JP2007086279A

JP2007086279A - Projector

Info

Publication number: JP2007086279A
Application number: JP2005273425A
Authority: JP
Inventors: Hidekiyo Yamakawa; 秀精山川
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2005-09-21
Filing date: 2005-09-21
Publication date: 2007-04-05

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a projector capable of projecting a color image by a compact optical system. <P>SOLUTION: In the projector 10, respective color liquid crystal panels 51r, 51g and 51b are illuminated by equivalent optical paths, and the relative illuminance distributions of respective color light beams to illuminate the respective color liquid crystal panels 51r, 51g and 51b are made to coincide with each other. In such a case, since the green illuminating light beam goes and returns in the optical path which is partially common to the optical path OP1 of the red light beam and the optical path OP3 of the blue light beam between both light separation devices 44 and 45, the optical system constituting the projector 10 is miniaturized, and the compact and high-performance projector 10 is provided. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、液晶パネル等の光変調装置を複数用いてカラー画像を投射することができるプロジェクタに関する。 The present invention relates to a projector capable of projecting a color image using a plurality of light modulation devices such as liquid crystal panels.

従来のプロジェクタとして、光源からの光束を一対のダイクロイックミラーによって色分解し、各色光を両面ミラー等を含む多数のミラーを介してクロスダイクロイックプリズムの３側面に等価な光路で導いて、クロスダイクロイックプリズムで合成を行うものが存在する（特許文献１）。 As a conventional projector, a light beam from a light source is color-separated by a pair of dichroic mirrors, and each color light is guided to the three side surfaces of the cross dichroic prism via a number of mirrors including a double-sided mirror, etc. There exists what performs a synthesis | combination by (patent document 1).

別のプロジェクタとして、光源からの光束を一方のクロスダイクロイックミラーによって色分解し、下側に隣接して配置した他方のクロスダイクロイックミラーによって分解された各色光を合成すべく、両クロスダイクロイックミラーの側方に各色光に対応させて傾斜した各２枚のミラーを立体的に配置したものが存在する（特許文献２）。 As another projector, the side of both cross dichroic mirrors separates the light beam from the light source by one cross dichroic mirror and combines each color light separated by the other cross dichroic mirror arranged adjacent to the lower side. On the other hand, there is one in which two mirrors each tilted corresponding to each color light are arranged three-dimensionally (Patent Document 2).

別のプロジェクタとして、光源からの光束を一対のダイクロイックミラー等によって色分解し、１以上の特定色の光束を偏光ビームスプリッタ、位相差板等からなる光路長調整手段に導くことによって各色の光路の長さを調整しつつ、クロスダイクロイックプリズムで合成を行うものが存在する（特許文献３、４）。 As another projector, the light flux from the light source is color-separated by a pair of dichroic mirrors, etc., and one or more specific color light fluxes are guided to an optical path length adjusting means comprising a polarizing beam splitter, a phase difference plate, etc. There is one that performs composition using a cross dichroic prism while adjusting the length (Patent Documents 3 and 4).

別のプロジェクタとして、光源からの光束をダイクロイックミラー及びダイクロイックフィルタによって色分解し、偏光ビームスプリッタ、位相差板等によって各色の光路の長さを調整しつつ、クロスダイクロイックプリズムで合成を行うものが存在する（特許文献５）。
特開平５−６６５０５号公報特開平５−１５８１６７号公報特開平８−２５４６７８号公報特開平１１−１３３５２９号公報特開２００５−４９３７３号公報 As another projector, there is a projector that separates the light flux from the light source with a dichroic mirror and a dichroic filter, and synthesizes with a cross dichroic prism while adjusting the optical path length of each color with a polarizing beam splitter, a phase difference plate, etc. (Patent Document 5).
Japanese Patent Laid-Open No. 5-66505 JP-A-5-158167 JP-A-8-254678 JP 11-133529 A JP 2005-49373 A

しかし、上述のプロジェクタは、いずれも光路の形状が複雑で光学系が大型化するという問題がある。 However, all the projectors described above have a problem that the optical path is complicated and the optical system becomes large.

そこで、本発明は、小型の光学系によってカラー画像を投射することができるプロジェクタを提供することを目的とする。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to provide a projector that can project a color image with a small optical system.

