JP2004341227A

JP2004341227A - Liquid crystal projector

Info

Publication number: JP2004341227A
Application number: JP2003137630A
Authority: JP
Inventors: Satoru Kawai; 悟川合
Original assignee: Fuji Photo Optical Co Ltd
Current assignee: Fujinon Corp
Priority date: 2003-05-15
Filing date: 2003-05-15
Publication date: 2004-12-02

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid crystal projector less in the lowering of color reproducibility at low cost. <P>SOLUTION: A color separation and composition optical system of a projection unit 14 is equipped with a dichroic mirror 26 which separates B light from the illumination light emitted by a light source 22, a 2nd polarized light rotating element 31 and a 2nd PBS 32 which separate G light and R light reflected by the dichroic mirror 26, and a composing prism 29 which puts those light beams of three different colors together. A dichroic filter 24 which removes yellow light is arranged right behind the light source 22. Consequently, the yellow light is removed from the illumination light, so the projection light projected on a screen 34 through a projection lens 33 includes no yellow light and a decrease in color reproducibility is suppressed. Further, the yellow light is removed before being incident on the optical system, so the decrease in color reproducibility is minimized. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色に対応する液晶素子を備えた三板式の液晶プロジェクタに関し、さらに詳しくは、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色光を含む照明光から、Ｂ光を分離する第１の色分離手段と、この第１の色分離手段から出射する残りの２色の光を分離する第２の色分離手段とを備えた液晶プロジェクタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
Ｒ，Ｇ，Ｂの各色毎の液晶素子を備え、各液晶素子によって光変調された画像光を合成してスクリーンに投影する三板式の液晶プロジェクタが知られている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。このような液晶プロジェクタは、光源が発する照明光を、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色光に分離した後、分離された各色光をＲ，Ｇ，Ｂの各液晶素子にそれぞれ照射し、各液晶素子から出射する画像光を合成している。特許文献２に記載の液晶プロジェクタでは、まず、Ｂ光を透過するダイクロイックミラーによって照明光からＢ光を分離した後、このダイクロイックミラーで反射したＧ光及びＲ光を、偏光回転素子及び偏光ビームスプリッタ（以下、ＰＢＳという）によってそれぞれ分離している。しかし、照明光にはＢ光，Ｇ光，Ｒ光の他にも黄色光（Ｙ光）が含まれており、このＹ光を投影光から取り除かないと、Ｂ，Ｇ，Ｒの各色光にＹ光が混ざり色再現性が低下してしまうという問題があった。
【０００３】
