素子8r、緑色光線用の透過型液晶表示素子8g、青色光線用の透過型液晶表示素子8b、メタルハライドランプ等の白色光源、コリメータレンズ43、ダイクロイックミラー7Rおよび7G、色合成プリズム47、リレーレンズ4、反射ミラー5、投射レンズ9を備えて構成されている。   The projector shown in FIG. 5 includes a transmissive liquid crystal display element 8r for red light, a transmissive liquid crystal display element 8g for green light, a transmissive liquid crystal display element 8b for blue light, a white light source such as a metal halide lamp, and a collimator lens 43. The dichroic mirrors 7R and 7G, the color synthesis prism 47, the relay lens 4, the reflection mirror 5, and the projection lens 9 are provided.

光源から発せられた白色光線Lは、ランプリフレクタ2で反射されてコリメータレンズ43に入射する。このとき、色純度を劣化させる波長帯域の可視光線は反射されずに透過し、コリメータレンズ43に入射する光線から除去される。コリメータレンズ43に入射した光線は、コリメータレンズ43により平行光線とされた後、ダイクロイックミラー7Rで、赤色光線Rが選択的に反射され、緑色光線G及び青色光線Bが選択的に透過される。ダイクロイックミラー7Rで反射された赤色光線Rは、反射ミラー5で反射されて透過型液晶表示素子8rに入射する。透過型液晶表示素子8rでは、各画素に対応する液晶部分が赤色の画像信号に従って駆動され、入射した赤色光線Rを変調する。変調された赤色光線Rは透過型液晶表示素子8rを透過して色合成プリズム47に入射する。   White light L emitted from the light source is reflected by the lamp reflector 2 and enters the collimator lens 43. At this time, visible light in a wavelength band that degrades the color purity is transmitted without being reflected, and is removed from the light incident on the collimator lens 43. The light beam incident on the collimator lens 43 is converted into a parallel light beam by the collimator lens 43, and then the red light beam R is selectively reflected by the dichroic mirror 7R, and the green light beam G and the blue light beam B are selectively transmitted. The red light ray R reflected by the dichroic mirror 7R is reflected by the reflection mirror 5 and enters the transmissive liquid crystal display element 8r. In the transmissive liquid crystal display element 8r, the liquid crystal portion corresponding to each pixel is driven according to the red image signal, and modulates the incident red light R. The modulated red light R passes through the transmissive liquid crystal display element 8 r and enters the color combining prism 47.

ダイクロイックミラー7Rを透過した緑色光線Gと青色光線Bはダイクロイックミラー7Gに入射し、緑色光線Gが選択的に反射され、青色光線Bが透過される。ダイクロイックミラー7Gで反射された緑色光線Gは、透過型液晶表示素子8gに入射される。透過型液晶表示素子8gでは、各画素に対応する液晶部分が緑色の画像信号に従って駆動され、入射した緑色光線Gを変調する。変調された緑色光線Gは透過型液晶表示素子8gを透過し、色合成プリズム47に入射する。   The green light G and the blue light B transmitted through the dichroic mirror 7R enter the dichroic mirror 7G, the green light G is selectively reflected, and the blue light B is transmitted. The green light G reflected by the dichroic mirror 7G enters the transmissive liquid crystal display element 8g. In the transmissive liquid crystal display element 8g, the liquid crystal portion corresponding to each pixel is driven according to the green image signal, and modulates the incident green light G. The modulated green light G passes through the transmissive liquid crystal display element 8 g and enters the color synthesis prism 47.

ダイクロイックミラー7Gで透過された青色光線Bは、反射ミラー5、リレーレンズ4、反射ミラー5を経て、透過型液晶表示素子8bに入射される。なお、リレーレンズ4は、特に光路の長い青色光線Bについての光損失を防ぐために設けられているが、無くてもよい。また、赤色光線Rや緑色光線Gの光路にリレーレンズを設けてもよい。   The blue light beam B transmitted through the dichroic mirror 7G is incident on the transmissive liquid crystal display element 8b through the reflection mirror 5, the relay lens 4, and the reflection mirror 5. The relay lens 4 is provided in order to prevent light loss particularly for the blue light beam B having a long optical path, but may be omitted. Further, a relay lens may be provided in the optical path of the red light R and the green light G.

