JP2006058535A - Projector - Google Patents

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JP2006058535A JP2004239503A JP2004239503A JP2006058535A JP 2006058535 A JP2006058535 A JP 2006058535A JP 2004239503 A JP2004239503 A JP 2004239503A JP 2004239503 A JP2004239503 A JP 2004239503A JP 2006058535 A JP2006058535 A JP 2006058535A
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Akira Hyodo
亮 兵藤
Osamu Fujimaki
治 藤牧
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a projector that prevents a cooling structure in a projector from being made complex and a light source device from deteriorating, and to provide a projector capable of reducing visible light loss. <P>SOLUTION: Light having wavelengths beyond the wavelength area of red light is transmitted through a dichroic mirror, passed through a relay optical system, and further passed through a field lens 418. The optical filter 45 provided for the field lens 418 separates this light into light having wavelengths in the wavelength area of the red light and light having wavelengths beyond the wavelength area of the red light. Only the red light enters a polarizing plate 442R and liquid crystal panel 441R disposed on the incident side for red. An optical filter 45 blocks the transmission of light having wavelengths shorter than the wavelength area of the red light and also blocks the transmission of light having wavelengths in an infrared area (approximately 680nm or longer) that is on the long wavelength side relative to the short wavelength area of red light. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、プロジェクタに関する。   The present invention relates to a projector.

従来より、プレゼンテーションやホームシアター等の分野において、プロジェクタが利用されている。このようなプロジェクタでは、色分離光学装置により、光源装置から射出された光束を各色光に分離し、光変調装置により、色光毎に画像情報に応じて変調する。その後、色合成光学装置により、変調後の各色光を合成し、形成された光学像を投射光学装置により拡大投射する。
光源装置のリフレクタの開口側には、この開口に隣接するように、赤外光を遮断するための光学フィルタが配置されており、光源装置の後段に配置される光学部品の過熱による劣化を防止している(例えば、特許文献1参照)。
Conventionally, projectors have been used in fields such as presentations and home theaters. In such a projector, a color separation optical device separates a light beam emitted from a light source device into each color light, and a light modulation device modulates each color light according to image information. Thereafter, the modulated color light is synthesized by the color synthesis optical device, and the formed optical image is enlarged and projected by the projection optical device.
An optical filter for blocking infrared light is arranged on the opening side of the reflector of the light source device so as to be adjacent to this opening, preventing deterioration due to overheating of optical components arranged at the rear stage of the light source device. (For example, refer to Patent Document 1).

特開2003−287806号公報(第4頁、図2)Japanese Patent Laying-Open No. 2003-287806 (page 4, FIG. 2)

従来の方法では、光源装置のリフレクタの開口側に隣接して光学フィルタを配置しているため、光源装置から射出された全ての光束が光学フィルタに入射される。そのため、光源装置から射出された全ての光束の入射に伴って、光学フィルタが過熱されてしまい、劣化してしまう可能性がある。この劣化を防止するためには、光学フィルタの冷却が必要となり、プロジェクタ内における冷却構造が複雑化するという問題がある。
また、赤外光を遮断する光学フィルタとしては、赤外光を吸収することにより、赤外光の透過を遮断する赤外光吸収タイプと、赤外光を反射することにより、赤外光の透過を遮断する赤外光反射タイプとがあるが、赤外光反射タイプの光学フィルタを用いた場合には、光源装置のリフレクタの開口側に隣接して光学フィルタを配置しているため、反射した赤外光が光源装置に直接反射され、光源装置の発光管が加熱されて、劣化してしまう可能性がある。
また、光源装置のリフレクタの開口側に隣接して赤外光反射タイプの光学フィルタを配置すると、赤外光のみでなく可視光までも光学フィルタの界面による反射等により損失してしまう。
In the conventional method, since the optical filter is disposed adjacent to the opening side of the reflector of the light source device, all the light beams emitted from the light source device are incident on the optical filter. Therefore, the optical filter may be overheated and deteriorated with the incidence of all the light beams emitted from the light source device. In order to prevent this deterioration, it is necessary to cool the optical filter, and there is a problem that the cooling structure in the projector is complicated.
In addition, as an optical filter that blocks infrared light, an infrared light absorption type that blocks infrared light transmission by absorbing infrared light, and an infrared light absorption type that reflects infrared light. There is an infrared light reflection type that blocks transmission, but when an infrared light reflection type optical filter is used, the optical filter is arranged adjacent to the opening side of the reflector of the light source device. The reflected infrared light is directly reflected by the light source device, and the arc tube of the light source device may be heated and deteriorated.
Further, when an infrared light reflection type optical filter is disposed adjacent to the opening side of the reflector of the light source device, not only infrared light but also visible light is lost due to reflection by the interface of the optical filter.

本発明の目的は、プロジェクタ内における冷却構造の複雑化を防止し、光源装置の劣化を防止し、さらに、可視光の損失を低減させることができるプロジェクタを提供することである。   An object of the present invention is to provide a projector capable of preventing the cooling structure in the projector from becoming complicated, preventing the deterioration of the light source device, and further reducing the loss of visible light.

本発明のプロジェクタは、光源装置と、この光源装置から射出された光束を、赤色光を含む複数の色光に分離する複数の色分離光学素子を有する色分離光学装置と、この色分離光学装置で分離された各色光を画像情報に応じて変調する複数の光変調装置と、各光変調装置で変調された光学像を合成する色合成光学装置と、この合成された光学像を拡大投射する投射光学装置とを備えたプロジェクタであって、前記各光変調装置と、前記色分離光学装置との間には、前記各光変調装置に入射する光束の光学特性を変換する光学変換素子が配置されており、前記色分離光学装置の色分離光学素子のうち、赤色光の波長領域以上の光と、赤色光の波長領域よりも短波長側の光とを分離するための色分離光学素子と、赤色光が入射する光学変換素子との間の光路中に光学フィルタが配置されており、前記光学フィルタは、赤色光の波長領域よりも短波長側の光の透過を遮断するとともに、赤色光の波長領域よりも長波長側の赤外領域の光の透過を遮断する特性を備えることを特徴とする。   A projector according to the present invention includes a light source device, a color separation optical device having a plurality of color separation optical elements that separate light beams emitted from the light source device into a plurality of color lights including red light, and the color separation optical device. A plurality of light modulation devices that modulate each separated color light according to image information, a color synthesis optical device that synthesizes an optical image modulated by each light modulation device, and a projection that enlarges and projects this synthesized optical image An optical conversion element that converts an optical characteristic of a light beam incident on each light modulation device is disposed between each light modulation device and the color separation optical device. A color separation optical element for separating light in the wavelength region of red light or more and light on a shorter wavelength side than the wavelength region of red light, among the color separation optical elements of the color separation optical device; An optical conversion element on which red light is incident; An optical filter is disposed in the optical path between the optical filters, and the optical filter blocks transmission of light on the shorter wavelength side than the wavelength region of red light and infrared on the longer wavelength side of the wavelength region of red light. It is characterized by having the characteristic of blocking the transmission of light in the region.