そこで、図４に示す投影ユニット５１のように、偏光回転素子と偏光板を用いて、Ｙ光を除去する光学系が検討されている。投影ユニット５１は、光源５２が発する照明光を、特定の偏波面を持たない光を特定の偏波面を持つ光に変換する偏光変換素子５３を備えており、この偏光変換素子５３は、各色の光を垂直な偏波面を持つＳ偏光に変換する。図４において、各光線上の丸点と横棒とはそれぞれ各光の偏光状態を示しており、丸点が偏波面が垂直なＳ偏光を示し、横棒が偏波面が水平なＰ偏光を示す。ダイクロイックミラー５４は、Ｂ光を透過して、他の色光を反射する。これによりＢ光が分離される。
【０００４】
ダイクロイックミラー５４を透過したＢ光は、第１ＰＢＳ５６に入射して偏光膜５６ａで反射してＢ用の反射型液晶素子５７Ｂに入射する。液晶素子５７Ｂに入射したＢ光は、その偏光状態がＳ偏光で入射するが、変調の際に偏波面が９０度回転されてＰ偏光で出力される。Ｂ光は、第１偏光回転素子５８で再びＳ偏光に戻された後、合成プリズム５９に入射する。
【０００５】
他方、ダイクロイックミラー５４で反射されたＲ光及びＧ光は、第２偏光回転素子６１に入射する。第２偏光回転素子６１は、波長選択性を備えており、Ｒ光に対しては、偏光を９０度回転させて透過させるが、Ｇ光に対しては偏光を回転させずにそのまま透過させる特性を持っている。この第２偏光回転素子６１によって、Ｒ光の偏波面が９０度回転され、偏光状態がＳ偏光からＰ偏光となったＲ光が、第２ＰＢＳ６２を透過してＲ用の反射型液晶素子５７Ｒに入射する。そして、変調の際に偏光状態が変換されてＳ偏光で出力される。Ｓ偏光で出力されたＲ光は、第２ＰＢＳの偏光膜６２ａで反射して、第３偏光回転素子６３に入射する。
【０００６】
第２偏光回転素子６１に入射したＧ光は、偏光状態が変わらずにそのまま透過して第２ＰＢＳ６２に入射する。Ｇ光はＳ偏光で入射するから第２ＰＢＳ６２で反射する。これによりＲ光とＧ光とが分離される。第２ＰＢＳ６２で反射したＧ光は、Ｇ用の反射型液晶素子５７Ｇに入射して、Ｐ偏光に変換されて出力される。液晶素子５７Ｇから出力されたＧ光は、第３偏光回転素子６３及び偏光板６４を透過して、合成プリズム５９に入射する。この合成プリズム５９に入射したＢ，Ｇ，Ｒの各色光は合成されて、投影レンズ６６を介してスクリーン６７に投影される。
【０００７】
Ｙ光の除去は、第２偏光回転素子６１，第３偏光回転素子６３及び偏光板６４によって行われる。第２偏光回転素子６１と第３偏光回転素子６３とは、ともにＧ光については偏光状態を変えずにそのまま透過させて、Ｒ光に対してのみ偏光状態を変化させるという、偏光回転角に対する波長選択性を備えている。図５に示すグラフは、第２偏光回転素子６１と第３偏光回転素子６３の偏光回転角に関する分光特性を示すものである。曲線Ｃａは、第２偏光回転素子６１の分光特性を示し、曲線Ｃｂは、第３偏光回転素子６３の分光特性を示す。これらの曲線Ｃａ及び曲線Ｃｂから明らかなように、第２偏光回転素子６１は、約５７０ｎｍ〜約６００ｎｍの波長域を持つＹ光の偏光状態を変化させない特性を持っており、第３偏光回転素子６３は、Ｙ光の偏光状態を変化させる特性を持っている。
【０００８】
このため、第２偏光回転素子６１に入射したＹ光は、Ｇ光とともに偏光状態を変えずに第２偏光回転素子６１を透過して、液晶素子５７Ｇに入射するが、第３偏光回転素子６３を透過する際にＲ光とともに偏波面が９０度回転し、偏光状態がＰ偏光からＳ偏光に変化して第３偏光回転素子６３を出射する。このＹ光を、Ｐ偏光のみを透過させる偏光板６４によって遮断する。このように２つの偏光回転素子と偏光板とを使用することによりＹ光が除去される。
【０００９】
【特許文献１】
特開２００１−１５４２６８号公報
【特許文献２】
特開２００３−０２９３３１号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、偏光回転素子は部品コストが高い。しかも、従来の方法では、２枚の偏光回転素子に対して、異なる波長選択性を持たせなければならないため、より部品コストが上昇してしまうという問題があった。
【００１１】
本発明は、低コストで色再現性の低下が抑えられる液晶プロジェクタを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明の液晶プロジェクタは、Ｂ，Ｇ，Ｒの３色の色光を含む照明光を発する光源と、この照明光から前記Ｂ，Ｇ，Ｒの各色光のうちいずれか一色を分離する第１の色分離手段と、この第１の色分離手段から出射する残り二色の色光を分離する第２の色分離手段と、分離された各色の色光が各色に対応するＲ，Ｇ，Ｂの各液晶素子で変調された各色の画像光を合成する合成手段と、前記照明光から黄色光をカットするダイクロイックフイルタとを備えており、前記ダイクロイックフイルタを、前記光源から前記第１の色分離手段及び第２の色分離手段を経由して前記合成手段へ至る光路内で、かつ、前記Ｂ，Ｇ，Ｒの各色光のうち少なくとも１色の色光とともに前記黄色光が含まれる光路内に配置したことを特徴とする。
【００１３】
有害光（黄色光）の悪影響を最小限にするには、有害光を光学系に入射する前に除去することが好ましいので、前記ダイクロイックフイルタは、前記光源の直後に配置されることが好ましい。
【００１４】
