JP2005266115A - Projector - Google Patents

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JP2005266115A
JP2005266115A JP2004076588A JP2004076588A JP2005266115A JP 2005266115 A JP2005266115 A JP 2005266115A JP 2004076588 A JP2004076588 A JP 2004076588A JP 2004076588 A JP2004076588 A JP 2004076588A JP 2005266115 A JP2005266115 A JP 2005266115A
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JP2004076588A
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Hidekiyo Yamakawa
秀精 山川
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a projector with which desired white balance is attained without significantly attenuating G light with an ND filter, etc. while reducing attenuation of R light and B light as much as possible. <P>SOLUTION: The projector is constituted so that illumination light in G color to be led to a third optical path OP3 is dimmed to some extent via relay lenses LL1, LL2, etc. in a color separation optical system 23. In addition, in a cross dichroic prism 27, image light in R color which goes straight and passes the cross dichroic prism is somewhat dimmed by penetrating both dielectric multi-layer films 27a, 27b. Thus, in the color separation optical system 23, the strongest illumination light of G color is automatically dimmed and in the cross dichroic prism 27, the second strongest illumination light of R color is automatically dimmed and luminance of the image light in each of colors RGB becomes a balanced state as a whole. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、液晶表示パネルその他の光変調装置を用いてカラー画像を投射するプロジェクタに関する。   The present invention relates to a projector that projects a color image using a liquid crystal display panel or other light modulation device.

従来のプロジェクタでは、一般に、白色光源からの白色光を一対のダイクロイックミラーで分割してRGBの各色の照明光とする。これらRGBの照明光は、各色の液晶表示パネルの照明に利用され、各色の液晶表示パネルを経た変調光は、クロスダイクロイックプリズムとよばれる光合成部材で合成され、カラー画像として投射される(特許文献1参照)。   In a conventional projector, in general, white light from a white light source is divided by a pair of dichroic mirrors to obtain illumination light of each color of RGB. These RGB illumination lights are used to illuminate each color liquid crystal display panel, and the modulated light that has passed through each color liquid crystal display panel is synthesized by a light synthesis member called a cross dichroic prism and projected as a color image (Patent Document) 1).

このようなプロジェクタにおいて、R光は、クロスダイクロイックプリズム中の一方の誘電体多層膜で反射される光路に導かれ、B光は、クロスダイクロイックプリズム中の他方の誘電体多層膜で反射される光路に導かれ、G光は、クロスダイクロイックプリズム中の両誘電体多層膜を透過する光路に導かれる。この際、クロスダイクロイックプリズムの形状的制限を受けて、液晶表示パネルに至るR光の光路は、液晶表示パネルに至るB光やG光の光路よりも長くなるので、光路差を補償するためのリレーレンズが挿入される。この際、高圧水銀ランプの波長特性はG色に強いピークを有しており、これに起因して白画像が緑味がかることを防止するため、ホームシアター、プロジェクションTV等の色合いを重視する用途では、G色の光路上にNDフィルタを配置したりG色液晶表示パネルの変調度を高めることによって、所望の色合いを達成する必要が生じる。   In such a projector, the R light is guided to an optical path reflected by one dielectric multilayer film in the cross dichroic prism, and the B light is an optical path reflected by the other dielectric multilayer film in the cross dichroic prism. The G light is guided to an optical path that passes through both dielectric multilayer films in the cross dichroic prism. At this time, the optical path of the R light reaching the liquid crystal display panel is longer than the optical path of the B light and the G light reaching the liquid crystal display panel due to the shape limitation of the cross dichroic prism, so that the optical path difference is compensated. A relay lens is inserted. At this time, the wavelength characteristic of the high-pressure mercury lamp has a strong peak in G color, and in order to prevent the white image from becoming greenish due to this, it is not suitable for applications such as home theater and projection TV. Therefore, it is necessary to achieve a desired color tone by disposing an ND filter on the G color optical path or increasing the modulation degree of the G color liquid crystal display panel.

なお、リレーレンズ等での光量損失の影響を抑えるため、G光ではなくB光が、クロスダイクロイックプリズムを直進する構成とされ、B光ではなくG光が、リレーレンズ等を設けた長い光路に導かれる構成とされる場合もある(特許文献2参照)。
特開2003−287804号公報 特許第3254680号公報
In addition, in order to suppress the influence of the light amount loss in the relay lens or the like, the B light instead of the G light is configured to travel straight through the cross dichroic prism, and the G light instead of the B light passes through a long optical path provided with the relay lens or the like. In some cases, the structure may be guided (see Patent Document 2).
JP 2003-287804 A Japanese Patent No. 3254680

しかし、上記のうち前者のプロジェクタでは、最も弱いR光がリレーレンズ等によって減衰する可能性があるので、G色の減衰だけでは目的とするホワイトバランスが必ずしも達成されない。   However, in the former projector, the weakest R light may be attenuated by a relay lens or the like, so that the target white balance is not necessarily achieved only by attenuation of the G color.