ここで、本発明における光学フィルタは、赤色光の波長領域よりも短波長側の光の透過を遮断する光学フィルタと、前述した赤外光を遮断するための光学フィルタとを一体化させた特性を有するものである。
このような本発明によれば、赤色光の波長領域以上の光と赤色光の波長領域よりも短波長側の光とを分離するための色分離光学素子と、赤色光が入射する光学変換素子との間の光路中に、光学フィルタが配置されている。従って、光学フィルタには、色分離光学素子により分離された赤色光の波長領域以上の光が入射されるので、従来のように、光源装置から射出された全ての光束が入射される場合に比べ、過熱されにくい。そのため、光学フィルタを冷却する必要がなくなり、プロジェクタ内における冷却構造の複雑化を防止することができる。
また、赤外光を反射して赤外領域の光を遮断する光学フィルタを用いた場合、光学フィルタで反射された赤外光は、赤外光が光学フィルタに至った光路を逆方向に戻り、分散されることとなる。従って、従来のように、赤外光が光源装置に直接反射されることがないので、光源装置の劣化を防止することができる。
さらに、赤色光の波長領域以上の光と赤色光の波長領域よりも短波長側の光とを分離するための色分離光学素子と、赤色光が入射する光学変換素子との間の光路中に光学フィルタを配置しているので、赤外光を反射して赤外領域の光を遮断する光学フィルタを用いた場合であっても、光学フィルタの界面での反射による可視光の損失を赤色光のみに抑えることができ、他の色光の光量損失を防止できる。
Here, the optical filter according to the present invention has a characteristic in which the optical filter that blocks transmission of light shorter than the wavelength region of red light and the optical filter for blocking infrared light described above are integrated. It is what has.
According to the present invention as described above, the color separation optical element for separating the light in the wavelength range of the red light or more and the light on the shorter wavelength side than the wavelength range of the red light, and the optical conversion element on which the red light is incident An optical filter is disposed in the optical path between the two. Accordingly, since the light of the wavelength range of the red light separated by the color separation optical element is incident on the optical filter, compared to the case where all the light beams emitted from the light source device are incident as in the prior art. , Hard to overheat. For this reason, it is not necessary to cool the optical filter, and the cooling structure in the projector can be prevented from becoming complicated.
In addition, when an optical filter that reflects infrared light and blocks light in the infrared region is used, the infrared light reflected by the optical filter returns in the reverse direction along the optical path where the infrared light reaches the optical filter. , Will be distributed. Therefore, unlike the prior art, infrared light is not directly reflected by the light source device, so that deterioration of the light source device can be prevented.
Further, in the optical path between the color separation optical element for separating the light having a wavelength longer than the wavelength range of the red light and the light having a shorter wavelength than the wavelength range of the red light, and the optical conversion element on which the red light is incident Since an optical filter is arranged, even if an optical filter that reflects infrared light and blocks light in the infrared region is used, visible light loss due to reflection at the interface of the optical filter is reduced to red light. Therefore, it is possible to prevent loss of light amount of other color lights.

また、従来から、赤色光の波長領域以上の光と、赤色光の波長領域よりも短波長側の光とを分離するための色分離光学素子と、赤色光が入射する光学変換素子との間の光路中には、赤色光の波長領域よりも短波長側の光の透過を遮断する光学フィルタが配置されている。色分離光学素子のみでは、赤色光の波長領域以上の光と、赤色光の波長領域よりも短波長側の光とを完全に分離することが困難であるため、この色分離光学素子の後段に、赤色光の波長領域よりも短波長側の光の透過を遮断する光学フィルタを配置しているのである。
従って、従来のプロジェクタでは、赤外光を遮断するための光学フィルタと、赤色光の波長領域よりも短波長側の光の透過を遮断する光学フィルタとを別々に備えているため、部材点数が多いという問題が生じている。
これに対し、本発明の光学フィルタは、赤色光の波長領域よりも短波長側の光の透過を遮断するとともに、赤外領域の光の透過を遮断する特性を備え、赤色光の波長領域よりも短波長側の光の透過を遮断する光学フィルタと、赤外光を遮断するための光学フィルタとを一体化させたものであるため、部材点数の削減を図ることができる。
Further, conventionally, a color separation optical element for separating light having a wavelength longer than the wavelength range of red light and light having a shorter wavelength than the wavelength range of red light, and an optical conversion element on which red light is incident. In the optical path, an optical filter that blocks transmission of light having a wavelength shorter than the wavelength region of red light is disposed. With only the color separation optical element, it is difficult to completely separate the light in the wavelength range of the red light and the light shorter than the wavelength range of the red light. An optical filter that blocks transmission of light on the shorter wavelength side than the wavelength region of red light is disposed.
Therefore, the conventional projector is provided with an optical filter for blocking infrared light and an optical filter for blocking light transmission on the shorter wavelength side than the wavelength range of red light, so the number of members is reduced. There are many problems.
On the other hand, the optical filter of the present invention has the characteristic of blocking the transmission of light on the shorter wavelength side than the wavelength region of red light and blocking the transmission of light in the infrared region, and from the wavelength region of red light. Since the optical filter for blocking the transmission of light on the short wavelength side and the optical filter for blocking the infrared light are integrated, the number of members can be reduced.

また、本発明では、前記色分離光学装置は、前記光源装置から射出された光束を、青色光と、前記青色光の波長領域よりも長波長側の光とに分離する第一の色分離光学素子と、前記第一の色分離光学素子により分離された前記青色光の波長領域よりも長波長側の光を、赤色光の波長領域よりも短波長側の緑色光を含む光と赤色光の波長領域以上の光とに分離する第二の色分離光学素子とを備え、前記光学フィルタは、前記第二の色分離光学素子と、赤色光が入射する光学変換素子との間の光路中に配置されており、前記第一の色分離光学素子から赤色光が入射する光学変換素子までの赤色光の幾何学的光路長は、前記第一の色分離光学素子から緑色光が入射する光学変換素子までの緑色光の幾何学的光路長及び前記第一の色分離光学素子から青色光が入射する光学変換素子までの青色光の幾何学的光路長よりも長く、前記光学フィルタは、前記赤外領域の光を反射することにより、赤外領域の光の透過を遮断することが好ましい。   In the present invention, the color separation optical device is a first color separation optical device that separates a light beam emitted from the light source device into blue light and light having a wavelength longer than the wavelength region of the blue light. A light having a wavelength longer than the wavelength region of the blue light separated by the element and the first color separation optical element; a light including a green light having a shorter wavelength than the wavelength region of the red light; A second color separation optical element that separates light into a wavelength region or more, and the optical filter is in an optical path between the second color separation optical element and an optical conversion element on which red light is incident. The geometric optical path length of the red light from the first color separation optical element to the optical conversion element on which the red light is incident is the optical conversion on which the green light is incident from the first color separation optical element. From the geometric light path length of green light to the element and the first color separation optical element It is longer than the geometric optical path length of the blue light to the optical conversion element on which the colored light is incident, and the optical filter may block the transmission of the light in the infrared region by reflecting the light in the infrared region. preferable.

赤色光の光路中の第二の分離光学素子と光学変換素子との間に配置された光学フィルタは、赤外光を反射することにより、赤外光の透過を遮断するものである。そのため、光学フィルタで反射された赤外光は、赤色光の光路を戻ることとなる。この赤色光の光路長は他の色光の光路長よりも長く設定されているので、赤色光の光路を戻る途中で赤外光は、確実に分散されることとなる。これにより、反射された赤外光の光源装置への戻りを確実に低減させることができ、光源装置の劣化を確実に防止することができる。   The optical filter disposed between the second separation optical element and the optical conversion element in the optical path of red light reflects infrared light, thereby blocking transmission of infrared light. For this reason, the infrared light reflected by the optical filter returns to the optical path of red light. Since the optical path length of the red light is set longer than the optical path lengths of the other color lights, the infrared light is surely dispersed on the way back along the optical path of the red light. Thereby, return of the reflected infrared light to the light source device can be reliably reduced, and deterioration of the light source device can be reliably prevented.

さらに、本発明では、前記光学変換素子の前段に配置され、前記光変調装置に入射する光束を平行化する集光素子を備え、前記集光素子は、平凸レンズであり、前記光学フィルタは、赤色光の波長領域よりも短波長側の光の透過を遮断する光学特性と、赤色光の波長領域よりも長波長側の赤外領域の光の透過を遮断する光学特性とを備え、前記2つの光学特性を満たす膜は、前記集光素子の平面に形成されていることが好ましい。   Furthermore, in the present invention, the optical conversion element includes a condensing element that is arranged in front of the optical conversion element and collimates a light beam incident on the light modulation device, the condensing element is a plano-convex lens, and the optical filter includes: Optical characteristics that block transmission of light on the shorter wavelength side than the wavelength region of red light, and optical characteristics that block transmission of light in the infrared region on the longer wavelength side than the wavelength region of red light, 2 The film satisfying one optical characteristic is preferably formed on the plane of the light collecting element.