透過型液晶表示素子8bでは、各画素に対応する液晶部分が青色の画像信号に従って駆動され、入射された青色光線Bを変調する。変調された青色光線Bは透過型液晶表示素子8rを透過し、色合成プリズム47に入射する。   In the transmissive liquid crystal display element 8b, the liquid crystal portion corresponding to each pixel is driven according to the blue image signal, and modulates the incident blue light beam B. The modulated blue light B passes through the transmissive liquid crystal display element 8 r and enters the color synthesis prism 47.

色合成プリズム47に入射した各色の光線R、G、Bは、図4に示すプロジェクタと同様にして合成され、色合成プリズム47から出射し、投射レンズ9によりスクリーン10上に投影される。   The light rays R, G, and B of each color incident on the color synthesis prism 47 are synthesized in the same manner as the projector shown in FIG. 4, emitted from the color synthesis prism 47, and projected onto the screen 10 by the projection lens 9.

以上説明したように、本発明は、可視光線を三色に色分離した後、光学変調素子で変調して光学画像を形成し、その光学画像をスクリーンに投影する構成の光学系であれば、どのような構成の光学系を用いもよい。   As described above, the present invention is an optical system having a configuration in which visible light is color-separated into three colors, then modulated with an optical modulation element to form an optical image, and the optical image is projected onto a screen. Any configuration of the optical system may be used.

上記何れの実施例においても不要な波長帯域の可視光線は、ランプリフレクタあるいは反射ミラーで反射させないで、透過させて除去しているが、ランプリフレクタあるいは反射ミラーで吸収させて除去してもよい。しかし、吸収させて除去する構成にすると、ランプリフレクタや反射ミラーの温度が上昇するので好ましい構成とはいえない。実施例のように透過させて除去する構成の方が好ましい。   In any of the above embodiments, visible light in an unnecessary wavelength band is transmitted and removed without being reflected by the lamp reflector or reflecting mirror, but may be removed by being absorbed by the lamp reflector or reflecting mirror. However, if it is configured to be absorbed and removed, the temperature of the lamp reflector and the reflecting mirror rises, which is not a preferable configuration. A configuration in which light is transmitted and removed as in the embodiment is preferable.

本発明は、色純度を向上するのに望ましくない不要な波長帯域の可視光線を除去するためのフィルターを光学系内に設けず、不要な波長帯域の可視光線をランプリフレクタの部分で選択的に透過・除去して、不要な可視光線を取り除いた光線のみを光学系に照射しているため、フィルターを設けたときの不具合が抑制され、プロジェクタの信頼性が向上すると共に、三色に分離された光線の色純度が高く、色再現性、画像の向上に有用である。さらに、部品点数の減少に伴うプロジェクタの簡易化、小型化、製造原価の低減化にも有用である。   The present invention does not provide a filter for removing visible light in an unnecessary wavelength band that is not desirable for improving color purity in an optical system, and selectively allows visible light in an unnecessary wavelength band at a portion of a lamp reflector. Since the optical system is irradiated only with light that has been transmitted and removed to remove unnecessary visible light, the problem of providing a filter is suppressed, and the reliability of the projector is improved and the three colors are separated. The light has a high color purity and is useful for improving color reproducibility and images. Furthermore, it is useful for simplification, miniaturization and reduction of manufacturing cost of the projector due to a decrease in the number of parts.