上記課題を解決するため、本発明に係るプロジェクタは、（ａ）第１偏光の第１及び第２の色光と、第１偏光と異なる第２偏光の第３の色光とを射出する照明装置と、（ｂ）互いに交差して配置される色分離膜と偏光分離膜とを含み、色分離膜によって、照明装置から入射した第１及び第２の色光を透過させるとともに照明装置から入射した第３の色光を反射し、偏光分離膜によって、照明装置から入射した第１偏光の第１の色光を反射するとともに、第１偏光になっている第２の色光を反射しつつ、第２偏光になっている第２の色光を透過させ、照明装置から入射した第２偏光の第３の色光を透過させる光学部材と、（ｃ）光学部材の第１射出部の後段に配置される位相差板と色分離膜とを含み、第１射出部から射出された第１の色光を透過させるとともに、第１射出部から射出された第２の色光を反射して逆行させる際に第１偏光を第２偏光に変更する第１光分離手段と、（ｄ）光学部材の第２射出部の後段に配置される位相差板と色分離膜とを含み、第２射出部から射出された第３の色光を透過させるとともに、第２射出部から射出された第２の色光を反射して逆行させる際に第２偏光を第１偏光に変更する第２光分離手段と、（ｅ）第１光分離手段を経た第１の色光によって照明される第１光変調装置と、（ｆ）光学部材の第３射出部に対向して配置され、当該第３射出部から射出された第２の色光によって照明される第２光変調装置と、（ｇ）第２光分離手段を経た第３の色光によって照明される第３光変調装置と、（ｈ）光学部材の第１射出部から射出された第１の色光を、光路の折り曲げによって第１光変調装置に案内するとともに、光学部材の第３射出部から射出された第３の色光を、光路の折り曲げによって第３光変調装置に案内する光案内手段と、（ｉ）第１から第３色光を第１から第３光変調装置によってそれぞれ変調することによって得た各色の像光を合成する光合成光学系と、（ｊ）光合成光学系から射出される合成光を投射する投射光学系とを備える。 In order to solve the above problems, a projector according to the present invention includes: (a) an illuminating device that emits first and second color lights of a first polarization and a third color light of a second polarization different from the first polarization; (B) includes a color separation film and a polarization separation film disposed to cross each other, and the color separation film transmits the first and second color lights incident from the illumination device and the third incident from the illumination device. The first color light of the first polarization incident from the illumination device is reflected by the polarization separation film, and the second color light which is the first polarization is reflected and becomes the second polarization. An optical member that transmits the second colored light that is transmitted and transmits the third polarized light of the second polarization incident from the illumination device; and (c) a phase difference plate that is disposed at a stage subsequent to the first emission portion of the optical member; A color separation film, and transmits the first color light emitted from the first emission part. And first light separating means for changing the first polarized light to the second polarized light when the second colored light emitted from the first emitting part is reflected and reversed, and (d) the second emitting part of the optical member. Including a phase difference plate and a color separation film disposed in a subsequent stage, and transmits the third color light emitted from the second emission unit and reflects the second color light emitted from the second emission unit Second light separating means for changing the second polarized light to the first polarized light when reversely traveling; (e) a first light modulation device illuminated by the first color light that has passed through the first light separating means; and (f) optical. A second light modulation device disposed opposite to the third emission portion of the member and illuminated by the second color light emitted from the third emission portion; and (g) a third light passing through the second light separation means. A third light modulation device illuminated by colored light, and (h) a first color emitted from the first emission part of the optical member Light guide means for guiding the third color light emitted from the third emission part of the optical member to the third light modulation device by bending the optical path; (I) a light combining optical system that combines image light of each color obtained by modulating the first to third color lights by the first to third light modulation devices, respectively, and (j) a combined light emitted from the light combining optical system A projection optical system.