光学フィルタの光学膜は一般に誘電体多層膜により構成されており、入射角依存性を持っている。そのため、光学フィルタに対し入射する光が略垂直でない場合には、所定波長領域の光の透過を確実に遮断することが困難となる場合がある。
これに対し、本発明では、光学フィルタは、集光素子の平面に貼り付けられている。この集光素子は、光変調装置に入射する光束を平行化するものであり、その平面は、入射する光に対し略垂直となっている。このような平面に光学膜を形成することにより、赤色光の波長領域よりも短波長側の光の透過を確実に遮断するとともに、赤外領域の光の透過を確実に遮断することができる。
さらに、光学フィルタの光学膜を集光素子に形成させない場合には、光学膜を形成するためのガラス基板等を別途必要とするが、本発明では、光学膜を集光素子に形成させているためガラス基板等を必要とせず、部材点数の削減を図ることができる。また、ガラス基板等を必要としないので省スペース化を図ることも可能となる。
The optical film of the optical filter is generally composed of a dielectric multilayer film and has an incident angle dependency. Therefore, when the light incident on the optical filter is not substantially vertical, it may be difficult to reliably block the transmission of light in the predetermined wavelength region.
On the other hand, in this invention, the optical filter is affixed on the plane of the condensing element. This condensing element collimates the light beam incident on the light modulation device, and its plane is substantially perpendicular to the incident light. By forming the optical film on such a flat surface, it is possible to reliably block transmission of light on the shorter wavelength side than the wavelength region of red light, and to reliably block transmission of light in the infrared region.
Furthermore, when the optical film of the optical filter is not formed on the light condensing element, a glass substrate or the like for forming the optical film is required separately, but in the present invention, the optical film is formed on the light condensing element. Therefore, a glass substrate or the like is not required, and the number of members can be reduced. Further, since a glass substrate or the like is not required, space can be saved.

さらに、本発明では、前記光学変換素子の前段に配置され、前記光変調装置に入射する光束を平行化する集光素子を備え、前記集光素子は、平凸レンズであり、前記光学フィルタは、赤色光の波長領域よりも短波長側の光の透過を遮断する光学膜と、赤色光の波長領域よりも長波長側の赤外領域の光の透過を遮断する光学膜とを備え、前記赤色光の波長領域よりも短波長側の光の透過を遮断する光学膜は、前記集光素子の平面に形成されており、前記赤色光の波長領域よりも長波長側の赤外領域の光の透過を遮断する光学膜は、前記集光素子の凸面に形成されていることが好ましい。
光学フィルタの光学膜は一般に誘電体多層膜により構成されており、入射角依存性を持っている。そのため、光学フィルタに対し入射する光が略垂直でない場合には、所定波長領域の光の透過を確実に遮断することが困難となる場合がある。
従って、本発明では、画像を形成させる色光に影響する赤色光の波長領域よりも短波長側の光の透過を遮断する光学膜を、入射する光が略垂直になるように集光素子の平面に形成することにより、赤色光の波長領域よりも短波長側の光の透過を確実に遮断することができる。
また、赤色光の波長領域よりも長波長側の赤外領域の光の透過を遮断する光学膜はあえて集光素子の凸面に形成させることにより赤外光の散乱を活性化し、熱の集中を防止することができる。
さらに、光学フィルタの光学膜を集光素子に形成させない場合には、光学膜を形成するためのガラス基板等を別途必要とするが、本発明では、光学膜を集光素子に形成させているためガラス基板等を必要とせず、部材点数の削減を図ることができる。また、ガラス基板等を必要としないので省スペース化を図ることも可能となる。
Furthermore, in the present invention, the optical conversion element includes a condensing element that is arranged in front of the optical conversion element and collimates a light beam incident on the light modulation device, the condensing element is a plano-convex lens, and the optical filter includes: An optical film that blocks transmission of light on a shorter wavelength side than the wavelength region of red light, and an optical film that blocks transmission of light in an infrared region on a longer wavelength side than the wavelength region of red light, An optical film that blocks transmission of light on a shorter wavelength side than the wavelength region of light is formed on a plane of the light condensing element, and transmits light in an infrared region longer than the wavelength region of red light. The optical film that blocks transmission is preferably formed on the convex surface of the light collecting element.
The optical film of the optical filter is generally composed of a dielectric multilayer film and has an incident angle dependency. Therefore, when the light incident on the optical filter is not substantially vertical, it may be difficult to reliably block the transmission of light in the predetermined wavelength region.
Therefore, in the present invention, the optical film that blocks the transmission of light having a shorter wavelength than the wavelength region of red light that affects the color light that forms the image is disposed on the plane of the light condensing element so that the incident light is substantially vertical. By forming in this manner, it is possible to reliably block the transmission of light on the shorter wavelength side than the wavelength region of red light.
In addition, an optical film that blocks transmission of light in the infrared region longer than the wavelength region of red light is intentionally formed on the convex surface of the condensing element, thereby activating infrared light scattering and concentrating heat. Can be prevented.
Furthermore, when the optical film of the optical filter is not formed on the light condensing element, a glass substrate or the like for forming the optical film is required separately, but in the present invention, the optical film is formed on the light condensing element. Therefore, a glass substrate or the like is not required, and the number of members can be reduced. Further, since a glass substrate or the like is not required, space can be saved.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
[プロジェクタの光学系の概要]
図1は、プロジェクタ1の光学系を示す模式図である。
プロジェクタ1は、光源装置から射出された光束を画像情報に応じて変調して光学像を形成し、形成した光学像を拡大投射する。このプロジェクタ1は、図1に示すように、インテグレータ照明光学系41と、色分離光学装置42と、リレー光学系43と、光変調装置および色合成光学装置を一体化した光学装置44と、投射光学装置としての投射レンズ3とを備えて構成され、光学部品41〜44は、所定の照明光軸Xが設定された光学部品用筐体(図示略)内に位置決め調整されて収納されている。また、光学部品用筐体には、これら光学部品41〜44に対する所定位置に投射レンズ3が設置されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[Outline of projector optical system]
FIG. 1 is a schematic diagram showing an optical system of the projector 1.
The projector 1 modulates the light beam emitted from the light source device according to image information to form an optical image, and enlarges and projects the formed optical image. As shown in FIG. 1, the projector 1 includes an integrator illumination optical system 41, a color separation optical device 42, a relay optical system 43, an optical device 44 in which a light modulation device and a color synthesis optical device are integrated, and a projection. The optical components 41 to 44 are positioned and adjusted and accommodated in an optical component casing (not shown) in which a predetermined illumination optical axis X is set. . Moreover, the projection lens 3 is installed in the predetermined position with respect to these optical components 41-44 in the housing | casing for optical components.

光源装置411は、放射光源としての光源ランプ416およびリフレクタ417を備え、光源ランプ416から射出された放射状の光線をリフレクタ417で反射して略平行光線とし、外部へと射出する。本例では、光源ランプ416として高圧水銀ランプを採用しているが、これ以外にメタルハライドランプやハロゲンランプを採用することもある。また、本例では、リフレクタ417として放物面鏡を採用しているが、楕円面鏡からなるリフレクタの射出面に平行化凹レンズを配置した構成も採用することもできる。   The light source device 411 includes a light source lamp 416 and a reflector 417 as a radiation light source, and the radial light beam emitted from the light source lamp 416 is reflected by the reflector 417 to be a substantially parallel light beam and is emitted to the outside. In this example, a high-pressure mercury lamp is employed as the light source lamp 416, but a metal halide lamp or a halogen lamp may be employed in addition to this. In this example, a parabolic mirror is used as the reflector 417, but a configuration in which a collimating concave lens is arranged on the exit surface of the reflector made of an ellipsoidal mirror can also be used.

第1レンズアレイ412は、照明光軸方向から見てほぼ矩形状の輪郭を有する小レンズがマトリクス状に配列された構成を具備している。各小レンズは、光源ランプ416から射出された光束を部分光束に分割し、照明光軸方向に射出する。各小レンズの輪郭形状は、後述する液晶パネル441の画像形成領域の形状とほぼ相似形をなすように設定される。例えば、液晶パネル441の画像形成領域のアスペクト比(横と縦の寸法の比率)が4:3であるならば、各小レンズのアスペクト比も4:3に設定される。
第2レンズアレイ413は、第1レンズアレイ412と略同様の構成であり、小レンズがマトリクス状に配列された構成を具備する。この第2レンズアレイ413は、重畳レンズ415とともに、第1レンズアレイ412の各小レンズの像を液晶パネル441上に結像させる機能を有する。
The first lens array 412 has a configuration in which small lenses having a substantially rectangular outline when viewed from the illumination optical axis direction are arranged in a matrix. Each small lens splits the light beam emitted from the light source lamp 416 into partial light beams and emits them in the direction of the illumination optical axis. The contour shape of each small lens is set so as to be substantially similar to the shape of an image forming area of a liquid crystal panel 441 described later. For example, if the aspect ratio (ratio of horizontal and vertical dimensions) of the image forming area of the liquid crystal panel 441 is 4: 3, the aspect ratio of each small lens is also set to 4: 3.
The second lens array 413 has substantially the same configuration as the first lens array 412, and includes a configuration in which small lenses are arranged in a matrix. The second lens array 413 has a function of forming an image of each small lens of the first lens array 412 on the liquid crystal panel 441 together with the superimposing lens 415.

