JP2020020823A - Illumination optical system and image projector - Google Patents

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JP2020020823A JP2018141948A JP2018141948A JP2020020823A JP 2020020823 A JP2020020823 A JP 2020020823A JP 2018141948 A JP2018141948 A JP 2018141948A JP 2018141948 A JP2018141948 A JP 2018141948A JP 2020020823 A JP2020020823 A JP 2020020823A
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勇樹 前田
Yuuki Maeda
勇樹 前田
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Abstract

To provide an image projector which allows a projection by switching a visible light and an infrared light by a simple structure.SOLUTION: The image projector having an optical modulation element includes: a light separation element for separating a light flux from a light source; an illumination optical system for guiding light from the light separation element to a light modulation element; and a projection optical system for projecting the light flux from the optical modulation element. The light separation element guides a visible light to the illumination optical system when the visible light is projected, and guides an infrared light to the illumination optical system and guides the visible light to outside of the illumination optical system when the infrared light is projected.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、画像投射装置に関し、特に照明光学系に関する。   The present invention relates to an image projection device, and particularly to an illumination optical system.

従来、画像投射装置で赤外光の画像を投射する場合、可視光を発光する光源とは別に赤外光を発光する光源を照明光学系に配置する方法があり、特許文献1に開示されている。また、一般的な画像投射装置の光源として使われている高圧水銀ランプは、赤外光も発光しており、高圧水銀ランプから発光される赤外光を利用した方法が、特許文献2に開示されている。   Conventionally, when an image of an infrared light is projected by an image projection apparatus, there is a method of arranging a light source that emits infrared light in an illumination optical system in addition to a light source that emits visible light. I have. Further, a high-pressure mercury lamp used as a light source of a general image projection device also emits infrared light, and a method using infrared light emitted from the high-pressure mercury lamp is disclosed in Patent Document 2. Have been.

特開2010−140017号公報JP 2010-140017 A 特開2008−176195号公報JP 2008-176195 A

しかしながら、特許文献1に開示された従来技術では、可視光用の光源と別に赤外光用の光源を設ける必要があり、画像投射装置が大型化してしまう。   However, in the related art disclosed in Patent Document 1, it is necessary to provide a light source for infrared light in addition to a light source for visible light, and the image projection device becomes large.

特許文献2に開示された従来技術では、赤外光用の画像変調素子を設ける必要があるため、画像投射装置が大型化してしまう。また、赤外光の投射時も可視光が投射されてしまうため、本来肉眼では見えていけない画像が見えるため、赤外光用のゴーグルを使用したシミュレーションで問題になる。また、可視光画像に赤外光の映像を重ねた場合、可視光が漏れていると可視光画像に影響を与え画質劣化が生じる。   In the related art disclosed in Patent Literature 2, it is necessary to provide an image modulation element for infrared light, so that the size of the image projection device is increased. In addition, since visible light is projected even when infrared light is projected, an image that cannot be seen with the naked eye can be seen. This causes a problem in simulation using goggles for infrared light. Further, when an image of infrared light is superimposed on a visible light image, if visible light leaks, the visible light image is affected and image quality is deteriorated.

そこで、本発明の目的は、簡易な構成で可視光と赤外光を切り替えて投射することを可能にした画像投射装置を提供することにある。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an image projection apparatus capable of switching and projecting visible light and infrared light with a simple configuration.

上記の目的を達成するために、本発明に係る画像投射装置は、
光変調素子を有する画像投射装置であって、光源からの光束を分離する光分離素子と、光分離素子からの光を光変調素子に導く照明光学系と、光変調素子からの光束を投射する投射光学系と、を備え、可視光を投射する場合は、前記光分離素子は、可視光を照明光学系に導き、赤外光を投射する場合は、前記光分離素子は、赤外光を照明光学系に導き、可視光を照明光学系外に導くことを特徴とする。
In order to achieve the above object, an image projection device according to the present invention includes:
An image projection device having a light modulation element, the light separation element separating a light beam from a light source, an illumination optical system for guiding light from the light separation element to the light modulation element, and projecting a light beam from the light modulation element. A projection optical system, and when projecting visible light, the light separating element guides visible light to an illumination optical system, and when projecting infrared light, the light separating element converts infrared light. The method is characterized in that the light is guided to an illumination optical system, and visible light is guided to outside the illumination optical system.