例えば、前記第１の色分離手段は、Ｂ光を透過してＲ光及びＧ光を反射するダイクロイックミラーであり、前記第２の色分離手段は、Ｇ光及びＲ光を透過するとともに、いずれか一方の光の偏光を回転させる偏光回転素子と、この偏光回転素子から出射したＧ光及びＲ光の偏光状態に応じて、一方を反射し他方を透過させる偏光ビームスプリッタとからなり、前記ダイクロイックフイルタは、前記光源と前記ダイクロイックミラーとの間に配置される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は、液晶プロジェクタ１０の外観を示す。液晶プロジェクタ１０は、筐体１１の前面に拡散透過型のスクリーン１２が設けられ、その背面に投影された画像が前面側から観察される。筐体１１の内部には投影ユニット１４が組み込まれ、その投影画像はミラー１６，１７で反射されスクリーン１２の背面に結像される。この液晶プロジェクタ１０は、筐体１１の内部にチューナー回路などのほか、ビデオ信号及び音声信号再生用の周知の回路ユニットを組み込み、投影ユニット１４に画像表示手段として組み込まれた液晶素子にビデオ信号の再生画像を表示することによって、大画面のテレビジョンとして使用することができる。
【００１６】
図２に投影ユニット１４の構成を概略的に示す。この投影ユニット１４には、Ｂ用，Ｇ用，Ｒ用の三枚の反射型液晶素子２１Ｂ，２１Ｇ，２１Ｒが組み込まれている。光源２２は、Ｒ光，Ｇ光，Ｂ光を含む照明光を発光する。光源２２としては、例えば、キセノン管や水銀灯などの白色光源が使用される。光源２２が発光する放射光は、リフレクタ２３によって反射されて、略平行光となって前方に向かって照射される。
【００１７】
光源２２の前方には、ダイクロイックフイルタ２４が配置されている。ダイクロイックフイルタ２４は、図３のグラフに示すように、Ｙ光を反射し、他の色を透過する特性を持っており、光源２２が発光する照明光から黄色光を除去する。ダイクロイックフイルタ２４の前方には、偏光変換素子２５が配置されている。偏光変換素子２５は、光源２２から発光された特定の偏波面を持たないＢ，Ｇ，Ｒの各色光をＳ偏光に変換する。この偏光変換素子２５を透過した各色光は、ダイクロイックミラー２６に入射する。
【００１８】
投影ユニット１４の色分離合成光学系は、従来技術で示した投影ユニット５１とほぼ同様であり、ダイクロイックミラー２６，第１ＰＢＳ２７，第１偏光回転素子２８，合成プリズム２９，第２偏光回転素子３１，第２ＰＢＳ３２，投影レンズ３３からなる。
【００１９】
ダイクロイックミラー２６は、Ｂ光を透過するとともに他の色光を反射する特性を備えており、これによりＢ光が分離される。ダイクロイックミラー２６を透過したＢ光は、第１ＰＢＳ２７に入射する。第１ＰＢＳ２７は、Ｓ偏光を反射しＰ偏光を透過する特性を持っており、Ｓ偏光で入射したＢ光は偏光膜２７ａで反射して液晶素子２１Ｂに入射する。液晶素子２１Ｂに入射したＢ光は、光変調されて画像光に変換されるとともに、偏光状態がＳ偏光からＰ偏光に変換されて出射する。このＢ光は、第１偏光回転素子２８で再びＳ偏光に変換された後、合成プリズム２９に入射する。
【００２０】
他方、ダイクロイックミラー２６で反射されたＲ光及びＧ光は、第２偏光回転素子３１に入射する。第２偏光回転素子３１は、偏光回転角について波長選択性を備えており、Ｒ光に対しては、偏波面を９０度回転させて透過させるが、Ｇ光に対しては偏波面を回転させずにそのまま透過させる特性を持っている。この第２偏光回転素子３１によって、Ｒ光の偏波面が９０度回転され、偏光状態がＳ偏光からＰ偏光へ変換される。このＲ光は、第２ＰＢＳ３２の偏光膜３２ａを透過して液晶素子２１Ｒに入射する。そして、Ｒ光は、変調の際に偏光状態も変換されてＳ偏光で出力される。Ｓ偏光で出力されたＲ光は、第２ＰＢＳ３２で反射して、合成プリズム２９に入射する。
【００２１】
Ｇ光は、第２偏光回転素子３１に入射するが、Ｒ光と異なり、偏光状態は変わらずにそのまま透過して第２ＰＢＳ３２に入射する。Ｇ光はＳ偏光で入射するから偏光膜３２ａで反射する。これによりＲ光とＧ光とが分離され、分離されたＧ光が液晶素子２１Ｇへ入射する。液晶素子２１Ｇに入射したＧ光は、光変調されて画像光となるとともに、Ｐ偏光に変換されて出力されて、合成プリズム２９に入射する。
【００２２】
合成プリズム２９は、Ｂ光のＳ偏光のみを反射する特性を持っているから、Ｓ偏光で入射するＲ光及びＰ偏光で入射するＧ光は透過する。これにより、Ｂ，Ｇ，Ｒの各画像光が合成されて、合成された光が投影光として投影レンズ３３を介してスクリーン３４に投影される。
【００２３】
この投影ユニット１４では、光源２２の前方に、ダイクロイックフイルタ２４を設けているから、これにより光源２２が発光する照明光からＹ光が除去される。このため、投影光にはＹ光が混ざることがないので色再現性が低下することはない。また、ダイクロイックフイルタ２４は、偏光回転素子と比較して部品コストが安いので、従来のように波長選択性の異なる２つの偏光回転素子及び偏光板とによってＹ光を除去する方法と比較して、製品コストを低下させることができる。