偏光変換素子414は、第2レンズアレイ413からの光を1種類の直線偏光に変換するものであり、これにより、光学装置44での光の利用率が高められている。
具体的に、偏光変換素子414によって1種類の直線偏光に変換された各部分光束は、重畳レンズ415によって最終的に光学装置44の液晶パネル441上にほぼ重畳される。直線偏光を変調するタイプの液晶パネル441を用いたプロジェクタでは、1種類の直線偏光しか利用できないため、ランダムな偏光を発する光源ランプ416からの光束の略半分が利用されない。このため、偏光変換素子414を用いることにより、光源ランプ416から射出された光束を全て1種類の直線偏光に変換し、光学装置44における光の利用効率を高めている。なお。このような偏光変換素子414は、例えば、特開平8−304739号公報に紹介されている。
The polarization conversion element 414 converts the light from the second lens array 413 into one type of linearly polarized light, thereby increasing the light utilization rate in the optical device 44.
Specifically, each partial light beam converted into one type of linearly polarized light by the polarization conversion element 414 is finally substantially superimposed on the liquid crystal panel 441 of the optical device 44 by the superimposing lens 415. In a projector using a liquid crystal panel 441 of a type that modulates linearly polarized light, only one type of linearly polarized light can be used, and therefore approximately half of the light flux from the light source lamp 416 that emits randomly polarized light is not used. For this reason, by using the polarization conversion element 414, all the light beams emitted from the light source lamp 416 are converted into one kind of linearly polarized light, and the use efficiency of light in the optical device 44 is enhanced. Note that. Such a polarization conversion element 414 is introduced in, for example, JP-A-8-304739.

色分離光学装置42は、2枚のダイクロイックミラー(色分離光学素子)421,422と、反射ミラー423とを備え、ダイクロイックミラー421、422によりインテグレータ照明光学系41から射出された複数の部分光束を赤(R)、緑(G)、青(B)の3色の色光に分離する機能を有している。
リレー光学系43は、入射側レンズ431と、リレーレンズ433と、反射ミラー432、434とを備え、色分離光学装置42で分離された色光である赤色光を液晶パネル441Rまで導く機能を有している。
The color separation optical device 42 includes two dichroic mirrors (color separation optical elements) 421 and 422 and a reflection mirror 423, and receives a plurality of partial light beams emitted from the integrator illumination optical system 41 by the dichroic mirrors 421 and 422. It has a function of separating light of three colors, red (R), green (G), and blue (B).
The relay optical system 43 includes an incident side lens 431, a relay lens 433, and reflection mirrors 432 and 434, and has a function of guiding red light, which is color light separated by the color separation optical device 42, to the liquid crystal panel 441R. ing.

ここで、色分離光学装置42のダイクロイックミラー(第一の色分離光学素子)421は、ガラス基板等の透明基板に誘電体多層膜をコーティングしたものである。このダイクロイックミラー421では、前記誘電体多層膜によりインテグレータ照明光学系41から射出された光束を、青色光と、青色光の波長領域よりも長波長側の光(赤色光及び緑色光を含む)とに分離する。なお、青色光とは、厳密に青色光と定義される波長領域(約435nm以上、約500nm未満)の光と、それ以下の波長領域(約435nm未満)の光とを含んだものである。
青色光は、ダイクロイックミラー421で反射され、赤色光及び緑色光を含む青色光の波長領域よりも長波長側の光は、ダイクロイックミラー421を透過する。
ダイクロイックミラー421によって反射された青色光は、反射ミラー423で反射され、集光素子としてのフィールドレンズ418(418B)を通って、青色用の入射側偏光板442B及び液晶パネル441Bに到達する。前記フィールドレンズ418は、第2レンズアレイ413から射出された各部分光束を照明光軸Xに対して略平行な光束に変換する。他の液晶パネル441G、441Rの光入射側に設けられたフィールドレンズ418(418G,418R)も同様である。
ここで、フィールドレンズ418(418R,418G,418B)は、光束入射側面が凸面であり、光束射出側面が平面である平凸レンズである。
Here, the dichroic mirror (first color separation optical element) 421 of the color separation optical device 42 is a transparent substrate such as a glass substrate coated with a dielectric multilayer film. In this dichroic mirror 421, the light emitted from the integrator illumination optical system 41 by the dielectric multilayer film is converted into blue light and light (including red light and green light) on the longer wavelength side than the wavelength region of the blue light. To separate. Note that blue light includes light in a wavelength region (about 435 nm or more and less than about 500 nm) strictly defined as blue light and light in a wavelength region shorter than that (about 435 nm or less).
Blue light is reflected by the dichroic mirror 421, and light on the longer wavelength side than the wavelength region of blue light including red light and green light passes through the dichroic mirror 421.
The blue light reflected by the dichroic mirror 421 is reflected by the reflection mirror 423, passes through the field lens 418 (418B) as a condensing element, and reaches the blue incident side polarizing plate 442B and the liquid crystal panel 441B. The field lens 418 converts each partial light beam emitted from the second lens array 413 into a light beam substantially parallel to the illumination optical axis X. The same applies to the field lenses 418 (418G, 418R) provided on the light incident side of the other liquid crystal panels 441G, 441R.
Here, the field lens 418 (418R, 418G, 418B) is a plano-convex lens having a convex surface on the light incident surface and a flat surface on the light emitting surface.

ダイクロイックミラー422(第二の色分離光学素子)もガラス基板等の透明基板に誘電体多層膜をコーティングしたものである。
このダイクロイックミラー422では、前記誘電体多層膜により、ダイクロイックミラー421を透過した、青色光の波長領域よりも長波長側の光(緑色光及び赤色光を含む)を、赤色光の波長領域よりも短波長側の光と赤色光の波長領域以上の光とに分離する。換言すると、ダイクロイックミラー422では、緑色光(約500nm以上、約590nm未満)と、緑色光の波長領域よりも長波長側の赤色光(約590nm以上、約680nm未満)を含む光とを分離する。
緑色光は、ダイクロイックミラー422によって反射され、フィールドレンズ418を通って、緑色用の入射側偏光板442G及び液晶パネル441Gに到達する。
なお、ダイクロイックミラー422と、緑色用の入射側偏光板442Gとの間には、図示しないが、緑色光の波長領域よりも長波長側の光の透過を遮断するフィルタが設けられている。ダイクロイックミラー422により、緑色光と、緑色光の波長領域よりも長波長側の光とを完全に分離することは困難であり、ダイクロイックミラー422で反射された光中に緑色光の波長領域よりも長波長側の光が含まれることがある。この緑色光の波長領域よりも長波長側の光が液晶パネル441Gに到達するのを防止するために前記フィルタが配置されるのである。
The dichroic mirror 422 (second color separation optical element) is also a transparent substrate such as a glass substrate coated with a dielectric multilayer film.
In this dichroic mirror 422, light (including green light and red light) longer than the wavelength region of blue light transmitted through the dichroic mirror 421 by the dielectric multilayer film is included in the wavelength region of red light. The light is separated into light on the short wavelength side and light in the wavelength region of red light or higher. In other words, the dichroic mirror 422 separates green light (about 500 nm or more and less than about 590 nm) and light containing red light (about 590 nm or more and less than about 680 nm) longer than the wavelength region of the green light. .
The green light is reflected by the dichroic mirror 422, passes through the field lens 418, and reaches the green incident side polarizing plate 442G and the liquid crystal panel 441G.
A filter that blocks transmission of light longer than the wavelength region of green light is provided between the dichroic mirror 422 and the green incident-side polarizing plate 442G, although not shown. It is difficult for the dichroic mirror 422 to completely separate the green light and the light having a wavelength longer than the wavelength range of the green light, and the light reflected by the dichroic mirror 422 is less than the wavelength range of the green light. Light on the long wavelength side may be included. The filter is arranged to prevent light having a longer wavelength than the wavelength region of green light from reaching the liquid crystal panel 441G.