また、後者のプロジェクタでは、R光の減衰は低減できるが、通常G光よりも弱いB光がクロスダイクロイックプリズムを直進・通過することによって、減衰する可能性がある。   In the latter projector, the attenuation of the R light can be reduced, but the B light that is weaker than the normal G light may be attenuated by going straight through and passing through the cross dichroic prism.

そこで、本発明は、R光やB光の減衰を可能な限り低減しつつ、G光をNDフィルタ等で大きく減衰させることなく所望のホワイトバランスを達成することができるプロジェクタを提供することを目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a projector that can achieve a desired white balance without reducing attenuation of R light and B light as much as possible and without greatly reducing G light with an ND filter or the like. And

上記課題を解決するため、本発明のプロジェクタは、(a)第1から第3色の照明光を含み、第3色の光量が第1及び第2色の光量よりも大きく、かつ、第2色の光量が第1色の光量よりも大きくなるような光源光を射出する光源と、(b)光源から射出された光源光のうち、第1及び第2色の光源光を、第1及び第2色の照明光として第1及び第2光路にそれぞれ導き、第3色の光源光を、第3色の照明光として第1及び第2光路よりも長い光路を有しリレーレンズ系を通る第3光路に導く光分割手段と、(c)光分割手段から射出される第1から第3色の照明光によってそれぞれ照明されるとともに、第1から第3色の照明光をそれぞれ変調して第1から第3色の変調光を形成する第1から第3の光変調装置と、(d)直交する一対のクロスダイクロイックミラーを内蔵するとともに、当該一対のクロスダイクロイックミラーで第1及び第3色の変調光を反射させ、当該一対のクロスダイクロイックミラーで第2色の変調光を透過させることによって、光変調装置を経た第1から第3色の変調光を合成する光合成部材と、(e)光合成部材を経ることによって合成された像光の投射像を形成する投射光学系とを備える。   In order to solve the above problems, a projector of the present invention includes (a) first to third color illumination light, the third color light amount is larger than the first and second color light amounts, and the second A light source that emits light source light such that the light amount of the color is greater than the light amount of the first color; and (b) among the light source light emitted from the light source, The second color illumination light is guided to the first and second optical paths, respectively, and the third color light source light is passed as the third color illumination light through the relay lens system having an optical path longer than the first and second optical paths. A light splitting means for guiding to the third optical path; and (c) illuminating with the first to third color illumination lights emitted from the light splitting means, respectively, and modulating the first to third color illumination lights respectively. A first to a third light modulation device for forming modulated light of the first to third colors; A light modulation device having a built-in sudichroic mirror, reflecting the first and third color modulated light with the pair of cross dichroic mirrors, and transmitting the second color modulated light with the pair of cross dichroic mirrors And (e) a projection optical system that forms a projection image of the image light synthesized by passing through the light synthesizing member.

上記プロジェクタでは、光分割手段が、第1及び第2色の照明光より光量が大きな第3色の照明光を第1及び第2光路よりも長くリレーレンズ系を通る第3光路に導かれるので、第3色の照明光がリレーレンズ系等によって減衰することを利用して第3色の相対的強度を自然に減少させることができる。また、光合成部材が一対のクロスダイクロイックミラーで第1及び第3色の変調光を反射させるとともに第2色の変調光を透過させるので、第2色の変調光が一対のクロスダイクロイックミラーの透過によって他のものよりも減衰することを利用し、第2色の相対的強度を自然に減少させて、第1色や第3色の程度に近づけることができる。よって、フィルタ等の減光用の光学系を特に設けることなく、第1から第3色の変調光の相対強度をバランスすることができ、投射画像について簡易に所望のホワイトバランスを達成することができる。   In the projector, the light splitting means guides the third color illumination light having a larger light quantity than the first and second color illumination lights to the third optical path that passes through the relay lens system longer than the first and second optical paths. The relative intensity of the third color can be naturally reduced by utilizing the fact that the illumination light of the third color is attenuated by the relay lens system or the like. Further, since the light combining member reflects the first and third color modulated light and transmits the second color modulated light by the pair of cross dichroic mirrors, the second color modulated light is transmitted by the pair of cross dichroic mirrors. Utilizing the attenuation over others, the relative intensity of the second color can be naturally reduced to approach the degree of the first or third color. Therefore, it is possible to balance the relative intensities of the modulated light of the first to third colors without particularly providing a light reducing optical system such as a filter, and it is possible to easily achieve a desired white balance for the projected image. it can.