本発明によれば、簡易な構成で可視光と赤外光を切り替えて投射することを可能にした画像投射装置を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide an image projection apparatus that can switch and project visible light and infrared light with a simple configuration.

実施例1における可視光投射時の光学系の断面図Sectional view of the optical system when projecting visible light according to the first embodiment. 実施例1における赤外光投射時の光学系の断面図Sectional view of an optical system at the time of infrared light projection in Embodiment 1. 実施例2における可視光投射時の光学系の断面図Sectional view of the optical system when projecting visible light in the second embodiment 実施例2における赤外光投射時の光学系の断面図Sectional view of the optical system at the time of infrared light projection in Embodiment 2.

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明の実施例1である画像投射装置としての液晶プロジェクタの光学系全体の構成を示している。   FIG. 1 shows an overall configuration of an optical system of a liquid crystal projector as an image projection apparatus according to a first embodiment of the present invention.

液晶プロジェクタの光学系は、液晶パネル10と、光源ユニット12と、光源ユニット12からの光を液晶パネル10に照明する照明光学系と、投射光学系11とにより構成させる。光源ユニット12は、超高圧水銀ランプやキセノンランプ等の光源1と、該光源1からの光を反射するリフレクタ2とを有する。なお、光源ユニット12として、LEDやレーザを用いてもよい。また、蛍光光を利用するレーザと蛍光体の構成でもあってもよい。   The optical system of the liquid crystal projector includes a liquid crystal panel 10, a light source unit 12, an illumination optical system that illuminates the liquid crystal panel 10 with light from the light source unit 12, and a projection optical system 11. The light source unit 12 includes a light source 1 such as an ultra-high pressure mercury lamp or a xenon lamp, and a reflector 2 that reflects light from the light source 1. Note that an LED or a laser may be used as the light source unit 12. Further, a configuration using a laser using fluorescent light and a fluorescent material may be used.

照明光学系は、可視光反射ミラー3、赤外光反射ミラー4、第1のフライアイレンズ5と、第2のフライアイレンズ6と、偏光変換素子7と、コンデンサーレンズ8と、偏光ビームスプリッタ9により構成される。本実施例の光分離素子は、可視光反射ミラー3と赤外光反射ミラー4により構成される。可視光反射ミラー3は、可視帯域を反射して、赤外帯域を透過かつ反射する特性を有するミラーである。赤外光反射ミラー4は、赤外帯域を反射させるミラーであり、可視帯域は透過させても反射させても良い。   The illumination optical system includes a visible light reflection mirror 3, an infrared light reflection mirror 4, a first fly-eye lens 5, a second fly-eye lens 6, a polarization conversion element 7, a condenser lens 8, a polarization beam splitter. 9. The light separating element of the present embodiment includes a visible light reflecting mirror 3 and an infrared light reflecting mirror 4. The visible light reflecting mirror 3 is a mirror having a characteristic of reflecting a visible band and transmitting and reflecting an infrared band. The infrared light reflecting mirror 4 is a mirror that reflects an infrared band, and may transmit or reflect a visible band.

本実施例での可視帯域は430nmから670nm、赤外帯域は700nmから900nmの波長帯域を表している。   In this embodiment, the visible band represents a wavelength band from 430 nm to 670 nm, and the infrared band represents a wavelength band from 700 nm to 900 nm.

可視光反射ミラー3を光軸中心で回転させる機構を有しており、図1は可視光投射時を表している。図2は赤外光投射時を表している。   A mechanism for rotating the visible light reflecting mirror 3 about the optical axis is provided, and FIG. 1 shows a state in which visible light is projected. FIG. 2 shows the state when infrared light is projected.

可視光投射時の光学的な作用について、図1を用いて説明する。   The optical function at the time of projecting visible light will be described with reference to FIG.

光源ユニット12からの光束は、可視光反射ミラー3で可視光と一部の赤外光が反射され、第1のフライアイレンズ5に入射する。   The light beam from the light source unit 12 reflects the visible light and a part of the infrared light on the visible light reflecting mirror 3, and enters the first fly-eye lens 5.

第1のフライアイレンズ5に入射した光束は、複数の光束に分割されるとともに集光される。分割された複数の光束は、第2のフライアイレンズ6を通過して複数の光源像を形成する。光源像が形成される位置の近傍には、偏光変換素子7が設けられている。   The light beam incident on the first fly-eye lens 5 is split into a plurality of light beams and collected. The plurality of split light beams pass through the second fly-eye lens 6 to form a plurality of light source images. A polarization conversion element 7 is provided near the position where the light source image is formed.