一方、赤色光の波長領域以上の光は、ダイクロイックミラー422を透過してリレー光学系43を通り、さらにフィールドレンズ418を通る。そして、詳しくは後述するが、フィールドレンズ418に設けられた光学フィルタ45により赤色光の波長領域の光と、赤色光の波長領域よりも長波長側の光とに分離され、赤色光のみが赤色用の入射側偏光板442R及び液晶パネル441Rに入射する。
このような本実施形態では、ダイクロイックミラー421から赤色光が入射する入射側偏光板442Rまでの赤色光の幾何学的光路長は、ダイクロイックミラー421から緑色光が入射する入射側偏光板442Gまでの緑色光の幾何学的光路長及びダイクロイックミラー421から青色光が入射する入射側偏光板442Bまでの青色光の幾何学的光路長よりも長くなっている。
なお、赤色光にリレー光学系43が用いられているのは、赤色光の光路の幾何学的長さが他の色光の光路の幾何学的長さよりも長いため、光の発散等による光の利用効率の低下を防止するためである。すなわち、入射側レンズ431に入射した部分光束をそのまま、フィールドレンズ418に伝えるためである。
On the other hand, light in the wavelength region of red light or more passes through the dichroic mirror 422, passes through the relay optical system 43, and further passes through the field lens 418. As will be described in detail later, the optical filter 45 provided in the field lens 418 separates the light in the wavelength region of red light into light having a wavelength longer than the wavelength region of red light, and only red light is red. Incident on the incident-side polarizing plate 442R and the liquid crystal panel 441R.
In this embodiment, the geometrical optical path length of the red light from the dichroic mirror 421 to the incident-side polarizing plate 442R on which the red light is incident is the same as that from the dichroic mirror 421 to the incident-side polarizing plate 442G on which the green light is incident. It is longer than the geometrical optical path length of green light and the geometrical optical path length of blue light from the dichroic mirror 421 to the incident-side polarizing plate 442B on which the blue light is incident.
The relay optical system 43 is used for the red light because the geometric length of the optical path of the red light is longer than the geometric length of the optical path of the other color light, This is to prevent a decrease in usage efficiency. That is, this is to transmit the partial light beam incident on the incident side lens 431 to the field lens 418 as it is.

光学装置44は、入射された光束を画像情報に応じて変調してカラー画像を形成するものであり、色分離光学装置42で分離された各色光が入射される3つの入射側偏光板442(442R,442G,442B)と、各入射側偏光板442の後段に配置される光変調装置としての液晶パネル441(441R、441G、441B)と、各液晶パネル441R、441G、441Bの後段に配置される射出側偏光板443と、色合成光学装置としてのクロスダイクロイックプリズム444とを備える。   The optical device 44 modulates an incident light beam according to image information to form a color image, and includes three incident-side polarizing plates 442 (on which each color light separated by the color separation optical device 42 is incident). 442R, 442G, 442B), a liquid crystal panel 441 (441R, 441G, 441B) as a light modulation device disposed at the subsequent stage of each incident side polarizing plate 442, and disposed at the subsequent stage of each of the liquid crystal panels 441R, 441G, 441B. And a cross dichroic prism 444 as a color synthesizing optical device.

液晶パネル441R、441G、441Bは、例えば、ポリシリコンTFTをスイッチング素子として用いたものであり、図示を略したが、対向配置される一対の透明基板内に液晶が密封封入されたパネル本体を、保持枠内に収納して構成される。
光学装置44において、色分離光学装置42で分離された各色光は、これら3枚の液晶パネル441R,441G,441B、入射側偏光板442R,442G,442B、および射出側偏光板443R,443G,443Bによって画像情報に応じて変調されて光学像を形成する。
The liquid crystal panels 441R, 441G, and 441B use, for example, polysilicon TFTs as switching elements. Although not shown, a panel body in which liquid crystal is sealed and sealed in a pair of transparent substrates arranged opposite to each other, It is configured to be stored in a holding frame.
In the optical device 44, the respective color lights separated by the color separation optical device 42 are the three liquid crystal panels 441R, 441G, 441B, the incident side polarizing plates 442R, 442G, 442B, and the emission side polarizing plates 443R, 443G, 443B. Is modulated in accordance with the image information to form an optical image.

光学変換素子としての入射側偏光板442(442R,442G,442B)は、色分離光学装置42で分離された各色光のうち、一定方向の偏光光のみ透過させ、その他の光束を吸収するものであり、サファイアガラス等の基板に偏光膜が成膜されたものである。
射出側偏光板443も、入射側偏光板442と略同様に構成され、液晶パネル441(441R,441G,441B)から射出された光束のうち、所定方向の偏光光のみ透過させ、その他の光束を吸収するものである。
これらの入射側偏光板442および射出側偏光板443は、互いの偏光軸の方向が直交するように設定されている。
The incident-side polarizing plate 442 (442R, 442G, 442B) as an optical conversion element transmits only polarized light in a certain direction out of each color light separated by the color separation optical device 42 and absorbs other light beams. In other words, a polarizing film is formed on a substrate such as sapphire glass.
The exit-side polarizing plate 443 is configured in substantially the same manner as the incident-side polarizing plate 442, and transmits only polarized light in a predetermined direction out of the light beams emitted from the liquid crystal panel 441 (441R, 441G, 441B), and transmits the other light beams. Absorb.
The incident side polarizing plate 442 and the exit side polarizing plate 443 are set so that the directions of the polarization axes thereof are orthogonal to each other.

クロスダイクロイックプリズム444は、射出側偏光板443から射出され、各色光毎に変調された光学像を合成してカラー画像を形成するものである。
クロスダイクロイックプリズム444には、赤色光を反射する誘電体多層膜と青色光を反射する誘電体多層膜とが、4つの直角プリズムの界面に沿って略X字状に設けられ、これらの誘電体多層膜により3つの色光が合成される。
投射レンズ3は、光学装置44により形成された光学像を拡大投射する投射光学装置としての機能を具備するものであり、筒状の鏡筒内に複数のレンズが収納された組レンズとして構成される。
The cross dichroic prism 444 emits from the exit-side polarizing plate 443, and forms a color image by combining optical images modulated for each color light.
The cross dichroic prism 444 is provided with a dielectric multilayer film that reflects red light and a dielectric multilayer film that reflects blue light in a substantially X shape along the interface of four right-angle prisms. Three color lights are synthesized by the multilayer film.
The projection lens 3 has a function as a projection optical device that enlarges and projects an optical image formed by the optical device 44, and is configured as a combined lens in which a plurality of lenses are housed in a cylindrical lens barrel. The

[フィールドレンズ及び光学フィルタについて]
前述したように、フィールドレンズ418は、光束入射側面が凸面であり、光束射出側面が平面である平凸レンズである。
光学フィルタ45は、ダイクロイックミラー422から入射側偏光板442Rまでの光路中に配置されており、本実施形態では、赤色光が入射するフィールドレンズ418Rの光束射出側面に形成されている。
この光学フィルタ45は、赤色光の波長領域にある光のみを通すバンドパスフィルタであり、図2にも示すように、2種類の光学膜451,452を有している。この2種類の光学膜451,452のうち、一方の光学膜451は、赤色光の波長領域(約580nm以上、約680nm未満)よりも短波長側の光の透過を遮断する誘電体多層膜である。この光学膜451は、例えば、約580nm未満の光の透過を遮断する。
[Field lenses and optical filters]
As described above, the field lens 418 is a plano-convex lens having a convex surface on the light incident surface and a flat surface on the light emitting surface.
The optical filter 45 is disposed in the optical path from the dichroic mirror 422 to the incident-side polarizing plate 442R. In the present embodiment, the optical filter 45 is formed on the light beam exit side of the field lens 418R on which red light is incident.
The optical filter 45 is a band-pass filter that allows only light in the wavelength region of red light to pass, and has two types of optical films 451 and 452 as shown in FIG. Of these two types of optical films 451 and 452, one optical film 451 is a dielectric multilayer film that blocks transmission of light on a shorter wavelength side than the wavelength region of red light (about 580 nm or more and less than about 680 nm). is there. For example, the optical film 451 blocks transmission of light of less than about 580 nm.