本発明の具体的態様では、上記プロジェクタにおいて、光源が白色光源であり、第1色の照明光がB光であり、第2色の照明光がR光であり、第3色の照明光がG光である。一般的に、十分な輝度を有するプロジェクタ用の汎用的なランプ光源は、B光が最も弱くG光が最も強い場合が多いので、このようなランプ光源の色バランスを光分割手段や光合成部材によって自動的に補正することができる。   In a specific aspect of the present invention, in the projector, the light source is a white light source, the first color illumination light is B light, the second color illumination light is R light, and the third color illumination light is G light. In general, a general-purpose lamp light source for a projector having sufficient luminance often has the weakest B light and the strongest G light. Therefore, the color balance of such a lamp light source is adjusted by a light dividing means or a light combining member. It can be corrected automatically.

また、本発明の別の具体的態様では、光源が水銀ランプ及びメタルハライドランプのいずれかである。この場合、水銀ランプ及びメタルハライドランプの色バランスを適宜補正することができる。   In another specific embodiment of the present invention, the light source is either a mercury lamp or a metal halide lamp. In this case, the color balance of the mercury lamp and the metal halide lamp can be corrected as appropriate.

また、本発明の別の具体的態様では、投射像の色温度が4000K以上12000K以下である。この場合、照明光を無駄にすることなく、投射画像のホワイトバランスを、ホームシアター、プロジェクションTV等の色合いを重視する用途に適合させることができる。   Moreover, in another specific aspect of the present invention, the color temperature of the projected image is not less than 4000K and not more than 12000K. In this case, it is possible to adapt the white balance of the projected image to uses such as a home theater and a projection TV that place importance on the hue without wasting illumination light.

また、本発明の別の具体的態様では、光合成部材がクロスダイクロイックプリズムである。この場合、光合成部材が一体の部材となり、安定して良好な光合成が可能になる。   In another specific embodiment of the present invention, the photosynthetic member is a cross dichroic prism. In this case, the photosynthetic member becomes an integral member, and stable and good photosynthesis is possible.

図1は、本発明の一実施形態に係るプロジェクタの光学系を説明する図である。このプロジェクタ10は、光源光を発生する光源装置21と、光源装置21からの光源光をRGBの3色に分割する光分割手段である色分割光学系23と、色分割光学系23から射出された各色の照明光によって照明される光変調部25と、光変調部25からの各色の変調光を合成するための光合成部材であるクロスダイクロイックプリズム27と、クロスダイクロイックプリズム27を経た像光をスクリーン(不図示)に投射するための投射光学系である投射レンズ29とを備える。   FIG. 1 is a diagram illustrating an optical system of a projector according to an embodiment of the invention. The projector 10 is emitted from a light source device 21 that generates light source light, a color splitting optical system 23 that is a light splitting unit that splits the light source light from the light source device 21 into three colors of RGB, and the color splitting optical system 23. The light modulation unit 25 illuminated by the illumination light of each color, the cross dichroic prism 27 that is a light synthesis member for synthesizing the modulated light of each color from the light modulation unit 25, and the image light that has passed through the cross dichroic prism 27 are screened. And a projection lens 29 which is a projection optical system for projecting to (not shown).