【００２４】
また、従来のようにＹ光除去手段として偏光回転素子及び偏光板を使用する方法では、有害光である黄色光の偏光状態を考慮してＹ光除去手段の配置位置を決めなければならないが、本発明のように、Ｙ光除去手段としてダイクロイックフイルタを使用すれば、そうした制約がないので、従来と比較して、Ｙ光除去手段の配置位置の自由度が広がる。
【００２５】
このため、Ｙ光除去手段を有害光（黄色光）による色再現性の低下を最小限にする最適な位置に配置することも可能になる。すなわち、有害光（黄色光）による色再現性の低下を最小限にするためには、有害光を、できるだけ光源に近い位置、具体的には、第１の色分離手段（ダイクロイックミラー）に入射する前に除去することが好ましい。これを考慮して、本実施形態では、ダイクロイックフイルタを光源の直後（光源と偏光変換素子との間）に配置している。この位置に配置することにより、照明光が第１の色分離手段に入射する前に黄色光が除去される。また、光源の直後に配置できない場合には、偏光変換素子とダイクロイックミラーの間に配置してもよい。
【００２６】
しかし、製品によっては配置スペースの制約から、第１色分離手段よりも光源よりに配置できない場合も考えられる。そうした場合には、第１色分離手段から第２色分離手段を経由して合成手段に至る光路内で、かつ、Ｂ，Ｇ，Ｒの各色光のうち少なくとも１色の色光とともに黄色光が含まれる光路内に配置してもよい。具体的には、ダイクロイックミラー（第１色分離手段）と第２偏光回転素子３１の間，第２偏光回転素子３１と第２ＰＢＳ（第２色分離手段）３２の間，第２ＰＢＳ３２と液晶素子２１Ｇとの間，第２ＰＢＳ３２と合成プリズム（合成手段）２９の間のいずれかである。この場合でも、有害光による色再現性の低下をできるだけ少なくするために、ダイクロイックフイルタの配置位置は、できるだけ光源に近い位置から優先的に選択されることが好ましい。
【００２７】
また、Ｂ光，Ｇ光，Ｒ光を含む照明光から光を分離する順番として、最初にＢ光を分離して、その後Ｇ光とＲ光とを分離しているが、Ｂ光を最初に分離しなくてもよく、Ｇ光又はＲ光を最初に分離してもよい。
【００２８】
また、反射型液晶素子を用いた液晶プロジェクタを用いた例で説明したが、透過型液晶素子を使用した液晶プロジェクタに本発明を適用してもよい。
【００２９】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明の液晶プロジェクタは、Ｂ，Ｇ，Ｒの３色の色光を含む照明光を発する光源と、この照明光から前記Ｂ，Ｇ，Ｒの各色光のうちいずれか一色を分離する第１の色分離手段と、この第１の色分離手段から出射する残り二色の色光を分離する第２の色分離手段と、分離された各色の色光が各色に対応するＲ，Ｇ，Ｂの各液晶素子で変調された各色の画像光を合成する合成手段と、前記照明光から黄色光をカットするダイクロイックフイルタとを備えており、このダイクロイックフイルタを、前記光源から前記第１の色分離手段及び第２の色分離手段を経由して前記合成手段へ至る光路内で、かつ、前記Ｂ，Ｇ，Ｒの各色光のうち少なくとも１色の色光とともに前記黄色光が含まれる光路内に配置したから、色再現性の低下が抑えられる液晶プロジェクタを低コストで提供することができる。
【００３０】
また、前記ダイクロイックフイルタを、前記光源の直後に配置することにより、色再現性の低下を最小限に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】液晶プロジェクタの外観図である。
【図２】投影ユニットの構成図である。
【図３】ダイクロイックフイルタの分光特性を示すグラフである。
【図４】従来の投影ユニットの構成図である。
【図５】波長選択性が異なる２つの偏光回転素子の分光特性を示すグラフである。
【符号の説明】
１０液晶プロジェクタ
１４投影ユニット
２１ＢＢ用液晶素子
２１ＧＧ用液晶素子
２１ＲＲ用液晶素子
２２光源
２４ダイクロイックフイルタ
２６ダイクロイックミラー
２７第１ＰＢＳ
２８第１偏光回転素子
２９合成プリズム
３１第２偏光回転素子
３２第２ＰＢＳ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a three-panel liquid crystal projector having liquid crystal elements corresponding to R, G, and B colors. The present invention relates to a liquid crystal projector including one color separation unit and a second color separation unit that separates the remaining two colors of light emitted from the first color separation unit.