上記プロジェクタでは、光学部材に設けた色分離膜によって、第１及び第２の色光と第３の色光とが互いに分離される。また、第１光分離手段によって、第１の色光と第２の色光とが分離され、この際の偏光方向の切替によって、第２の色光に対して光学部材の偏光分離膜の透過を可能にする。次に、第２光分離手段によって第２の色光の偏光方向が切り替えられ、第２の色光に対して光学部材の偏光分離膜での反射、すなわち光学部材の第３射出部からの射出を可能にする。第２の色光については、結果的に第１及び第２光分離手段間を光学部材を介して１往復させることができ、第２の色光の光路の長さを往復分だけ長くすることができる。一方、第２の色光が第２光変調装置に直接的に入射するのに対し、第１及び第３の色光は、光案内手段を介して第１及び第３光変調装置に間接的にそれぞれ入射する。したがって、光案内手段を経ることで第１及び第３の色光に関して光路の長さが増加する分を、第１及び第２光分離手段間を１往復することで第２の色光に関して光路の長さ増加する分によって相殺することができる。つまり、第１〜第３光変調装置を等価な光路を経た第１〜第３の色光で照明することができ、第１〜第３光変調装置を照明する各色光の相対的な照度分布を簡易に一致させることができる。なお、以上において、第１及び第２光分離手段は、光路方向の寸法を薄くすることができ、第１の色光や第３の色光の光路上で第２の色光を往復させるだけの構成であるので、プロジェクタを構成する光学系のサイズの増加を十分に抑えることができ、小型で高性能のプロジェクタを提供することができる。 In the projector, the first and second color lights and the third color light are separated from each other by the color separation film provided on the optical member. Further, the first color light and the second color light are separated by the first light separation means, and by switching the polarization direction at this time, the second color light can be transmitted through the polarization separation film of the optical member. To do. Next, the polarization direction of the second color light is switched by the second light separation means, and the second color light can be reflected by the polarization separation film of the optical member, that is, emitted from the third emission part of the optical member. To. As for the second color light, as a result, the first and second light separating means can be reciprocated once through the optical member, and the length of the optical path of the second color light can be increased by the reciprocal amount. . On the other hand, the second color light is directly incident on the second light modulation device, whereas the first and third color lights are indirectly incident on the first and third light modulation devices via the light guiding means, respectively. Incident. Therefore, the length of the optical path with respect to the second color light is reciprocated once between the first and second light separation means by the amount that the length of the optical path increases with respect to the first and third color lights through the light guiding means. It can be offset by the increasing amount. That is, the first to third light modulation devices can be illuminated with the first to third color lights that have passed through an equivalent optical path, and the relative illuminance distribution of each color light that illuminates the first to third light modulation devices can be obtained. Can be easily matched. In the above, the first and second light separating means can be made thin in the direction of the optical path, and only have the second color light reciprocate on the optical path of the first color light or the third color light. Therefore, an increase in the size of the optical system constituting the projector can be sufficiently suppressed, and a small and high-performance projector can be provided.

また、本発明の具体的な態様又は観点では、上記プロジェクタにおいて、照明装置が、第１から第３の色光を含む光源光を発生する光源と、当該光源からの光源光を均一化する均一化光学系と、当該光源からの光源光を第１偏光に変換する偏光変換装置と、第１偏光に変換された第１から第３の色光のうち第３の色光を第２偏光に変換する波長選択性位相差板とを含む。本プロジェクタでは、第１から第３の色光を発生する共通のランプ光源等からの光源光を第１偏光に変換して効率的利用を図ることができるだけでなく、光学部材に設けた色分離膜によって第１及び第２の色光から分離される第３の色光が偏光分離膜による不要な干渉を受けないようにできる。 Further, according to a specific aspect or aspect of the present invention, in the projector, the illuminating device generates a light source light including first to third color lights, and uniformizes the light source light from the light source. An optical system, a polarization conversion device that converts light source light from the light source into first polarized light, and a wavelength that converts third color light of first to third color light converted into first polarization into second polarization. And a selective retardation plate. In this projector, the light source light from a common lamp light source or the like that generates the first to third color lights can be converted to the first polarized light for efficient use, and the color separation film provided on the optical member Thus, the third color light separated from the first and second color lights can be prevented from receiving unnecessary interference by the polarization separation film.

また、本発明の別の態様では、第１光分離手段が、位相差板及び色分離膜を透過した第１の色光の偏光方向を第１偏光にする第１副波長板をさらに備え、第２光分離手段が、位相差板及び色分離膜を透過した第３の色光の偏光方向を第１偏光にする第２副波長板をさらに備える。この場合、第１偏光の設定により、第１の色光や第３の色光が光案内手段内で光路を折り曲げられる際に、反射損失が大きくなることを防止できる。 According to another aspect of the present invention, the first light separation means further includes a first subwave plate that changes the polarization direction of the first color light transmitted through the phase difference plate and the color separation film to the first polarization, The two-light separation means further includes a second subwave plate that changes the polarization direction of the third color light transmitted through the phase difference plate and the color separation film to the first polarization. In this case, by setting the first polarization, it is possible to prevent the reflection loss from increasing when the first color light or the third color light is bent in the optical path within the light guiding means.