ここで、光源装置21は、光源ランプ21aと、一対のフライアイ光学系21d,21eと、偏光変換部材21gと、重畳レンズ21iとを備える。ここで、光源ランプ21aは、例えば高圧水銀ランプからなる白色光源であり、光源光をコリメートするための凹面鏡を備える。かかる高圧水銀ランプは、RGBの各色からなる光源光を発生するが、このうちG色に最も強いピークを有し、G光の光量が最も大きくなっている。また、R色の光量はB色の光量よりも幾分大きくなっている。つまり、光源光は完全な白色ではなく緑がかった傾向を有する。一対のフライアイ光学系21d,21eは、マトリックス状に配置された複数の要素レンズからなり、これらの要素レンズによって、光源ランプ21aからの光源光を分割して個別に集光・発散させる。偏光変換部材21gは、フライアイ光学系21eから射出した光源光を例えば図1の紙面に垂直なS偏光成分のみに変換して次段光学系に供給する。重畳レンズ21iは、偏光変換部材21gを経た照明光を全体として適宜収束させて、光変調部25に設けた各色の光変調装置に対する重畳照明を可能にする。つまり、両フライアイ光学系21d,21eと重畳レンズ21iとを経た照明光は、以下に詳述する色分割光学系23を経て、光変調部25を構成する各色の光変調装置すなわち各色の液晶ライトバルブ25a〜25cを均一に重畳照明する。   Here, the light source device 21 includes a light source lamp 21a, a pair of fly-eye optical systems 21d and 21e, a polarization conversion member 21g, and a superimposing lens 21i. Here, the light source lamp 21a is a white light source composed of a high-pressure mercury lamp, for example, and includes a concave mirror for collimating the light source light. Such a high-pressure mercury lamp generates light source light composed of RGB colors, of which the G color has the strongest peak and the amount of G light is the largest. Further, the light amount of the R color is somewhat larger than the light amount of the B color. That is, the light source light tends to be green rather than completely white. The pair of fly-eye optical systems 21d and 21e is composed of a plurality of element lenses arranged in a matrix, and these element lenses divide the light source light from the light source lamp 21a and individually collect and diverge the light. The polarization conversion member 21g converts the light source light emitted from the fly-eye optical system 21e into, for example, only the S-polarized component perpendicular to the paper surface of FIG. The superimposing lens 21i appropriately converges the illumination light that has passed through the polarization conversion member 21g as a whole, and enables superimposing illumination on the light modulation devices of the respective colors provided in the light modulation unit 25. That is, the illumination light that has passed through the fly-eye optical systems 21d and 21e and the superimposing lens 21i passes through the color splitting optical system 23, which will be described in detail below. The light valves 25a to 25c are uniformly superimposed and illuminated.

色分割光学系23は、第1及び第2ダイクロイックミラー23a,23bと、3つのフィールドレンズ23f,23g,23hと、反射ミラー23m,23n,23oとを備え、光源装置21とともに照明装置を構成する。第1ダイクロイックミラー23aは、RGBの3色のうちB光を反射しR光及びG光を透過させる。また、第2ダイクロイックミラー23bは、入射したRGの2色のうちR光を反射しG光を透過させる。この色分割光学系23において、光源装置21からの白色の光源光は、第1ダイクロイックミラー23aに入射する。第1ダイクロイックミラー23aで反射されたB光は、例えばS偏光のまま第1光路OP1に導かれ、反射ミラー23mを経て入射角度を調節するためのフィールドレンズ23fに入射する。また、第1ダイクロイックミラー23aを透過して第2ダイクロイックミラー23bで反射されたR光は、例えばS偏光のまま第2光路OP2に導かれフィールドレンズ23gに入射する。さらに、第2ダイクロイックミラー23bを通過したG光は、例えばS偏光のまま第3光路OP3に導かれ、光路長差を補償するためのリレーレンズLL1,LL2及び反射ミラー23n,23oを経て入射角度を調節するためのフィールドレンズ23hに入射する。ここで、第3光路OP3にリレーレンズ系であるリレーレンズLL1,LL2を組み込んでおり、第1及び第2光路OP1,OP2よりも長く設定された第3光路OP3の照明光の収差や拡大率等を補正しているが、このようなリレーレンズLL1,LL2や反射ミラー23n,23oによって減光が生じてしまう。このような減光は、図1に示す配置をとる色分割光学系23では不可避的であるが、これを逆に利用することによって、像光のカラーバランスの調整が可能である。   The color division optical system 23 includes first and second dichroic mirrors 23a and 23b, three field lenses 23f, 23g, and 23h, and reflection mirrors 23m, 23n, and 23o, and constitutes an illumination device together with the light source device 21. . The first dichroic mirror 23a reflects B light and transmits R light and G light among the three colors of RGB. The second dichroic mirror 23b reflects R light and transmits G light out of the two colors of incident RG. In the color splitting optical system 23, white light source light from the light source device 21 is incident on the first dichroic mirror 23a. The B light reflected by the first dichroic mirror 23a is guided to the first optical path OP1 with, for example, S-polarized light, and enters the field lens 23f for adjusting the incident angle via the reflecting mirror 23m. Further, the R light transmitted through the first dichroic mirror 23a and reflected by the second dichroic mirror 23b is guided to the second optical path OP2 while being, for example, S-polarized, and enters the field lens 23g. Further, the G light that has passed through the second dichroic mirror 23b is guided to the third optical path OP3 as S-polarized light, for example. Is incident on a field lens 23h for adjusting the angle. Here, relay lenses LL1 and LL2 which are relay lens systems are incorporated in the third optical path OP3, and the aberration and magnification of the illumination light in the third optical path OP3 set longer than the first and second optical paths OP1 and OP2. Are corrected, however, such relay lenses LL1 and LL2 and reflection mirrors 23n and 23o cause light attenuation. Such dimming is unavoidable in the color-splitting optical system 23 having the arrangement shown in FIG. 1, but by using this in reverse, the color balance of the image light can be adjusted.