[0002]
[Prior art]
There is known a three-panel liquid crystal projector that includes liquid crystal elements for each of R, G, and B colors, and combines image light modulated by the liquid crystal elements and projects the image light on a screen (for example, Patent Document 1 and Patent Document 1) Reference 2). Such a liquid crystal projector separates illumination light emitted from a light source into R, G, and B color lights, and irradiates the separated color lights to the R, G, and B liquid crystal elements, respectively. The image light emitted from the light source is synthesized. In the liquid crystal projector described in Patent Literature 2, first, B light is separated from illumination light by a dichroic mirror that transmits B light, and then G light and R light reflected by the dichroic mirror are polarized by a polarization rotation element and a polarization beam splitter. (Hereinafter, referred to as PBS). However, the illumination light includes yellow light (Y light) in addition to the B light, G light, and R light, and if the Y light is not removed from the projection light, it becomes the B, G, and R color lights. There is a problem that the Y light is mixed and the color reproducibility is reduced.
[0003]
Therefore, an optical system that removes Y light using a polarization rotation element and a polarizing plate as in a projection unit 51 shown in FIG. 4 is being studied. The projection unit 51 includes a polarization conversion element 53 that converts illumination light emitted by the light source 52 from light having no specific polarization plane to light having a specific polarization plane. The light is converted into S-polarized light having a vertical polarization plane. In FIG. 4, a circle point and a horizontal bar on each light beam indicate the polarization state of each light, respectively. The circle point indicates S-polarized light having a vertical polarization plane, and the horizontal bar indicates P-polarized light having a horizontal polarization plane. The dichroic mirror 54 transmits the B light and reflects another color light. Thereby, the B light is separated.
[0004]
The B light transmitted through the dichroic mirror 54 is incident on the first PBS 56, is reflected by the polarizing film 56a, and is incident on the reflective liquid crystal element 57B for B. The B light that has entered the liquid crystal element 57B is incident as S-polarized light, but the polarization plane is rotated by 90 degrees during modulation, and is output as P-polarized light. The B light is returned to the S-polarized light again by the first polarization rotation element 58, and then enters the combining prism 59.
[0005]
On the other hand, the R light and the G light reflected by the dichroic mirror 54 enter the second polarization rotation element 61. The second polarization rotator 61 has wavelength selectivity, and transmits R light by rotating the polarized light by 90 degrees and transmits G light as it is without rotating the polarized light. have. The polarization plane of the R light is rotated by 90 degrees by the second polarization rotation element 61, and the R light having the polarization state changed from the S-polarized light to the P-polarized light is transmitted through the second PBS 62 to the R-type reflective liquid crystal element 57R. Incident. Then, at the time of modulation, the polarization state is converted and output as S-polarized light. The R light output as the S-polarized light is reflected by the polarizing film 62a of the second PBS and enters the third polarization rotating element 63.
[0006]
The G light incident on the second polarization rotation element 61 is transmitted as it is without changing the polarization state, and is incident on the second PBS 62. Since the G light is incident as S-polarized light, it is reflected by the second PBS 62. Thereby, the R light and the G light are separated. The G light reflected by the second PBS 62 enters the G reflective liquid crystal element 57G, is converted into P-polarized light, and is output. The G light output from the liquid crystal element 57 </ b> G passes through the third polarization rotation element 63 and the polarizing plate 64 and enters the combining prism 59. The B, G, and R color lights that have entered the combining prism 59 are combined and projected on a screen 67 via a projection lens 66.
[0007]
The removal of the Y light is performed by the second polarization rotation element 61, the third polarization rotation element 63, and the polarizing plate 64. The second polarization rotation element 61 and the third polarization rotation element 63 both transmit the G light as it is without changing the polarization state and change the polarization state only for the R light. Has selectivity. The graph shown in FIG. 5 shows the spectral characteristics of the second polarization rotation element 61 and the third polarization rotation element 63 with respect to the polarization rotation angle. A curve Ca indicates the spectral characteristic of the second polarization rotation element 61, and a curve Cb indicates the spectral characteristic of the third polarization rotation element 63. As is clear from these curves Ca and Cb, the second polarization rotation element 61 has a characteristic that does not change the polarization state of Y light having a wavelength range of about 570 nm to about 600 nm, and the third polarization rotation element. Reference numeral 63 has a property of changing the polarization state of the Y light.