また、本発明のさらに別の態様では、第１から第３の色光が、波長が異なる３つの帯域に対応し、第２の色光が、中間の波長の帯域に対応する。例えば、第１から第３の色光が赤色光、緑色光、及び青色光とした場合、第２の色光は緑色光となる。第２の色光は、上述のように光学部材から第１及び第２光分離手段にかけて第１の色光や第３の色光と共通する光路を有するので、第２の色光が中間の波長の帯域の場合、各光学要素における各色光の取り扱い比較的無理のないものに設定し易く、効率的な色分離が可能になる。 In yet another aspect of the present invention, the first to third color lights correspond to three bands having different wavelengths, and the second color light corresponds to an intermediate wavelength band. For example, when the first to third color lights are red light, green light, and blue light, the second color light is green light. Since the second color light has an optical path common to the first color light and the third color light from the optical member to the first and second light separation means as described above, the second color light has an intermediate wavelength band. In this case, it is easy to set each color light in each optical element to be relatively easy to handle, and efficient color separation becomes possible.

また、本発明のさらに別の態様では、光合成光学系が、互いに交差して配置される一対の偏光分離膜を含み、第１入射部からの第１の色光を当該一対の偏光分離膜の一方で反射し、第２入射部からの第３の色光を当該一対の偏光分離膜の他方で反射し、かつ、第３入射部からの第２の色光を当該一対の偏光分離膜を介して透過させる。この場合、両偏光分離膜を効率良く利用して、効率的な色合成が可能になる。 In still another aspect of the present invention, the light combining optical system includes a pair of polarization separation films disposed so as to cross each other, and the first color light from the first incident portion is transmitted to one of the pair of polarization separation films. And the third color light from the second incident portion is reflected by the other of the pair of polarization separation films, and the second color light from the third incidence portion is transmitted through the pair of polarization separation films. Let In this case, efficient color composition becomes possible by efficiently using both polarization separation films.

〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態に係るプロジェクタを説明する図である。このプロジェクタ１０は、光源光を発生する光源としての光源装置２０と、光源装置２０からの照明光を均一化するとともにその偏光状態を調整する均一化光学系３０と、均一化光学系３０を経た照明光を赤・緑・青の３色に分割する色分離光学系４０と、色分離光学系４０から射出された各色の照明光によって照明される光変調部５０と、光変調部５０からの各色の変調光を合成するクロスダイクロイックプリズム６０と、クロスダイクロイックプリズム６０を経た像光をスクリーン（不図示）に投射する投射レンズ７０とを備える。なお、以上のうち、光源装置２０と均一化光学系３０とは、色分割前の照明光を射出する照明装置として機能する。 [First Embodiment]
FIG. 1 is a diagram illustrating a projector according to a first embodiment of the invention. The projector 10 has passed through a light source device 20 as a light source that generates light source light, a uniformizing optical system 30 that uniformizes illumination light from the light source device 20 and adjusts a polarization state thereof, and a uniformizing optical system 30. A color separation optical system 40 that divides the illumination light into three colors of red, green, and blue, a light modulation unit 50 that is illuminated by illumination light of each color emitted from the color separation optical system 40, A cross dichroic prism 60 that synthesizes modulated light of each color, and a projection lens 70 that projects image light that has passed through the cross dichroic prism 60 onto a screen (not shown). Of the above, the light source device 20 and the uniformizing optical system 30 function as an illumination device that emits illumination light before color division.

ここで、光源装置２０は、略点状の発光部を形成するランプ本体２１と、ランプ本体２１から射出される光源光を再度集光する楕円面の凹面鏡２２と、凹面鏡２２で反射された光源光をコリメートする凹レンズ２３とを備える。このうち、ランプ本体２１は、例えば高圧水銀ランプからなり、略白色の光源光を射出する。また、凹面鏡２２及び凹レンズ２３は、ランプ本体２１から放射される光線を反射して、平行光束として均一化光学系３０に入射させる。なお、楕円面の凹面鏡２２に変えて、球面や放物面等の各種凹面鏡を用いてもよい。放物面の凹面鏡を用いた場合は、凹面鏡２２の後段に凹レンズ２３等を設けなくとも、光源装置２０から平行光束を射出させることが可能となる。 Here, the light source device 20 includes a lamp main body 21 that forms a substantially dot-like light emitting unit, an elliptical concave mirror 22 that condenses light source light emitted from the lamp main body 21 again, and a light source reflected by the concave mirror 22. And a concave lens 23 for collimating light. Among these, the lamp body 21 is composed of, for example, a high-pressure mercury lamp, and emits substantially white light source light. Further, the concave mirror 22 and the concave lens 23 reflect the light beam radiated from the lamp body 21 so as to enter the uniformizing optical system 30 as a parallel light beam. Instead of the ellipsoidal concave mirror 22, various concave mirrors such as a spherical surface or a paraboloid may be used. When a parabolic concave mirror is used, a parallel light beam can be emitted from the light source device 20 without providing the concave lens 23 or the like after the concave mirror 22.