光変調部25は、3色の照明光がそれぞれ入射する3つの液晶ライトバルブ25a,25b,25cと、各液晶ライトバルブ25a,25b,25cを挟むように配置される3組の偏光フィルタ25e,25f,25gとを備える。第1光路OP1に導かれたB光は、フィールドレンズ23fを介して液晶ライトバルブ25aの被照射面に入射する。第2光路OP2に導かれたR光は、フィールドレンズ23gを介して液晶ライトバルブ25bの被照射面に入射する。第3光路OP3に導かれたG光は、フィールドレンズ23hを介して液晶ライトバルブ25cの被照射面に入射する。各液晶ライトバルブ25a〜25cは、入射した照明光の空間的強度分布を変調するための非発光型の光変調装置であり、各液晶ライトバルブ25a〜25cにそれぞれ入射した3色の光は、各液晶ライトバルブ25a〜25cに電気的信号として入力された駆動信号或いは画像信号に応じて画素単位で偏光状態が調整される。その際、偏光フィルタ25e〜25gによって、各液晶ライトバルブ25a〜25cに入射する照明光の偏光方向が調整されるとともに、各液晶ライトバルブ25a〜25cから射出される光から所定の偏光方向の変調光が取り出される。   The light modulation unit 25 includes three liquid crystal light valves 25a, 25b, and 25c into which three colors of illumination light respectively enter, and three sets of polarizing filters 25e that are disposed so as to sandwich the liquid crystal light valves 25a, 25b, and 25c. 25f and 25g. The B light guided to the first optical path OP1 enters the irradiated surface of the liquid crystal light valve 25a via the field lens 23f. The R light guided to the second optical path OP2 enters the irradiated surface of the liquid crystal light valve 25b via the field lens 23g. The G light guided to the third optical path OP3 enters the irradiated surface of the liquid crystal light valve 25c through the field lens 23h. Each of the liquid crystal light valves 25a to 25c is a non-light emitting type light modulation device for modulating the spatial intensity distribution of the incident illumination light, and the three color lights respectively incident on the liquid crystal light valves 25a to 25c are The polarization state is adjusted in units of pixels in accordance with drive signals or image signals input as electric signals to the liquid crystal light valves 25a to 25c. At that time, the polarization filters 25e to 25g adjust the polarization direction of the illumination light incident on the liquid crystal light valves 25a to 25c, and modulate the predetermined polarization direction from the light emitted from the liquid crystal light valves 25a to 25c. Light is extracted.

クロスダイクロイックプリズム27は、光合成部材であり、R光反射用の誘電体多層膜27aとB光反射用の誘電体多層膜27bとを直交させた状態で内蔵するものである。一方の誘電体多層膜27aは、B色とG色の境界波長(例えば500nm)よりも短波長側の像光を反射するダイクロイックミラーであり、他方の誘電体多層膜27bは、B色とG色の境界波長(例えば500nm)からG色とR色の境界波長(例えば580〜585nm)にかけての波長域の像光を反射するダイクロイックミラーである。このように、クロスダイクロイックプリズム27は、交差させた状態の一対の誘電体多層膜27a,27bをクロスダイクロイックミラーとして内蔵する。クロスダイクロイックプリズム27は、液晶ライトバルブ25aからのR光を誘電体多層膜27aで反射して進行方向右側に射出させ、液晶ライトバルブ25bからのG光を誘電体多層膜27a,27bを介して直進・射出させ、液晶ライトバルブ25cからのB光を誘電体多層膜27bで反射して進行方向左側に射出させる。以上により、クロスダイクロイックプリズム27の3つの側面から入射した像光が合成され、残りの側面から射出される。クロスダイクロイックプリズム27で合成されて射出された像光は、投射レンズ29を経て適当な拡大率でスクリーン(不図示)にカラー画像として投射される。なお、クロスダイクロイックプリズム27中の両誘電体多層膜27a,27bを透過させる直進光路に関しては、両誘電体多層膜27a,27bのいずれかで反射される光路に比較して、透過損失が増大する傾向がある。このような減光は、不可避的であるが、これを利用することによってカラーバランスの調整が可能である。   The cross dichroic prism 27 is a light combining member, and incorporates a dielectric multilayer film 27a for reflecting R light and a dielectric multilayer film 27b for reflecting B light in an orthogonal state. One dielectric multilayer film 27a is a dichroic mirror that reflects image light on a shorter wavelength side than the boundary wavelength between B color and G color (for example, 500 nm), and the other dielectric multilayer film 27b is composed of B color and G color. This is a dichroic mirror that reflects image light in a wavelength range from a boundary wavelength of color (for example, 500 nm) to a boundary wavelength of G and R (for example, 580 to 585 nm). Thus, the cross dichroic prism 27 incorporates a pair of dielectric multilayer films 27a and 27b in a crossed state as a cross dichroic mirror. The cross dichroic prism 27 reflects the R light from the liquid crystal light valve 25a by the dielectric multilayer film 27a and emits the G light from the liquid crystal light valve 25b via the dielectric multilayer films 27a and 27b. The B light from the liquid crystal light valve 25c is reflected by the dielectric multilayer film 27b and emitted to the left in the traveling direction. As described above, the image lights incident from the three side surfaces of the cross dichroic prism 27 are combined and emitted from the remaining side surfaces. The image light synthesized and emitted by the cross dichroic prism 27 is projected as a color image on a screen (not shown) at an appropriate magnification through a projection lens 29. In addition, regarding the straight-traveling optical path that transmits the both dielectric multilayer films 27a and 27b in the cross dichroic prism 27, the transmission loss increases compared to the optical path reflected by either of the dielectric multilayer films 27a and 27b. Tend. Such dimming is unavoidable, but color balance can be adjusted by using this dimming.