偏光変換素子7に入射した無偏光光としての複数の光束は、偏光変換素子7によって所定の偏光方向を有する偏光光(ここではS偏光とする)に変換されて、コンデンサーレンズ8に入射する。   The plurality of light beams as non-polarized light incident on the polarization conversion element 7 are converted by the polarization conversion element 7 into polarized light having a predetermined polarization direction (here, S-polarized light), and incident on the condenser lens 8.

コンデンサーレンズ8に入射した複数の光束は、偏光ビームスプリッタ9を反射して、互いに重畳されるように液晶パネル10に向けて集光される。   The plurality of light beams incident on the condenser lens 8 are reflected by the polarization beam splitter 9 and are collected toward the liquid crystal panel 10 so as to be superimposed on each other.

液晶パネル10で変調された光は、偏光ビームスプリッタ9を透過して、投射光学系11を介して、不図示のスクリーンに投影される。   The light modulated by the liquid crystal panel 10 passes through the polarization beam splitter 9 and is projected on a screen (not shown) via the projection optical system 11.

可視光反射ミラー3を透過した赤外光は、赤外反射ミラー4で反射され、可視光反射ミラー3に再入射する。再入射した赤外光の一部は、可視光反射ミラー3で反射され、光学系外に導かれる。再入射した赤外光で可視反射ミラー3を透過した光束は、ランプユニット12に戻る。   The infrared light transmitted through the visible light reflecting mirror 3 is reflected by the infrared reflecting mirror 4 and re-enters the visible light reflecting mirror 3. Part of the re-entered infrared light is reflected by the visible light reflecting mirror 3 and guided out of the optical system. The re-entered infrared light transmitted through the visible reflection mirror 3 returns to the lamp unit 12.

次に、赤外光投射時の光学的な作用について、図2を用いて説明する。   Next, an optical function at the time of infrared light projection will be described with reference to FIG.

光源ユニット12からの可視光反射ミラー3を透過した赤外光は、赤外光反射ミラー4で反射され、可視光反射ミラー3に再入射する。   The infrared light transmitted from the light source unit 12 through the visible light reflecting mirror 3 is reflected by the infrared light reflecting mirror 4 and re-enters the visible light reflecting mirror 3.

可視光反射ミラー3に再入射した赤外光の一部は、可視光反射ミラー3で反射され、第1のフライアイレンズ5に入射する。第1のフライアイレンズ5以降の光学的な作用は、可視光投射時の可視光の光学的な作用と同じである。   Part of the infrared light re-entering the visible light reflecting mirror 3 is reflected by the visible light reflecting mirror 3 and enters the first fly-eye lens 5. The optical function of the first fly-eye lens 5 and thereafter is the same as the optical function of visible light when projecting visible light.

光源ユニット12からの可視光反射ミラー3で反射した可視光および赤外光の一部は、光学系外に導かれる。   Part of the visible light and the infrared light reflected by the visible light reflecting mirror 3 from the light source unit 12 is guided outside the optical system.

従って、赤外光投射時は、エネルギーの高い可視光をランプに戻すことなく赤外光を投射することが可能である。また、可視光が投射されないため、可視光画像と重ねた場合でも可視光画像に影響を与えない。   Therefore, at the time of infrared light projection, infrared light can be projected without returning visible light having high energy to the lamp. Further, since the visible light is not projected, even when the visible light image is superimposed, the visible light image is not affected.

本実施例では、液晶パネル10を1枚のみ示しているが、実際の一般的なプロジェクタでは、R,G,Bに対応した3つの液晶パネルが設けられる。偏光ビームスプリッタまたは偏光板は、これら3つの液晶パネルに対してR,G,Bの各色照明光を導き、3つの液晶パネルからの各色画像光を合成する、いわゆる色分解合成光学系の一部を構成する。   In this embodiment, only one liquid crystal panel 10 is shown. However, in an actual general projector, three liquid crystal panels corresponding to R, G, and B are provided. The polarizing beam splitter or the polarizing plate guides the illumination light of each color of R, G, and B to these three liquid crystal panels, and synthesizes each color image light from the three liquid crystal panels. Is configured.

以下、更に望ましい構成について説明する。   Hereinafter, a more desirable configuration will be described.