第1の実施例に係るプロジェクタの構成を模式的に説明するための図である。It is a figure for demonstrating typically the structure of the projector which concerns on a 1st Example. 光源とランプリフレクタが一体となった、第2の実施例に係るプロジェクタの構成を模式的に説明する図である。It is a figure which illustrates typically the structure of the projector which concerns on the 2nd Example with which the light source and the lamp reflector were united. 従来のプロジェクタの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the conventional projector. 色分離素子にダイクロイックミラーを用い、光学変調素子に反射型液晶表示素子を用いた光学系を有するプロジェクタの例を示す模式図である。It is a schematic diagram showing an example of a projector having an optical system using a dichroic mirror as a color separation element and a reflective liquid crystal display element as an optical modulation element. 色分離素子にダイクロイックミラーを用い、光学変調素子に透過型液晶表示素子を用いた光学系を有するプロジェクタの例を示す模式図である。It is a schematic diagram showing an example of a projector having an optical system using a dichroic mirror as a color separation element and a transmissive liquid crystal display element as an optical modulation element.

符号の説明Explanation of symbols

1 光源
2 ランプリフレクタ
3 ロッドインテグレータ
4 リレーレンズ
5 反射ミラー
6 反射プリズム
7 カラープリズム
7RG ダイクロイックミラー(青色透過用)
7R ダイクロイックミラー(赤色反射用)
7G ダイクロイックミラー(緑色反射用)
8 光学変調素子
8r 透過型液晶表示素子(赤色用)
8g 透過型液晶表示素子(緑色用)
8b 透過型液晶表示素子(青色用)
8R 反射型液晶表示素子(赤色用)
8G 反射型液晶表示素子(緑色用)
8B 反射型液晶表示素子(青色用)
9 投射レンズ
10 スクリーン
102 ランプリフレクタ
111 フィルター
21 ランプハウス
43 コリメータレンズ
46R 偏光ビームスプリッタ
46G 偏光ビームスプリッタ
46B 偏光ビームスプリッタ
47 色合成プリズム
47R ダイクロイックミラー面
47B ダイクロイックミラー面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light source 2 Lamp reflector 3 Rod integrator 4 Relay lens 5 Reflection mirror 6 Reflection prism 7 Color prism 7RG Dichroic mirror (for blue transmission)
7R Dichroic mirror (for red reflection)
7G dichroic mirror (for green reflection)
8 Optical modulation element 8r Transmission type liquid crystal display element (for red)
8g Transmission type liquid crystal display element (for green)
8b Transmission type liquid crystal display element (for blue)
8R reflective liquid crystal display element (for red)
8G reflective liquid crystal display (for green)
8B reflective liquid crystal display element (for blue)
9 Projection lens 10 Screen 102 Lamp reflector 111 Filter 21 Lamp house 43 Collimator lens 46R Polarization beam splitter 46G Polarization beam splitter 46B Polarization beam splitter 47 Color synthesis prism 47R Dichroic mirror surface 47B Dichroic mirror surface

Claims (7)