以下、本実施形態に係るプロジェクタ10の動作について説明する。光源装置21からの光源光は、色分割光学系23に設けた第1及び第2ダイクロイックミラー23a,23bによって色分割され、対応する液晶ライトバルブ25a〜25cに照明光としてそれぞれ入射する。各液晶ライトバルブ25a〜25cは、外部からの画像信号によって変調されて2次元的屈折率分布を有しており、照明光を2次元空間的に画素単位で変調する。このように、各液晶ライトバルブ25a〜25cで変調された照明光すなわち像光は、クロスダイクロイックプリズム27で合成された後、投射レンズ29に入射する。投射レンズ29に入射した像光は、不図示のスクリーンに投影される。この際、色分割光学系23において、第3光路OP3に導かれるG色の照明光は、リレーレンズLL1,LL2等を経ることによってある程度減光するので、他の光路、例えば第1光路OP1に導かれるB色光と同程度の照明光量となる。また、クロスダイクロイックプリズム27において、これを直進・通過するR色の像光は、両誘電体多層膜27a,27bを透過することによって多少減光するので、例えば第1光路OP1を経て誘電体多層膜27aで反射されるB色の像光と同程度の輝度となる。以上により、クロスダイクロイックプリズム27を射出した各色RGBの像光の輝度は、全体としてバランスした状態になる。この際、いずれかの色の照明光路や像光路にNDフィルタ等を積極的に設ける必要がないので、画像の輝度を高めることができる。また、各液晶ライトバルブ25a〜25cの透過率を調節して開度を落とす必要がないので、コントラストの劣化もない。   Hereinafter, the operation of the projector 10 according to the present embodiment will be described. The light source light from the light source device 21 is color-divided by the first and second dichroic mirrors 23a and 23b provided in the color-dividing optical system 23, and is incident on the corresponding liquid crystal light valves 25a to 25c as illumination light. Each of the liquid crystal light valves 25a to 25c is modulated by an image signal from the outside and has a two-dimensional refractive index distribution, and modulates illumination light in a two-dimensional space in units of pixels. As described above, the illumination light, that is, the image light modulated by the liquid crystal light valves 25 a to 25 c is combined by the cross dichroic prism 27 and then enters the projection lens 29. The image light incident on the projection lens 29 is projected on a screen (not shown). At this time, in the color division optical system 23, the G-color illumination light guided to the third optical path OP3 is dimmed to some extent by passing through the relay lenses LL1, LL2, etc., so that the other light path, for example, the first optical path OP1. The amount of illumination light is the same as that of the B-color light to be guided. Further, in the cross dichroic prism 27, the R-color image light that travels straight through and passes through the dielectric multilayer films 27a and 27b is somewhat attenuated, so that, for example, the dielectric multilayer via the first optical path OP1. The luminance is about the same as the B-color image light reflected by the film 27a. As a result, the luminance of the RGB color image light emitted from the cross dichroic prism 27 is balanced as a whole. At this time, since it is not necessary to actively provide an ND filter or the like in the illumination light path or image light path of any color, the brightness of the image can be increased. Further, since it is not necessary to adjust the transmittance of each of the liquid crystal light valves 25a to 25c to reduce the opening, there is no deterioration in contrast.