前記色分解合成系を構成する光学系においては、赤外光投射時の赤外光をRの液晶パネルに導くことが望ましい。波長帯域が近いため、位相差を有する波長板や反射防止膜などの波長依存性のある光学素子の設計を容易にすることが可能である。   In the optical system that constitutes the color separation / synthesis system, it is desirable that infrared light at the time of infrared light projection be guided to the R liquid crystal panel. Since the wavelength bands are close to each other, it is possible to easily design a wavelength-dependent optical element such as a wave plate having a phase difference or an antireflection film.

赤外光投射時には、照明光学系の光路中に可視光を反射する可視反射フィルターを挿入することが望ましい。可視光反射ミラー3で、可視光を100%反射することは膜設計上困難であり、赤外光投射時に一部の可視光が混入してしまうため、赤外光反射ミラー4は、可視光に対して90%以上を透過または吸収する特性を有することが望ましい。可視光反射ミラー3で、可視光を100%反射することは膜設計上困難であり、赤外光投射時に一部の可視光が混入してしまうため、可視光反射ミラー3は、可視帯域の反射率が85%以上、赤外帯域の透過率が25%以上かつ75%以下の特性を有する素子であることが望ましい。   When projecting infrared light, it is desirable to insert a visible reflection filter that reflects visible light into the optical path of the illumination optical system. It is difficult to reflect 100% of the visible light with the visible light reflecting mirror 3 due to the film design, and a part of the visible light is mixed in when projecting the infrared light. It is desirable to have a property of transmitting or absorbing 90% or more of the above. It is difficult for the film design to reflect 100% of visible light with the visible light reflecting mirror 3, and a part of visible light is mixed in when projecting infrared light. It is desirable that the element has a reflectance of 85% or more and an infrared band transmittance of 25% or more and 75% or less.

可視帯域の反射率が85%未満なら、可視光投射時の照度が非常に暗くなる。本実施例の構成では、赤外帯域の透過率と赤外帯域の反射率の積で赤外光の光量が決まる。一般的なミラーの場合は、光の吸収率が低いため、赤外帯域の反射率は、1から赤外帯域の透過率を引いた値にほぼ等しくなる。従って、赤外帯域の透過率が低すぎても高すぎても光量が減ってしまう。   If the reflectance in the visible band is less than 85%, the illuminance at the time of projecting visible light becomes very dark. In the configuration of the present embodiment, the amount of infrared light is determined by the product of the transmittance in the infrared band and the reflectance in the infrared band. In the case of a general mirror, the reflectance in the infrared band is almost equal to a value obtained by subtracting the transmittance in the infrared band from 1 because the light absorption rate is low. Therefore, if the transmittance in the infrared band is too low or too high, the amount of light decreases.

更に望ましくは、可視帯域の反射率が92%以上、赤外帯域の透過率が35%以上かつ65%以下の特性を有する素子であることが望ましい。   More preferably, the element has a characteristic that the reflectance in the visible band is 92% or more and the transmittance in the infrared band is 35% or more and 65% or less.

リフレクタ2の反射面に可視光を反射し赤外光を透過するコールドミラーが使われることが一般的であるが、赤外光の光量を向上させるためには可視光と赤外光を反射するミラーまたはコートを蒸着することが望ましい。   In general, a cold mirror that reflects visible light and transmits infrared light is used on the reflecting surface of the reflector 2, but in order to improve the amount of infrared light, both visible light and infrared light are reflected. It is desirable to deposit a mirror or coat.

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。   The preferred embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications and changes can be made within the scope of the gist.

図3には、本発明の実施例2である画像投射装置としての液晶プロジェクタの光学系全体の構成を示している。   FIG. 3 shows the overall configuration of an optical system of a liquid crystal projector as an image projection device according to a second embodiment of the present invention.

液晶プロジェクタの光学系は、液晶パネル30と、光源ユニット32と、光源ユニット32からの光を液晶パネル30に照明する照明光学系と、投射光学系31とにより構成させる。光源ユニッ32は、超高圧水銀ランプやキセノンランプ等の光源21と、該光源21からの光を反射するリフレクタ22とを有する。なお、光源ユニット32として、LEDやレーザを用いてもよい。また、蛍光光を利用するレーザと蛍光体の構成でもあってもよい。   The optical system of the liquid crystal projector includes a liquid crystal panel 30, a light source unit 32, an illumination optical system that illuminates the liquid crystal panel 30 with light from the light source unit 32, and a projection optical system 31. The light source unit 32 includes a light source 21 such as an ultra-high pressure mercury lamp or a xenon lamp, and a reflector 22 that reflects light from the light source 21. Note that an LED or a laser may be used as the light source unit 32. Further, a configuration using a laser using fluorescent light and a fluorescent material may be used.