[0008]
For this reason, the Y light incident on the second polarization rotation element 61 passes through the second polarization rotation element 61 without changing the polarization state together with the G light and is incident on the liquid crystal element 57G. When the light passes through, the polarization plane rotates 90 degrees together with the R light, the polarization state changes from P-polarized light to S-polarized light, and the polarized light is emitted from the third polarization rotating element 63. This Y light is blocked by a polarizing plate 64 that transmits only P-polarized light. By using two polarization rotating elements and a polarizing plate in this manner, the Y light is removed.
[0009]
[Patent Document 1]
JP 2001-154268 A [Patent Document 2]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-029331
[Problems to be solved by the invention]
However, the polarization rotator has a high component cost. In addition, in the conventional method, two wavelength rotators must be provided with different wavelength selectivity, so that there is a problem that the component cost is further increased.
[0011]
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a liquid crystal projector that is low in cost and can suppress a decrease in color reproducibility.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a liquid crystal projector according to the present invention includes a light source that emits illumination light including three color lights of B, G, and R, and any one of the B, G, and R color lights from the illumination light. A first color separation unit that separates one color, a second color separation unit that separates the remaining two color lights emitted from the first color separation unit, and the separated color lights of the respective colors correspond to the respective colors. And a dichroic filter that cuts yellow light from the illumination light. The dichroic filter includes: a dichroic filter that cuts yellow light from the illumination light; The yellow light is included in the optical path leading to the synthesizing means via the first color separating means and the second color separating means, and at least one of the B, G, and R color lights. Featured in the optical path To.
[0013]
Since the harmful light (yellow light) is preferably removed before entering the optical system in order to minimize the adverse effect of the harmful light (yellow light), the dichroic filter is preferably disposed immediately after the light source.
[0014]
For example, the first color separation unit is a dichroic mirror that transmits B light and reflects R light and G light, and the second color separation unit transmits G light and R light, A polarization rotator for rotating the polarization of one of the lights, and a polarization beam splitter for reflecting one and transmitting the other in accordance with the polarization states of the G light and the R light emitted from the polarization rotator; The filter is arranged between the light source and the dichroic mirror.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 shows the appearance of the liquid crystal projector 10. The liquid crystal projector 10 is provided with a diffuse transmission screen 12 on a front surface of a housing 11, and an image projected on the back surface is observed from the front side. A projection unit 14 is incorporated in the housing 11, and the projected image is reflected by mirrors 16 and 17 and formed on the rear surface of the screen 12. The liquid crystal projector 10 incorporates a well-known circuit unit for reproducing a video signal and an audio signal in addition to a tuner circuit and the like inside a housing 11, and a video signal is embedded in a liquid crystal element incorporated as an image display means in the projection unit 14. By displaying the reproduced image, it can be used as a large-screen television.
[0016]
FIG. 2 schematically shows the configuration of the projection unit 14. The projection unit 14 incorporates three reflective liquid crystal elements 21B, 21G, and 21R for B, G, and R. The light source 22 emits illumination light including R light, G light, and B light. As the light source 22, for example, a white light source such as a xenon tube or a mercury lamp is used. The radiated light emitted by the light source 22 is reflected by the reflector 23, becomes substantially parallel light, and is emitted forward.
[0017]
A dichroic filter 24 is arranged in front of the light source 22. As shown in the graph of FIG. 3, the dichroic filter 24 has a characteristic of reflecting Y light and transmitting other colors, and removes yellow light from illumination light emitted by the light source 22. A polarization conversion element 25 is arranged in front of the dichroic filter 24. The polarization conversion element 25 converts each of the B, G, and R color lights having no specific polarization plane emitted from the light source 22 into S-polarized light. Each color light transmitted through the polarization conversion element 25 enters a dichroic mirror 26.
[0018]
The color separation / synthesis optical system of the projection unit 14 is substantially the same as the projection unit 51 shown in the prior art, and includes a dichroic mirror 26, a first PBS 27, a first polarization rotation element 28, a synthesis prism 29, a second polarization rotation element 31, It comprises a second PBS 32 and a projection lens 33.