図2は、図1のプロジェクタ10によって投射される像光(スクリーン透過後)の色温度と光利用効率との関係を説明するグラフである。グラフにおいて、横軸は色温度(K)を示し、縦軸は光利用効率(%)を示す。なお、色温度を調節するため、R,B光に対してG光の利用効率を調節した。グラフ中、印「×」は、本実施形態に対応し、G光がリレーレンズLL1,LL2経由でクロスダイクロイックプリズム27に入射して反射によって合成され、R光がクロスダイクロイックプリズム27を透過して合成される。また、印「▲」は、第1の比較例に対応し、G光がリレーレンズLL1,LL2経由でクロスダイクロイックプリズム27に入射して反射によって合成され、B光がクロスダイクロイックプリズム27を透過して合成される。また、印「■」は、第2の比較例に対応し、R光がリレーレンズLL1,LL2経由でクロスダイクロイックプリズム27に入射して反射によって合成され、G光がクロスダイクロイックプリズム27を透過して合成される。また、印「◆」は、第3の比較例に対応し、B光がリレーレンズLL1,LL2経由でクロスダイクロイックプリズム27に入射して反射によって合成され、G光がクロスダイクロイックプリズム27を透過して合成される。   FIG. 2 is a graph for explaining the relationship between the color temperature of the image light (after passing through the screen) projected by the projector 10 of FIG. 1 and the light use efficiency. In the graph, the horizontal axis indicates color temperature (K), and the vertical axis indicates light utilization efficiency (%). In order to adjust the color temperature, the utilization efficiency of G light was adjusted with respect to R and B light. In the graph, the mark “×” corresponds to the present embodiment, and the G light enters the cross dichroic prism 27 via the relay lenses LL1 and LL2 and is combined by reflection, and the R light passes through the cross dichroic prism 27. Synthesized. The mark “▲” corresponds to the first comparative example. G light enters the cross dichroic prism 27 via the relay lenses LL1 and LL2, is combined by reflection, and B light passes through the cross dichroic prism 27. Are synthesized. Further, the mark “■” corresponds to the second comparative example. R light enters the cross dichroic prism 27 via the relay lenses LL1 and LL2, is combined by reflection, and G light passes through the cross dichroic prism 27. Are synthesized. The mark “♦” corresponds to the third comparative example. B light enters the cross dichroic prism 27 via the relay lenses LL1 and LL2 and is combined by reflection, and G light passes through the cross dichroic prism 27. Are synthesized.

以上のグラフからも明らかなように、投射像の色温度が4000〜12000(K)の範囲では、×印で示す実施例の光利用効率が他に比較して最も高いことが分かる。つまり、G光がリレーレンズLL1,LL2経由の長い経路でクロスダイクロイックプリズム27で折り曲げられ、R光が比較的短い経路でクロスダイクロイックプリズム27を透過し、B光が比較的短い経路でクロスダイクロイックプリズム27で折り曲げられる実施形態の光路構成が最も光源光の利用効率が良いことが分かる。   As is apparent from the above graph, it can be seen that in the range of the color temperature of the projected image from 4000 to 12000 (K), the light utilization efficiency of the example indicated by the x mark is the highest compared to the others. That is, the G light is bent by the cross dichroic prism 27 along a long path via the relay lenses LL1 and LL2, the R light is transmitted through the cross dichroic prism 27 along a relatively short path, and the B light is crossed along a relatively short path. It can be seen that the optical path configuration of the embodiment bent at 27 has the highest use efficiency of the light source light.

以上、実施形態に即して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、光源装置21の光源ランプ21aは、高圧水銀ランプに限らず、メタルハライドランプ等を使用することができ、この場合も、色分割光学系23において、G色の照明光が自動的に減光され、クロスダイクロイックプリズム27において、R色の照明光が自動的に減光されて、各色RGBの像光の輝度が全体としてバランスした状態になる。   As described above, the present invention has been described according to the embodiment, but the present invention is not limited to the above embodiment. For example, the light source lamp 21 a of the light source device 21 is not limited to a high-pressure mercury lamp, and a metal halide lamp or the like can be used. In this case, the G-color illumination light is automatically dimmed in the color division optical system 23. Then, in the cross dichroic prism 27, the R illumination light is automatically reduced, and the luminance of the image light of each color RGB is balanced as a whole.