照明光学系は、主光線が該照明光学系の光軸に対して平行であるテレセントリック光学系である。照明光学系は、赤外偏光ビームスプリッタ23、赤外光用のλ/4板33、赤外光反射ミラー24、第1のフライアイレンズ25と、第2のフライアイレンズ26と、偏光変換素子27と、コンデンサーレンズ28と、偏光ビームスプリッタ29により構成される。本実施例の光分離素子は、赤外偏光ビームスプリッタ23と赤外光反射ミラー24、赤外光用のλ/4板33により構成される。   The illumination optical system is a telecentric optical system in which a principal ray is parallel to an optical axis of the illumination optical system. The illumination optical system includes an infrared polarization beam splitter 23, a λ / 4 plate 33 for infrared light, an infrared light reflection mirror 24, a first fly-eye lens 25, a second fly-eye lens 26, and a polarization converter. It comprises an element 27, a condenser lens 28 and a polarizing beam splitter 29. The light splitting element of this embodiment includes an infrared polarization beam splitter 23, an infrared light reflection mirror 24, and a λ / 4 plate 33 for infrared light.

赤外偏光ビームスプリッタ23は、可視帯域を反射し、赤外帯域のS偏光を反射し、P偏光を透過する特性を有する。赤外光用のλ/4板33は、赤外帯域に対して最適化されたλ/4板である。   The infrared polarization beam splitter 23 has a characteristic of reflecting the visible band, reflecting S-polarized light in the infrared band, and transmitting P-polarized light. The λ / 4 plate 33 for infrared light is a λ / 4 plate optimized for an infrared band.

本実施例での可視帯域は430nmから670nm、赤外帯域は700nmから900nmの波長帯域を表している。   In this embodiment, the visible band represents a wavelength band from 430 nm to 670 nm, and the infrared band represents a wavelength band from 700 nm to 900 nm.

赤外偏光ビームスプリッタ23を光軸中心で回転させる機構を有しており、図3は可視光投射時を表している。図4は赤外光投射時を表している。   A mechanism for rotating the infrared polarization beam splitter 23 about the optical axis is provided, and FIG. 3 shows a state in which visible light is projected. FIG. 4 shows the time of infrared light projection.

可視光投射時の光学的な作用について、図3を用いて説明する。   The optical function at the time of projecting visible light will be described with reference to FIG.

光源ユニット32からの光束は、赤外偏光ビームスプリッタ23で可視光とS偏光の赤外光が反射され、第1のフライアイレンズ25に入射する。第1のフライアイレンズ25以降の光学系の作用は実施例1と同様である。   In the light beam from the light source unit 32, visible light and S-polarized infrared light are reflected by the infrared polarization beam splitter 23, and enter the first fly-eye lens 25. The operation of the optical system after the first fly-eye lens 25 is the same as in the first embodiment.

次に、赤外光投射時の光学的な作用について、図4を用いて説明する。   Next, an optical function at the time of infrared light projection will be described with reference to FIG.

光源ユニット32からの赤外偏光ビームスプリッタ23を透過したP偏光の赤外光は、赤外光用のλ/4板33を通過し、赤外光反射ミラー4で反射され、再度赤外光用のλ/4板33を通過し、S偏光の赤外光になる。   The P-polarized infrared light transmitted through the infrared polarization beam splitter 23 from the light source unit 32 passes through the λ / 4 plate 33 for infrared light, is reflected by the infrared light reflection mirror 4, and is again infrared light. Λ / 4 plate 33 and becomes S-polarized infrared light.

S偏光になった赤外光は、赤外偏光ビームスプリッタ23で反射され、第1のフライアイレンズ25に入射する。第1のフライアイレンズ25以降の光学的な作用は、可視光投射時の可視光の光学的な作用と同じである。   The S-polarized infrared light is reflected by the infrared polarization beam splitter 23 and enters the first fly-eye lens 25. The optical function of the first fly-eye lens 25 and thereafter is the same as the optical function of visible light when projecting visible light.