[0019]
The dichroic mirror 26 has a property of transmitting the B light and reflecting other color lights, thereby separating the B light. The B light transmitted through the dichroic mirror 26 enters the first PBS 27. The first PBS 27 has a characteristic of reflecting S-polarized light and transmitting P-polarized light, and B light incident as S-polarized light is reflected by the polarizing film 27a and is incident on the liquid crystal element 21B. The B light that has entered the liquid crystal element 21B is light-modulated and converted to image light, and the polarization state is converted from S-polarized light to P-polarized light and emitted. This B light is converted into S-polarized light again by the first polarization rotation element 28, and then enters the combining prism 29.
[0020]
On the other hand, the R light and the G light reflected by the dichroic mirror 26 enter the second polarization rotation element 31. The second polarization rotation element 31 has wavelength selectivity with respect to the polarization rotation angle. For the R light, the polarization plane is rotated by 90 degrees and transmitted, but for the G light, the polarization plane is rotated. It has the property of transmitting light as it is. The polarization plane of the R light is rotated by 90 degrees by the second polarization rotation element 31, and the polarization state is converted from S-polarized light to P-polarized light. This R light passes through the polarizing film 32a of the second PBS 32 and enters the liquid crystal element 21R. Then, the R light is also converted in polarization state at the time of modulation, and is output as S-polarized light. The R light output as the S-polarized light is reflected by the second PBS 32 and enters the combining prism 29.
[0021]
The G light is incident on the second polarization rotation element 31, but, unlike the R light, is transmitted as it is without changing the polarization state and is incident on the second PBS 32. Since the G light is incident as S-polarized light, it is reflected by the polarizing film 32a. As a result, the R light and the G light are separated, and the separated G light enters the liquid crystal element 21G. The G light incident on the liquid crystal element 21G is light-modulated to be image light, converted into P-polarized light, output, and incident on the combining prism 29.
[0022]
Since the combining prism 29 has a characteristic of reflecting only the S-polarized light of the B light, the R light incident as the S-polarized light and the G light incident as the P-polarized light are transmitted. Thereby, the B, G, and R image lights are combined, and the combined light is projected as projection light onto the screen 34 via the projection lens 33.
[0023]
In the projection unit 14, since the dichroic filter 24 is provided in front of the light source 22, the Y light is removed from the illumination light emitted by the light source 22. Therefore, the Y light does not mix with the projection light, so that the color reproducibility does not decrease. In addition, the dichroic filter 24 has a lower component cost than the polarization rotator, so that the dichroic filter 24 is different from the conventional method of removing Y light by using two polarization rotators and a polarizing plate having different wavelength selectivity. Product cost can be reduced.
[0024]
Further, in the conventional method using a polarization rotating element and a polarizing plate as the Y light removing means, the arrangement position of the Y light removing means must be determined in consideration of the polarization state of yellow light, which is harmful light. If a dichroic filter is used as the Y light removing means as in the present invention, there is no such restriction, and the degree of freedom of the arrangement position of the Y light removing means is widened as compared with the related art.
[0025]
For this reason, it is also possible to arrange the Y light removing unit at an optimum position that minimizes a decrease in color reproducibility due to harmful light (yellow light). That is, in order to minimize the decrease in color reproducibility due to harmful light (yellow light), the harmful light is incident on a position as close to the light source as possible, specifically, the first color separation means (dichroic mirror). It is preferable to remove it before performing. In consideration of this, in the present embodiment, the dichroic filter is disposed immediately after the light source (between the light source and the polarization conversion element). By arranging at this position, yellow light is removed before the illumination light enters the first color separation means. If it cannot be arranged immediately after the light source, it may be arranged between the polarization conversion element and the dichroic mirror.
[0026]
However, depending on the product, there may be a case where the light source cannot be arranged more than the light source than the first color separation means due to the restriction of the arrangement space. In such a case, yellow light is included in the optical path from the first color separation means to the synthesis means via the second color separation means, and at least one of the B, G, and R color lights. May be arranged in the optical path. Specifically, between the dichroic mirror (first color separation means) and the second polarization rotation element 31, between the second polarization rotation element 31 and the second PBS (second color separation means) 32, between the second PBS 32 and the liquid crystal element 21G. And between the second PBS 32 and the combining prism (synthesizing means) 29. Even in this case, in order to minimize the decrease in color reproducibility due to harmful light, it is preferable that the arrangement position of the dichroic filter is preferentially selected from a position as close to the light source as possible.
[0027]
In order to separate light from illumination light including B light, G light, and R light, B light is separated first, and then G light and R light are separated. The separation may not be performed, and the G light or the R light may be separated first.