均一化光学系３０は、分割光を形成する一対のフライアイ光学部材３１，３２と、分割光を重ね合わせるための重畳レンズ３３と、照明光を所定の偏光成分に変換する偏光変換部材３４と、特定色の偏光方向のみを選択的に切り替える波長選択性位相差板３８とを備えている。一対のフライアイ光学部材３１，３２は、マトリックス状に配置された複数の要素レンズからなり、これらの要素レンズによって、光源装置２０からの照明光を分割して個別に集光・発散させる。偏光変換部材３４は、フライアイ光学部材３１，３２から射出された照明光を一種類の偏光（具体的には図１の紙面に垂直なＳ偏光成分のみ）に変換して次段光学系に供給するための偏光変換装置である。重畳レンズ３３は、偏光変換部材３４を経た照明光を全体として適宜収束させて、光変調部５０に設けた各色の光変調装置に対する重畳照明を可能にする。つまり、両フライアイ光学部材３１，３２と重畳レンズ３３とを経た照明光は、以下に詳述する色分離光学系４０を経て、光変調部５０を構成する各色の光変調装置すなわち各色の液晶パネル５１ｒ，５１ｇ，５１ｂの画像形成領域を均一に重畳照明する。波長選択性位相差板３８は、均一化光学系３０から射出される照明光のうち、第１の赤色光と第２の緑色光とをＳ偏光状態に維持しつつ、第３の青色光をＳ偏光状態からＰ偏光状態に変換する。波長選択性位相差板３８は、リターダすなわち屈折率異方性材料を積層することによって形成される光学素子であり、特定波長帯域（ここでは青色の帯域）のみについて、その偏光方向を入力された状態から９０°回転させることができ、他の波長帯域（ここでは赤及び緑色の帯域）については、その偏光方向を入力されたままの偏光状態に維持することができるというものである。 The homogenizing optical system 30 includes a pair of fly-eye optical members 31 and 32 that form split light, a superimposing lens 33 for superimposing the split light, and a polarization conversion member 34 that converts illumination light into a predetermined polarization component. And a wavelength-selective phase difference plate 38 that selectively switches only the polarization direction of a specific color. The pair of fly's eye optical members 31 and 32 is composed of a plurality of element lenses arranged in a matrix, and these element lenses divide the illumination light from the light source device 20 and condense and divide them individually. The polarization conversion member 34 converts the illumination light emitted from the fly-eye optical members 31 and 32 into one type of polarized light (specifically, only the S-polarized component perpendicular to the paper surface of FIG. 1) and converts it into the next stage optical system. It is a polarization converter for supplying. The superimposing lens 33 allows the illumination light having passed through the polarization conversion member 34 to appropriately converge as a whole, and enables superimposing illumination on the light modulation devices of the respective colors provided in the light modulation unit 50. That is, the illumination light that has passed through both the fly-eye optical members 31 and 32 and the superimposing lens 33 passes through a color separation optical system 40 that will be described in detail below. The image forming areas of the panels 51r, 51g, and 51b are uniformly superimposed and illuminated. The wavelength-selective phase difference plate 38 maintains the first red light and the second green light in the S-polarized state among the illumination light emitted from the uniformizing optical system 30, and outputs the third blue light. Conversion from the S polarization state to the P polarization state. The wavelength-selective retardation plate 38 is an optical element formed by laminating a retarder, that is, a refractive index anisotropic material, and the polarization direction of only a specific wavelength band (here, a blue band) is input. It can be rotated 90 ° from the state, and for the other wavelength bands (here, the red and green bands), the polarization direction can be maintained in the polarization state as input.