前述したように、ダイクロイックミラー422では、緑色光と、緑色光の波長領域よりも長波長側の赤色光を含む光とを分離し、緑色光の波長領域よりも長波長側の赤色光を含む光を透過する。しかしながら、ダイクロイックミラー422で、緑色光と緑色光の波長領域よりも長波長側の赤色光を含む光とを完全に分離することは困難であり、ダイクロイックミラー422を透過する光中に赤色光の波長領域より短波長側の光が含まれることがある。この赤色光の波長領域より短波長側光を一方の光学膜451で遮断する。このような光学膜451を設けることにより、赤色光の波長領域より短波長側の光が液晶パネル441Rに入射されず、投射画像の画質の低下を防止することができる。   As described above, the dichroic mirror 422 separates green light and light including red light having a longer wavelength side than the wavelength region of green light, and includes red light having a longer wavelength side than the wavelength region of green light. Transmits light. However, it is difficult for the dichroic mirror 422 to completely separate the green light and the light including the red light having a wavelength longer than the wavelength region of the green light, and the red light is transmitted into the light transmitted through the dichroic mirror 422. Light on the shorter wavelength side than the wavelength region may be included. Light on the shorter wavelength side than the red light wavelength region is blocked by one optical film 451. By providing such an optical film 451, light having a shorter wavelength than the wavelength region of red light is not incident on the liquid crystal panel 441R, and deterioration of the image quality of the projected image can be prevented.

他方の光学膜452は、赤色光の波長領域よりも長波長側の光、すなわち、赤外領域(約680nm以上)の光の透過を遮断するものである。この他方の光学膜452も誘電体多層膜から構成されている。この他方の光学膜452は、赤外領域の光を反射することにより、赤外領域の光の透過を遮断する。
なお、本実施形態では、フィールドレンズ418Rの光束射出側面上に一方の光学膜451が形成され、この一方の光学膜451上に他方の光学膜452が形成されている。
The other optical film 452 blocks the transmission of light having a wavelength longer than the wavelength region of red light, that is, light in the infrared region (about 680 nm or more). The other optical film 452 is also composed of a dielectric multilayer film. The other optical film 452 reflects light in the infrared region, thereby blocking transmission of light in the infrared region.
In the present embodiment, one optical film 451 is formed on the light beam exit side of the field lens 418R, and the other optical film 452 is formed on the one optical film 451.

光学フィルタ45の光学膜452は、赤外領域(約680nm以上)の光の透過を遮断するため、赤色光の波長領域よりも長波長側の赤外光の透過が遮断される。透過が遮断された赤外光は、光学膜452により反射され、赤色光の光路中を戻ることとなる。光学膜452により反射された赤外光は、光路を戻る間に、徐々に分散されていく。
従って、赤外光が光源装置411に直接反射されることがないので、光源装置411の劣化を防止することができる。
さらに、赤色光の光路中に配置された光学部品(例えば、反射ミラー432,434、
リレーレンズ433等)は、ほとんど赤外光を吸収しないので、反射された赤外光により光学部品が発熱することはない。そのため、特定の光学部品を冷却するような機構が不要となる。
Since the optical film 452 of the optical filter 45 blocks the transmission of light in the infrared region (about 680 nm or more), the transmission of infrared light longer than the wavelength region of red light is blocked. The infrared light whose transmission is blocked is reflected by the optical film 452 and returns in the optical path of red light. The infrared light reflected by the optical film 452 is gradually dispersed while returning from the optical path.
Therefore, since infrared light is not directly reflected by the light source device 411, deterioration of the light source device 411 can be prevented.
Furthermore, optical components (for example, reflection mirrors 432 and 434, which are disposed in the optical path of red light)
Since the relay lens 433 and the like hardly absorb infrared light, the optical component does not generate heat due to the reflected infrared light. Therefore, a mechanism for cooling a specific optical component is not necessary.

本実施形態では、赤色光にリレー光学系43が採用されており、赤色光の幾何学的光路長は他の色光の幾何学的光路長に比べ、長くなっている。
赤色光の幾何学的光路長を長く確保することで、反射された赤外光の光源装置411への戻りを確実に低減させることができ、赤外光による光源装置411の劣化を確実に防止することができる。
In this embodiment, the relay optical system 43 is employed for red light, and the geometric optical path length of red light is longer than the geometric optical path lengths of other color lights.
By ensuring a long geometric optical path length of red light, it is possible to reliably reduce the return of reflected infrared light to the light source device 411 and to reliably prevent deterioration of the light source device 411 due to infrared light. can do.

さらに、本実施形態の光学フィルタ45は、赤色光の波長領域よりも短波長側の光の透過を遮断する光学膜451と、赤外領域の光の透過を遮断する光学膜452とを備え、これらを積層させており、赤色光の波長領域よりも短波長側の光の透過を遮断するとともに、赤外領域の光の透過を遮断する特性を備えている。従って、従来のように、赤外光を遮断する光学フィルタと、赤色光の波長領域よりも短波長側の光の透過を遮断する光学フィルタとを別々に備える場合に比べ、部材点数の削減を図ることができる。   Furthermore, the optical filter 45 of the present embodiment includes an optical film 451 that blocks transmission of light on a shorter wavelength side than the wavelength region of red light, and an optical film 452 that blocks transmission of light in the infrared region, These are laminated, and have the property of blocking the transmission of light on the shorter wavelength side than the wavelength region of red light and blocking the transmission of light in the infrared region. Accordingly, the number of members can be reduced as compared with the conventional case where an optical filter that blocks infrared light and an optical filter that blocks transmission of light shorter than the wavelength range of red light are provided separately. Can be planned.

光学フィルタ45の光学膜451,452は誘電体多層膜により構成されており、入射角依存性を持っている。そのため、光学フィルタ45が貼り付けられる面が入射する光に対し、傾いている場合には、所定の波長領域の光を正確に遮断することが困難となる場合がある。
これに対し、本実施形態では、光学フィルタ45は、フィールドレンズ418の光束射出側面の平面に形成されている。フィールドレンズ418の光束射出側面は、入射する光に対し、略垂直となっている。これにより、赤色光の波長領域よりも短波長側の光の透過を確実に遮断するとともに、赤外領域の光の透過を確実に遮断することができる。
さらに、フィールドレンズ418の光束射出側面は平面であるから、光学フィルタ45の形成を容易に行なうことができる。
The optical films 451 and 452 of the optical filter 45 are composed of dielectric multilayer films and have an incident angle dependency. Therefore, when the surface on which the optical filter 45 is attached is inclined with respect to the incident light, it may be difficult to accurately block light in a predetermined wavelength region.
On the other hand, in the present embodiment, the optical filter 45 is formed on the plane of the light emission side surface of the field lens 418. The light exit side surface of the field lens 418 is substantially perpendicular to the incident light. As a result, it is possible to reliably block the transmission of light having a shorter wavelength than the wavelength region of red light and to reliably block the transmission of light in the infrared region.
Furthermore, since the light exit side surface of the field lens 418 is a flat surface, the optical filter 45 can be easily formed.

さらに、本実施形態では、光学フィルタ45をフィールドレンズ418に形成させており、光学フィルタ45と、フィールドレンズ418とを一体化させているため、光学フィルタ45と、フィールドレンズ418とを別体とする場合に比べ、光学部品用筐体内に設置する際に、手間を要しない。
また、光学フィルタ45をフィールドレンズ418に形成させない場合には、光学膜451,452を形成させるためのガラス基板等を必要とするが、本実施形態では、フィールドレンズ418に形成させているためガラス基板等を必要とせず、部材点数の削減を図ることができる。また、ガラス基板等を必要としないので省スペース化を図ることも可能となる。
さらに、入射側偏光板442に隣接するフィールドレンズ418に光学フィルタ45を形成しているので、入射側偏光板442や、この入射側偏光板442の後段の液晶パネル441Rへの赤外光の入射を確実に防止することができる。これにより、入射側偏光板442や、液晶パネル441Rの赤外光による劣化を防止することができる。
また、図3のグラフに示すように、本実施形態の光学フィルタ45の赤色光の(波長領域、約580nm以上、約680nm未満)透過率は100%に近いものとなっている。従って、ダイクロイックミラー422から赤色光用の入射側偏光板442Rまでの光路中に光学フィルタ45を配置しても、赤色光の明るさへの影響はない。
さらに、本実施形態の光学フィルタ45は、フィールドレンズ418に形成しているので、光学フィルタ45を設けることによる界面の増加はなく、光学フィルタ45の界面での反射による可視光の損失はない。
また、本実施形態の光学フィルタ45は、赤色光の光路中に設けられているため、光学フィルタ45による緑色光および青色光の損失は皆無となる。
Further, in the present embodiment, the optical filter 45 is formed on the field lens 418, and the optical filter 45 and the field lens 418 are integrated. Therefore, the optical filter 45 and the field lens 418 are separated from each other. Compared with the case where it does, it does not require time and effort when installing in the optical component casing.
Further, when the optical filter 45 is not formed on the field lens 418, a glass substrate or the like for forming the optical films 451 and 452 is necessary. However, in this embodiment, since the optical filter 45 is formed on the field lens 418, glass is used. The number of members can be reduced without requiring a substrate or the like. Further, since a glass substrate or the like is not required, space can be saved.
Further, since the optical filter 45 is formed in the field lens 418 adjacent to the incident side polarizing plate 442, the infrared light is incident on the incident side polarizing plate 442 and the liquid crystal panel 441R downstream of the incident side polarizing plate 442. Can be reliably prevented. Thereby, deterioration by the infrared light of the incident side polarizing plate 442 and the liquid crystal panel 441R can be prevented.
Further, as shown in the graph of FIG. 3, the transmittance of the red light (wavelength region, about 580 nm or more and less than about 680 nm) of the optical filter 45 of the present embodiment is close to 100%. Therefore, even if the optical filter 45 is disposed in the optical path from the dichroic mirror 422 to the red light incident side polarizing plate 442R, the brightness of the red light is not affected.
Furthermore, since the optical filter 45 of this embodiment is formed in the field lens 418, there is no increase in the interface due to the provision of the optical filter 45, and there is no loss of visible light due to reflection at the interface of the optical filter 45.
Further, since the optical filter 45 of the present embodiment is provided in the optical path of red light, there is no loss of green light and blue light by the optical filter 45.

なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、前記実施形態では、光学フィルタ45をフィールドレンズ418の光束射出側面に形成させていたが、光束入射側面に形成させてもよい。
さらに、前記実施形態では、光学フィルタ45をフィールドレンズ418に形成させていたが、これに限らず、フィールドレンズ418に形成させなくてもよい。例えば、光学フィルタ45をフィールドレンズ418と別体とし、図4に示すように、光学フィルタ45’をガラス等から構成される透明基板453と、この透明基板453上に形成された光学膜451,452を備えるものとしてもよい。
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and modifications, improvements, and the like within the scope that can achieve the object of the present invention are included in the present invention.
For example, in the above embodiment, the optical filter 45 is formed on the light beam exit side surface of the field lens 418, but may be formed on the light beam incident side surface.
Furthermore, in the embodiment, the optical filter 45 is formed on the field lens 418. However, the present invention is not limited to this, and the field filter 418 may not be formed. For example, the optical filter 45 is separated from the field lens 418, and as shown in FIG. 4, the optical filter 45 ′ is a transparent substrate 453 made of glass or the like, and an optical film 451 formed on the transparent substrate 453. 452 may be provided.

さらに、光学フィルタ45を入射側レンズ431、リレーレンズ433や、反射ミラー432、434に形成させてもよい。
反射ミラー432,434は反射面は、照明光軸に対し、45°程度傾斜しているため、光学フィルタ45により、特定の波長領域の光を正確に遮断することが困難となる可能性があるが、特定の波長領域の光の遮断の正確性を厳密に要求しない場合には、反射ミラー432,434の反射面に光学フィルタ45を形成させることも可能である。
また、前記実施形態では、赤色光をリレー光学系43に通し、赤色光の光路の幾何学的長さを他の色光の光路の幾何学的長さよりも長く設定したが、これに限らず、たとえば、青色光をリレー光学系43に通すような構成としてもよい。この場合には、赤色光の光路が本実施形態の赤色光の光路に比べ短くなり、本発明の赤色光に設けられた光学フィルタによって反射された赤外光が赤色光の光路を戻る途中で充分に分散されない可能性はあるものの、光学フィルタの界面による反射等による可視光の損失は防止することができる。
Further, the optical filter 45 may be formed on the incident side lens 431, the relay lens 433, and the reflection mirrors 432 and 434.
Since the reflecting surfaces of the reflecting mirrors 432 and 434 are inclined by about 45 ° with respect to the illumination optical axis, it may be difficult to accurately block light in a specific wavelength region by the optical filter 45. However, when the accuracy of blocking light in a specific wavelength region is not strictly required, the optical filter 45 can be formed on the reflection surfaces of the reflection mirrors 432 and 434.
In the above embodiment, the red light is passed through the relay optical system 43, and the geometric length of the optical path of the red light is set to be longer than the geometric length of the optical path of the other color light. For example, blue light may be passed through the relay optical system 43. In this case, the optical path of the red light is shorter than the optical path of the red light of the present embodiment, and the infrared light reflected by the optical filter provided in the red light of the present invention is in the middle of returning to the optical path of the red light. Although there is a possibility of not being sufficiently dispersed, loss of visible light due to reflection at the interface of the optical filter or the like can be prevented.

さらに、前記実施形態では、ダイクロイックミラー422と、緑色用の入射側偏光板442との間に配置されたフィルタは、緑色光の波長領域よりも長波長側の光の透過を遮断する特性のみを有していたが、例えば、このフィルタを、緑色光の波長領域よりも長波長側の光の透過を遮断する光学膜と赤色光の波長領域よりも長波長側の赤外光の透過を遮断する光学膜(光学膜452と同様の特性を有する光学膜)とを備えるバンドパスフィルタとしてもよい。このようにすることで、赤外光の迷光の液晶パネル441Gへの入射を防止することができる。
さらに、前実施形態では、光学フィルタ45を、光学膜451,452を有するものとし、光学膜451,452を伴にフィールドレンズ418の光束射出側面に形成していたが、本発明の目的を達成する方法としては、光学膜451のみをフィールドレンズ418の平面である光束射出側面に形成し、光学膜452はフィールドレンズ418の凸面である光束入射側面に形成する方法も提案できる。
光学フィルタの光学膜451,452は一般に誘電体多層膜により構成されており、入射角依存性を持っている。そのため、光学フィルタに対し入射する光が略垂直でない場合には、所定波長領域の光の透過を確実に遮断することが困難となる場合がある。
従って、画像を形成させる色光に影響する赤色光の波長領域よりも短波長側の光の透過を遮断する光学膜451をフィールドレンズ418の平面である光束射出側面に形成することにより、確実に赤色光の波長領域より短波長側の可視光の透過を遮断し、かつ、赤色光の波長領域よりも長波長側の赤外領域の光の透過を遮断する光学膜452をフィールドレンズ418の凸面である光束入射側面に形成することにより、赤外光の散乱を活性化させる。これにより、プロジェクタの画質を向上させると伴に、赤外光による熱の影響を効果的に分散させることができ、局部的な過熱を防止しプロジェクタ内における冷却構造を簡略化することができる。
Further, in the above embodiment, the filter disposed between the dichroic mirror 422 and the green incident-side polarizing plate 442 has only the characteristic of blocking the transmission of light on the longer wavelength side than the wavelength region of green light. For example, this filter has an optical film that blocks the transmission of light longer than the wavelength region of green light and the transmission of infrared light longer than the wavelength region of red light. It is good also as a band pass filter provided with the optical film (optical film which has the characteristic similar to the optical film 452) to do. By doing so, it is possible to prevent infrared stray light from entering the liquid crystal panel 441G.
Further, in the previous embodiment, the optical filter 45 has the optical films 451 and 452 and is formed on the light beam emission side surface of the field lens 418 together with the optical films 451 and 452. However, the object of the present invention is achieved. As a method for this, it is also possible to propose a method in which only the optical film 451 is formed on the light emission side that is the plane of the field lens 418 and the optical film 452 is formed on the light incident surface that is the convex surface of the field lens 418.
The optical films 451 and 452 of the optical filter are generally formed of a dielectric multilayer film and have an incident angle dependency. Therefore, when the light incident on the optical filter is not substantially vertical, it may be difficult to reliably block the transmission of light in the predetermined wavelength region.
Therefore, the optical film 451 that blocks the transmission of light having a wavelength shorter than the wavelength region of red light that affects the color light that forms the image is formed on the light beam emission side surface, which is the plane of the field lens 418, so An optical film 452 that blocks the transmission of visible light shorter than the wavelength region of light and blocks the transmission of light in the infrared region longer than the wavelength region of red light is formed on the convex surface of the field lens 418. Infrared light scattering is activated by forming it on a certain light incident surface. As a result, the image quality of the projector can be improved and the influence of heat caused by infrared light can be effectively dispersed, local overheating can be prevented, and the cooling structure in the projector can be simplified.

さらに、前記実施形態では、スクリーンを観察する方向から投射を行うフロントタイプのプロジェクタの例のみを説明したが、本発明では、スクリーンを観察する方向とは反対側から投射を行うリアタイプのプロジェクタにも適用可能である。   Furthermore, in the above-described embodiment, only the example of the front type projector that projects from the direction of observing the screen has been described. However, in the present invention, the rear type projector that projects from the side opposite to the direction of observing the screen is used. Is also applicable.