[0028]
Further, although the description has been given of the example using the liquid crystal projector using the reflection type liquid crystal element, the present invention may be applied to a liquid crystal projector using the transmission type liquid crystal element.
[0029]
【The invention's effect】
As described in detail above, the liquid crystal projector of the present invention includes a light source that emits illumination light including three color lights of B, G, and R, and any one of the B, G, and R color lights from the illumination light. A first color separation unit that separates one color, a second color separation unit that separates the remaining two color lights emitted from the first color separation unit, and the separated color lights of the respective colors correspond to the respective colors. A combination means for combining image light of each color modulated by each of the R, G, B liquid crystal elements; and a dichroic filter for cutting yellow light from the illumination light. The yellow light is included in the optical path leading to the synthesizing means via the first color separating means and the second color separating means, and at least one of the B, G, and R color lights. Color in the light path The liquid crystal projector decrease in sexual is suppressed can be provided at low cost.
[0030]
Further, by disposing the dichroic filter immediately after the light source, it is possible to minimize a decrease in color reproducibility.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an external view of a liquid crystal projector.
FIG. 2 is a configuration diagram of a projection unit.
FIG. 3 is a graph showing spectral characteristics of a dichroic filter.
FIG. 4 is a configuration diagram of a conventional projection unit.
FIG. 5 is a graph showing spectral characteristics of two polarization rotators having different wavelength selectivities.
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 10 liquid crystal projector 14 projection unit 21B liquid crystal element for B 21G liquid crystal element for G 21R liquid crystal element for R light source 24 dichroic filter 26 dichroic mirror 27 first PBS
28 First polarization rotator 29 Synthetic prism 31 Second polarization rotator 32 Second PBS

Claims

Ｂ，Ｇ，Ｒの３色の色光を含む照明光を発する光源と、
この照明光から前記Ｂ，Ｇ，Ｒの各色光のうちいずれか一色を分離する第１の色分離手段と、
この第１の色分離手段から出射する残り二色の色光を分離する第２の色分離手段と、
分離された各色の色光が各色に対応するＲ，Ｇ，Ｂの各液晶素子で変調された各色の画像光を合成する合成手段と、
前記照明光から黄色光をカットするダイクロイックフイルタとを備えており、
前記ダイクロイックフイルタを、前記光源から前記第１の色分離手段及び第２の色分離手段を経由して前記合成手段へ至る光路内で、かつ、前記Ｂ，Ｇ，Ｒの各色光のうち少なくとも１色の色光とともに前記黄色光が含まれる光路内に配置したことを特徴とする液晶プロジェクタ。A light source that emits illumination light including three color lights of B, G, and R;
First color separation means for separating any one of the B, G, and R color lights from the illumination light;
Second color separation means for separating the remaining two color lights emitted from the first color separation means,
Synthesizing means for synthesizing the image light of each color obtained by modulating the separated color light of each color with the R, G, B liquid crystal elements corresponding to each color;
A dichroic filter that cuts yellow light from the illumination light,
The dichroic filter is provided in an optical path from the light source through the first color separation unit and the second color separation unit to the synthesis unit, and at least one of the B, G, and R color lights. A liquid crystal projector, wherein the liquid crystal projector is arranged in an optical path including the yellow light together with the color light of the color.

前記ダイクロイックフイルタを、前記光源の直後に配置したことを特徴とする請求項１記載の液晶プロジェクタ。The liquid crystal projector according to claim 1, wherein the dichroic filter is disposed immediately after the light source.

前記第１の色分離手段は、Ｂ光を透過してＲ光及びＧ光を反射するダイクロイックミラーであり、前記第２の色分離手段は、Ｇ光及びＲ光を透過するとともに、いずれか一方の光の偏光を回転させる偏光回転素子と、この偏光回転素子から出射したＧ光及びＲ光の偏光状態に応じて、一方を反射し他方を透過させる偏光ビームスプリッタとからなり、前記ダイクロイックフイルタは、前記光源と前記ダイクロイックミラーとの間に配置されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の液晶プロジェクタ。The first color separation unit is a dichroic mirror that transmits the B light and reflects the R light and the G light, and the second color separation unit transmits the G light and the R light. A polarization rotator that rotates the polarization of the light, and a polarization beam splitter that reflects one and transmits the other according to the polarization state of the G light and the R light emitted from the polarization rotator, and the dichroic filter is 3. The liquid crystal projector according to claim 1, wherein the liquid crystal projector is disposed between the light source and the dichroic mirror.