光源ユニット32からの赤外偏光ビームスプリッタ23で反射した可視光および赤外光のS偏光は、光学系外に導かれる。   The S-polarized light of visible light and infrared light reflected by the infrared polarization beam splitter 23 from the light source unit 32 is guided to the outside of the optical system.

本実施例では、液晶パネル30を1枚のみ示しているが、実際の一般的なプロジェクタでは、R,G,Bに対応した3つの液晶パネルが設けられる。偏光ビームスプリッタまたは偏光板は、これら3つの液晶パネルに対してR,G,Bの各色照明光を導き、3つの液晶パネルからの各色画像光を合成する、いわゆる色分解合成光学系の一部を構成する。   In this embodiment, only one liquid crystal panel 30 is shown. However, in an actual general projector, three liquid crystal panels corresponding to R, G, and B are provided. The polarizing beam splitter or the polarizing plate guides the illumination light of each color of R, G, and B to these three liquid crystal panels, and synthesizes each color image light from the three liquid crystal panels. Is configured.

以下、更に望ましい構成について説明する。   Hereinafter, a more desirable configuration will be described.

前記色分解合成系を構成する光学系においては、赤外光投射時の赤外光をRの液晶パネルに導くことが望ましい。波長帯域が近いため、位相差を有する波長板や反射防止膜などの波長依存性のある光学素子の設計を容易にすることが可能である。   In the optical system that constitutes the color separation / synthesis system, it is desirable that infrared light at the time of infrared light projection be guided to the R liquid crystal panel. Since the wavelength bands are close to each other, it is possible to easily design a wavelength-dependent optical element such as a wave plate having a phase difference or an antireflection film.

赤外光投射時には、照明光学系の光路中に可視光をカットする可視カットフィルターを挿入することが望ましい。赤外偏光ビームスプリッタ23で、可視光を100%反射することは膜設計上困難であり、赤外光投射時に一部の可視光が混入してしまうため、赤外光反射ミラー4は、赤外光に対して反射の特性を有する光学素子であるが、可視光に対して90%以上を透過または吸収する特性を有することが望ましい。赤外偏光ビームスプリッタ23で、可視光を100%反射することは膜設計上困難であり、赤外光投射時に一部の可視光が混入してしまうため、赤外偏光ビームスプリッタ23は、可視帯域の反射率が85%以上、赤外帯域のP偏光透過率が75%以上、赤外帯域のS偏光反射率が75%以上の特性を有する素子であることが望ましい。更に望ましくは、可視帯域の反射率が92%以上、赤外帯域のP偏光透過率が85%以上、赤外帯域のS偏光反射率が85%以上の特性を有する素子であることが望ましい。   When projecting infrared light, it is desirable to insert a visible cut filter that cuts visible light into the optical path of the illumination optical system. It is difficult in the film design to reflect 100% of visible light with the infrared polarization beam splitter 23, and a part of visible light is mixed in when infrared light is projected. The optical element has a characteristic of reflecting external light, but preferably has a characteristic of transmitting or absorbing at least 90% of visible light. It is difficult for the film design to reflect 100% of the visible light with the infrared polarization beam splitter 23, and a part of the visible light is mixed at the time of projecting the infrared light. It is desirable that the element has a characteristic that the reflectance of the band is 85% or more, the transmittance of P-polarized light in the infrared band is 75% or more, and the reflectance of S-polarized light in the infrared band is 75% or more. More desirably, it is desirable that the element has a characteristic that the reflectance in the visible band is 92% or more, the transmittance in the infrared band is 85% or more, and the reflectance in the infrared band is 85% or more.

リフレクタ2の反射面に可視光を反射し赤外光を透過するコールドミラーが使われることが一般的であるが、赤外光の光量を向上させるためには可視光と赤外光を反射するミラーまたはコートを蒸着することが望ましい。   In general, a cold mirror that reflects visible light and transmits infrared light is used on the reflecting surface of the reflector 2, but in order to improve the amount of infrared light, both visible light and infrared light are reflected. It is desirable to deposit a mirror or coat.

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。   The preferred embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications and changes can be made within the scope of the gist.