実施形態のプロジェクタを説明する図である。It is a figure explaining the projector of an embodiment. 像光の色温度と光利用効率との関係を説明するグラフである。It is a graph explaining the relationship between the color temperature of image light and light utilization efficiency.

符号の説明Explanation of symbols

10…プロジェクタ、 21…光源装置、 21a…光源ランプ、 21d,21e…フライアイ光学系、 21g…偏光変換部材、 21i…重畳レンズ、 23…色分割光学系、 23a,23b…ダイクロイックミラー、 25…光変調部、 25a,25b,25c…液晶ライトバルブ、 25e,25f,25g…偏光フィルタ、 27…クロスダイクロイックプリズム、 27a,27b…誘電体多層膜、 29…投射レンズ、 OP1…第1光路、 OP2…第2光路、 OP3…第3光路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Projector, 21 ... Light source device, 21a ... Light source lamp, 21d, 21e ... Fly eye optical system, 21g ... Polarization conversion member, 21i ... Superimposing lens, 23 ... Color division optical system, 23a, 23b ... Dichroic mirror, 25 ... Light modulator, 25a, 25b, 25c ... Liquid crystal light valve, 25e, 25f, 25g ... Polarizing filter, 27 ... Cross dichroic prism, 27a, 27b ... Dielectric multilayer film, 29 ... Projection lens, OP1 ... First optical path, OP2 ... second optical path, OP3 ... third optical path

Claims (5)

第1から第3色の照明光を含み、第3色の光量が第1及び第2色の光量よりも大きく、かつ、第2色の光量が第1色の光量よりも大きくなるような光源光を射出する光源と、
前記光源から射出された光源光のうち、第1及び第2色の光源光を、第1及び第2色の照明光として第1及び第2光路にそれぞれ導き、第3色の光源光を、第3色の照明光として前記第1及び第2光路よりも長い光路を有しリレーレンズ系を通る第3光路に導く光分割手段と、
前記光分割手段から射出される第1から第3色の照明光によってそれぞれ照明されるとともに、第1から第3色の照明光をそれぞれ変調して第1から第3色の変調光を形成する第1から第3の光変調装置と、
直交する一対のクロスダイクロイックミラーを内蔵するとともに、当該一対のクロスダイクロイックミラーで第1及び第3色の変調光を反射させ、当該一対のクロスダイクロイックミラーで第2色の変調光を透過させることによって、前記光変調装置を経た第1から第3色の変調光を合成する光合成部材と、
前記光合成部材を経ることによって合成された像光の投射像を形成する投射光学系と
を備えるプロジェクタ。
A light source that includes illumination light of the first to third colors, the light amount of the third color is larger than the light amounts of the first and second colors, and the light amount of the second color is larger than the light amount of the first color A light source that emits light;
Of the light source light emitted from the light source, the first and second color light source lights are led to the first and second optical paths as the first and second color illumination lights, respectively, and the third color light source light, A light splitting means for guiding the third color illumination light to the third optical path having a longer optical path than the first and second optical paths and passing through the relay lens system;
The first to third color illumination lights emitted from the light splitting means are respectively illuminated, and the first to third color illumination lights are modulated to form first to third color modulated lights. First to third light modulation devices;
By incorporating a pair of orthogonal cross dichroic mirrors, reflecting the first and third color modulated light with the pair of cross dichroic mirrors, and transmitting the second color modulated light with the pair of cross dichroic mirrors A light combining member that combines the modulated light of the first to third colors that has passed through the light modulation device;
A projector comprising: a projection optical system that forms a projection image of image light synthesized by passing through the light synthesis member.
前記光源は、白色光源であり、前記第1色の照明光は、B光であり、前記第2色の照明光は、R光であり、前記第3色の照明光は、G光であることを特徴とする請求項1記載のプロジェクタ。   The light source is a white light source, the first color illumination light is B light, the second color illumination light is R light, and the third color illumination light is G light. The projector according to claim 1. 前記光源は、水銀ランプ及びメタルハライドランプのいずれかであることを特徴とする請求項1及び請求項2のいずれか一項記載のプロジェクタ。   The projector according to claim 1, wherein the light source is one of a mercury lamp and a metal halide lamp. 前記投射像の色温度が4000K以上12000K以下であることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項記載のプロジェクタ。   The projector according to any one of claims 1 to 3, wherein a color temperature of the projected image is not less than 4000K and not more than 12000K. 前記光合成部材は、クロスダイクロイックプリズムであることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項記載のプロジェクタ。
The projector according to claim 1, wherein the light combining member is a cross dichroic prism.
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