可視光線全域の波長の光線を発する光源および前記光源で発生した光線を反射するランプリフレクタを有する光源部と、前記光源部からの光線を色分離素子にて三色の光線に色分離した後、色分離された光線を光学変調素子にて空間変調して光学画像を形成し、この光学画像を投射レンズによりスクリーン上に拡大投影する光学系とを有するプロジェクタにおいて、前記ランプリフレクタが、可視光線のうち、色純度を劣化させる特定の波長帯域の可視光線を選択的に透過させ、その他の波長帯域の可視光線を反射することを特徴とするプロジェクタ。 A light source that has a light source that emits light having a wavelength in the entire visible light range and a lamp reflector that reflects the light generated by the light source, and after color-separating the light from the light source into three colors using a color separation element, In the projector having an optical system that spatially modulates the color-separated light beam by an optical modulation element to form an optical image and enlarges and projects the optical image on a screen by a projection lens, the lamp reflector includes a visible light beam Among them, a projector that selectively transmits visible light in a specific wavelength band that degrades color purity and reflects visible light in other wavelength bands. 可視光線全域の波長の光線を発する光源および前記光源で発生した光線を反射するランプリフレクタを有する光源部と、前記光源部からの光線を反射部材で反射して光路を偏向した後、色分離素子にて三色の光線に色分離し、色分離された光線を光学変調素子にて空間変調して、光学画像を形成し、この光学画像を投射レンズによりスクリーン上に拡大投影する光学系とを有するプロジェクタにおいて、前記反射部材は、可視光線のうち、色純度を劣化させる特定の波長帯域の可視光線を選択的に透過させて色分離素子に入射する可視光線から除去する構成としたことを特徴とするプロジェクタ。 A light source that has a light source that emits light having a wavelength in the entire visible light range, a lamp reflector that reflects the light generated by the light source, and a light separating unit that reflects the light from the light source by a reflecting member and deflects the optical path; An optical system that separates the three color beams into light beams, spatially modulates the color-separated light beams with an optical modulation element, forms an optical image, and magnifies and projects the optical image on a screen by a projection lens. In the projector having the above, the reflecting member may be configured to selectively transmit visible light in a specific wavelength band that degrades color purity out of visible light and remove it from visible light incident on the color separation element. Projector. 可視光線全域の波長の光線を発する光源および前記光源で発生した光線を反射するランプリフレクタを有する光源部と、前記光源部からの光線を反射部材で反射して光路を偏向した後、色分離素子にて三色の光線に色分離し、色分離された光線を光学変調素子にて空間変調して、光学画像を形成し、この光学画像を投射レンズによりスクリーン上に拡大投影する光学系とを有するプロジェクタにおいて、前記ランプリフレクタおよび反射部材は、可視光線のうち、色純度を劣化させる特定の波長帯域の可視光線を選択的に透過させて色分離素子に入射する可視光線から除去する構成としたことを特徴とするプロジェクタ。 A light source that has a light source that emits light having a wavelength in the entire visible light range, a lamp reflector that reflects the light generated by the light source, and a light separating unit that reflects the light from the light source by a reflecting member and deflects the optical path; An optical system that separates the three color beams into light beams, spatially modulates the color-separated light beams with an optical modulation element, forms an optical image, and magnifies and projects the optical image on a screen by a projection lens. In the projector having the above, the lamp reflector and the reflecting member are configured to selectively transmit visible light in a specific wavelength band that degrades color purity from visible light and remove it from the visible light incident on the color separation element. A projector characterized by that. ランプリフレクタを光源に対して着脱自在に設けたことを特徴とした請求項1または3記載のプロジェクタ。 4. The projector according to claim 1, wherein the lamp reflector is detachably attached to the light source. 光源とランプリフレクタを一体化したことを特徴とした請求項1または3記載のプロジェクタ。 4. The projector according to claim 1, wherein the light source and the lamp reflector are integrated. 色純度を劣化させる特定の波長帯域の可視光線が黄色光成分であることを特徴とした請求項1乃至5の何れかに記載のプロジェクタ。 6. The projector according to claim 1, wherein visible light in a specific wavelength band that deteriorates color purity is a yellow light component. 光学変調素子が、微小なミラーをマトリクス状の配置し、各微小ミラーの傾きを制御し、その反射方向を制御して入射光線を変調する光学変調素子であることを特徴とした請求項1乃至6の何れかに記載のプロジェクタ。
The optical modulation element is an optical modulation element in which minute mirrors are arranged in a matrix, the inclination of each minute mirror is controlled, and the reflection direction is controlled to modulate incident light. 6. The projector according to any one of 6.
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JP2012173661A (en) * 2011-02-24 2012-09-10 Suwa Optronics:Kk Lens for illuminating device and illuminating device
US8469516B2 (en) 2009-06-24 2013-06-25 Sanyo Electric Co., Ltd. Illumination apparatus and projection display apparatus

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