本発明は、プロジェクタに利用することができる。   The present invention can be used for a projector.

本発明のプロジェクタの光学系を示す模式図。1 is a schematic diagram showing an optical system of a projector according to the present invention. 前記光学系の要部を示す図。The figure which shows the principal part of the said optical system. 前記光学系の光学フィルタの光学特性を示す図。The figure which shows the optical characteristic of the optical filter of the said optical system. 本発明の変形例を示す模式図。The schematic diagram which shows the modification of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1…プロジェクタ、3…投射レンズ(投射光学装置)、42…色分離光学装置、45…光学フィルタ、46…光学フィルタ、411…光源装置、418…フィールドレンズ(集光素子)、418R…フィールドレンズ、418G…フィールドレンズ、418B…フィールドレンズ、421…ダイクロイックミラー(第一の色分離光学素子)、422…ダイクロイックミラー(第二の色分離光学素子)、441…液晶パネル(光変調装置)、441R…液晶パネル、441B…液晶パネル、441G…液晶パネル、442…入射側偏光板、442R…入射側偏光板、442B…入射側偏光板、442G…入射側偏光板、444…クロスダイクロイックプリズム(色合成光学装置)、451…光学膜、452…光学膜 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Projector, 3 ... Projection lens (projection optical apparatus), 42 ... Color separation optical apparatus, 45 ... Optical filter, 46 ... Optical filter, 411 ... Light source device, 418 ... Field lens (condensing element), 418R ... Field lens 418G ... Field lens, 418B ... Field lens, 421 ... Dichroic mirror (first color separation optical element), 422 ... Dichroic mirror (second color separation optical element), 441 ... Liquid crystal panel (light modulation device), 441R ... liquid crystal panel, 441B ... liquid crystal panel, 441G ... liquid crystal panel, 442 ... incident side polarizing plate, 442R ... incident side polarizing plate, 442B ... incident side polarizing plate, 442G ... incident side polarizing plate, 444 ... cross dichroic prism (color synthesis) Optical device), 451 ... optical film, 452 ... optical film

Claims (4)

光源装置と、この光源装置から射出された光束を、赤色光を含む複数の色光に分離する複数の色分離光学素子を有する色分離光学装置と、この色分離光学装置で分離された各色光を画像情報に応じて変調する複数の光変調装置と、各光変調装置で変調された光学像を合成する色合成光学装置と、この合成された光学像を拡大投射する投射光学装置とを備えたプロジェクタであって、
前記各光変調装置と、前記色分離光学装置との間には、前記各光変調装置に入射する光束の光学特性を変換する光学変換素子が配置されており、
前記色分離光学装置の色分離光学素子のうち、赤色光の波長領域以上の光と、赤色光の波長領域よりも短波長側の光とを分離するための色分離光学素子と、赤色光が入射する光学変換素子との間の光路中に光学フィルタが配置されており、
前記光学フィルタは、赤色光の波長領域よりも短波長側の光の透過を遮断するとともに、赤色光の波長領域よりも長波長側の赤外領域の光の透過を遮断する特性を備えることを特徴とするプロジェクタ。
A light source device, a color separation optical device having a plurality of color separation optical elements for separating a light beam emitted from the light source device into a plurality of color lights including red light, and each color light separated by the color separation optical device A plurality of light modulation devices that modulate in accordance with image information, a color combining optical device that combines optical images modulated by the respective light modulation devices, and a projection optical device that enlarges and projects the combined optical image A projector,
Between each of the light modulation devices and the color separation optical device, an optical conversion element that converts an optical characteristic of a light beam incident on each of the light modulation devices is disposed,
Among the color separation optical elements of the color separation optical device, a color separation optical element for separating light having a wavelength longer than the wavelength range of red light and light having a shorter wavelength than the wavelength range of red light, and red light An optical filter is disposed in the optical path between the incident optical conversion element and
The optical filter has a characteristic of blocking transmission of light in a shorter wavelength side than the wavelength region of red light and blocking transmission of light in an infrared region longer than the wavelength region of red light. Characteristic projector.
請求項1に記載のプロジェクタにおいて、
前記色分離光学装置は、前記光源装置から射出された光束を、青色光と、前記青色光の波長領域よりも長波長側の光とに分離する第一の色分離光学素子と、
前記第一の色分離光学素子により分離された前記青色光の波長領域よりも長波長側の光を、赤色光の波長領域よりも短波長側の緑色光を含む光と赤色光の波長領域以上の光とに分離する第二の色分離光学素子とを備え、
前記光学フィルタは、前記第二の色分離光学素子と、赤色光が入射する光学変換素子との間の光路中に配置されており、
前記第一の色分離光学素子から赤色光が入射する光学変換素子までの赤色光の幾何学的光路長は、前記第一の色分離光学素子から緑色光が入射する光学変換素子までの緑色光の幾何学的光路長及び前記第一の色分離光学素子から青色光が入射する光学変換素子までの青色光の幾何学的光路長よりも長く、
前記光学フィルタは、前記赤外領域の光を反射することにより、赤外領域の光の透過を遮断することを特徴とするプロジェクタ。
The projector according to claim 1, wherein
The color separation optical device includes a first color separation optical element that separates a light beam emitted from the light source device into blue light and light on a longer wavelength side than the wavelength region of the blue light;
Light that is longer than the wavelength region of the blue light separated by the first color separation optical element, light that includes green light that is shorter than the wavelength region of red light, and the wavelength region of red light or more A second color separation optical element that separates the light into
The optical filter is disposed in an optical path between the second color separation optical element and an optical conversion element on which red light is incident,
The geometrical optical path length of red light from the first color separation optical element to the optical conversion element to which red light is incident is the green light from the first color separation optical element to the optical conversion element to which green light is incident. Longer than the geometric optical path length of the blue light from the first color separation optical element to the optical conversion element on which the blue light is incident,
The projector according to claim 1, wherein the optical filter blocks light in the infrared region by reflecting the light in the infrared region.
請求項1又は2に記載のプロジェクタにおいて、
前記光学変換素子の前段に配置され、前記光変調装置に入射する光束を平行化する集光素子を備え、
前記集光素子は、平凸レンズであり、
前記光学フィルタは、赤色光の波長領域よりも短波長側の光の透過を遮断する光学特性と、赤色光の波長領域よりも長波長側の赤外領域の光の透過を遮断する光学特性とを備え、
前記2つの光学特性を満たす膜は、前記集光素子の平面に形成されていることを特徴とするプロジェクタ。
The projector according to claim 1 or 2,
A condensing element that is arranged in front of the optical conversion element and collimates a light beam incident on the light modulation device;
The condensing element is a plano-convex lens;
The optical filter has an optical characteristic that blocks transmission of light on a shorter wavelength side than the wavelength range of red light, and an optical characteristic that blocks transmission of light in an infrared range longer than the wavelength range of red light. With
The projector satisfying the two optical characteristics is formed on a plane of the light collecting element.
請求項1又は2に記載のプロジェクタにおいて、
前記光学変換素子の前段に配置され、前記光変調装置に入射する光束を平行化する集光素子を備え、
前記集光素子は、平凸レンズであり、
前記光学フィルタは、赤色光の波長領域よりも短波長側の光の透過を遮断する光学膜と、赤色光の波長領域よりも長波長側の赤外領域の光の透過を遮断する光学膜とを備え、
前記赤色光の波長領域よりも短波長側の光の透過を遮断する光学膜は、前記集光素子の平面に形成されており、
前記赤色光の波長領域よりも長波長側の赤外領域の光の透過を遮断する光学膜は、前記集光素子の凸面に形成されていることを特徴とするプロジェクタ。
The projector according to claim 1 or 2,
A condensing element that is arranged in front of the optical conversion element and collimates a light beam incident on the light modulation device;
The condensing element is a plano-convex lens;
The optical filter includes: an optical film that blocks transmission of light on a shorter wavelength side than the wavelength range of red light; and an optical film that blocks transmission of light in an infrared range longer than the wavelength range of red light; With
An optical film that blocks transmission of light on a shorter wavelength side than the wavelength region of the red light is formed on the plane of the light collecting element,
An optical film that blocks transmission of light in an infrared region longer than the wavelength region of red light is formed on a convex surface of the light collecting element.
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