1 光源、2 リフレクタ、3 可視光反射ミラー、4 赤外光反射ミラー、
5 第1のフライアイレンズ、6 第2のフライアイレンズ、7 偏光変換素子、
8 コンデンサーレンズ、9 偏光ビームスプリッタ、10 液晶パネル、
11 投射光学系、12 光源ユニット
1 light source, 2 reflector, 3 visible light reflecting mirror, 4 infrared light reflecting mirror,
5 first fly-eye lens, 6 second fly-eye lens, 7 polarization conversion element,
8 condenser lens, 9 polarizing beam splitter, 10 liquid crystal panel,
11 Projection optical system, 12 Light source unit

Claims (8)

光変調素子を有する画像投射装置であって、光源からの光束を分離する光分離素子と、光分離素子からの光を光変調素子に導く照明光学系と、光変調素子からの光束を投射する投射光学系と、を備え、前記光分離素子は可動する機構を有し、可視光を投射する場合は、可視光を照明光学系に導き、赤外光を投射する場合は、赤外光を照明光学系に導き、可視光を照明光学系外に導くことを特徴とする画像投射装置。 An image projection device having a light modulation element, a light separation element for separating a light beam from a light source, an illumination optical system for guiding light from the light separation element to the light modulation element, and projecting a light beam from the light modulation element And a projection optical system, wherein the light separation element has a movable mechanism, and when projecting visible light, guides the visible light to the illumination optical system, and when projecting infrared light, it converts infrared light. An image projection device, wherein the image projection device guides visible light to an outside of the illumination optical system. 前記光分離素子は、可視帯域の反射率が85%以上、赤外帯域の透過率が25%以上かつ75%以下の特性を有する可視光反射ミラーと、前記可視光反射ミラーの方向に赤外光を反射させる赤外光反射ミラーから構成されることを特徴とする請求項1に記載の画像投射装置。 The light separating element includes a visible light reflecting mirror having a characteristic of having a reflectance of 85% or more in a visible band and a transmittance of 25% or more and 75% or less in an infrared band, and an infrared ray in a direction of the visible light reflecting mirror. The image projection device according to claim 1, comprising an infrared light reflection mirror that reflects light. 前記可視光反射ミラーを回転させることで、可視光の投射と赤外光の投射を切り替えることを特徴とする請求項2に記載の画像投射装置。 The image projection device according to claim 2, wherein the visible light reflection mirror is rotated to switch between visible light projection and infrared light projection. 前記光分離素子は、可視帯域を85%以上反射させ、赤外帯域のP偏光を75%以上透過させ、赤外帯域のS偏光を75%以上反射させる赤外光偏光ビームスプリッタと、赤外光用のλ/4板と、前記赤外光偏光ビームスプリッタの方向に赤外光を反射させる赤外光反射ミラーから構成されることを特徴とする請求項1に記載の画像投射装置。 An infrared light polarization beam splitter that reflects at least 85% of the visible band, transmits at least 75% of P-polarized light in the infrared band, and reflects at least 75% of S-polarized light in the infrared band; 2. The image projection device according to claim 1, comprising a λ / 4 plate for light, and an infrared light reflection mirror for reflecting infrared light in a direction of the infrared light polarization beam splitter. 前記赤外光偏光ビームスプリッタを回転させることで、可視光の投射と赤外光の投射を切り替えることを特徴とする請求項4に記載の画像投射装置。 The image projection apparatus according to claim 4, wherein the projection of visible light and the projection of infrared light are switched by rotating the infrared light polarization beam splitter. 赤外光の投射時に照明光学系に可視光を除去する可視フィルターを入れることを特徴とする請求項1乃至請求項5の何れか一項に記載の画像投射装置。 The image projection apparatus according to claim 1, wherein a visible light filter that removes visible light is provided in the illumination optical system when projecting infrared light. 可視帯域は430nmから670nmの波長帯域、赤外帯域は700nmから900nmの波長帯域であることを特徴とする請求項1乃至請求項6の何れか一項に記載の画像投射装置。 The image projection apparatus according to claim 1, wherein the visible band is a wavelength band from 430 nm to 670 nm, and the infrared band is a wavelength band from 700 nm to 900 nm. 可視光を青光、緑光、赤光に分離して、其々の色光に対応した光変調素子に導く色分離光学系を有する画像投射装置であって、前記色分離光学系は、赤外光を赤光用の光変調素子に導くことを特徴とする請求項1乃至請求項7の何れか一項に記載の画像投射装置。 An image projection apparatus having a color separation optical system that separates visible light into blue light, green light, and red light and guides the light to light modulation elements corresponding to the respective color lights, wherein the color separation optical system includes infrared light. 8. The image projection device according to claim 1, wherein the light is guided to a light modulation element for red light.
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