色分離光学系４０は、プリズム部材４２と、第１光分離装置４４と、第２光分離装置４５と、折曲ミラー４７ａ，４７ｂ，４７ｃ，４７ｄと、フィールドレンズ４９ｒ，４９ｇ，４９ｂとを備える。このうち、プリズム部材４２は、本発明の光学部材に相当するものであり、入射した照明光の波長と偏光方向とに応じて透過及び反射を制御することができ、後述する第１及び第２光分離装置４４，４５と協働して照明光から赤色光と緑色光と青色光とを分岐する色分離手段として機能する。また、第１光分離装置４４は、プリズム部材４２から射出された赤色光を透過させるとともに、緑色光を反射して逆行させる際にＳ偏光状態からＰ偏光状態に変更する第１光分離手段として機能し、第２光分離装置４５は、プリズム部材４２から射出された青色光を透過させるとともに、緑色光を反射して逆行させる際にＰ偏光状態からＳ偏光状態に変更する第２光分離手段として機能する。折曲ミラー４７ａ，４７ｂ，４７ｃ，４７ｄは、光案内手段として機能し、第１光分離装置４４から射出された赤色光を、光変調部５０に設けた赤色用の光変調装置すなわち液晶パネル５１ｒに案内するとともに、第２光分離装置４５から射出された青色光を、光変調部５０に設けた青色用の光変調装置すなわち液晶パネル５１ｂに案内する。 The color separation optical system 40 includes a prism member 42, a first light separation device 44, a second light separation device 45, bending mirrors 47a, 47b, 47c, 47d, and field lenses 49r, 49g, 49b. . Among these, the prism member 42 corresponds to the optical member of the present invention, and can control transmission and reflection according to the wavelength and polarization direction of incident illumination light. In cooperation with the light separation devices 44 and 45, it functions as color separation means for branching red light, green light and blue light from the illumination light. Further, the first light separation device 44 transmits red light emitted from the prism member 42, and as first light separation means for changing from the S-polarized state to the P-polarized state when the green light is reflected and reversed. The second light separating device 45 functions and transmits the blue light emitted from the prism member 42, and changes the P-polarized state to the S-polarized state when reflecting the green light backward. Function as. The bending mirrors 47a, 47b, 47c, and 47d function as light guiding means, and the red light emitted from the first light separation device 44 is used as a red light modulation device provided in the light modulation unit 50, that is, the liquid crystal panel 51r. The blue light emitted from the second light separation device 45 is guided to the blue light modulation device provided in the light modulation unit 50, that is, the liquid crystal panel 51b.

プリズム部材４２は、例えば誘電体多層膜で形成されＳ偏光を選択的に反射する偏光分離膜４２ａと、例えば誘電体多層膜で形成され青色光を選択的に反射する色分離膜４２ｂとをＸ字状に交差させた状態で内蔵するものである。このプリズム部材４２は、均一化光学系３０を経たＳ偏光の赤色光を、偏光分離膜４２ａで反射して進行方向右側に射出させる。この際、赤色光は、色分離膜４２ｂを透過しこの作用を受けない。また、プリズム部材４２は、均一化光学系３０を経たＳ偏光の緑色光も、偏光分離膜４２ａで反射して進行方向右側に射出させる。また、プリズム部材４２は、均一化光学系３０を経たＰ偏光の青色光を色分離膜４２ｂで反射して進行方向左側に射出させる。この際、Ｐ偏光である青色光は、偏光分離膜４２ａを透過しこの作用を受けない。 The prism member 42 includes, for example, a polarization separation film 42a that is formed of a dielectric multilayer film and selectively reflects S-polarized light, and a color separation film 42b that is formed of a dielectric multilayer film and selectively reflects blue light. It is built in a crossed shape. The prism member 42 reflects the S-polarized red light that has passed through the homogenizing optical system 30 by the polarization separation film 42a and emits it to the right in the traveling direction. At this time, the red light passes through the color separation film 42b and does not receive this action. Also, the prism member 42 reflects the S-polarized green light that has passed through the homogenizing optical system 30 by the polarization separation film 42a and emits it to the right in the traveling direction. The prism member 42 reflects the P-polarized blue light that has passed through the homogenizing optical system 30 by the color separation film 42b and emits it to the left in the traveling direction. At this time, the blue light that is P-polarized light is transmitted through the polarization separation film 42a and is not subjected to this action.

第１光分離装置４４は、フィルタミラー４４ａと、第１波長板４４ｂと、第２波長板４４ｃとを備える。フィルタミラー４４ａは、例えば誘電体多層膜で形成されたダイクロイックミラー等で構成される色分離膜であり、これに略垂直に入射する赤色光を選択的に透過させるとともに、同様に入射する緑色光を選択的に反射する。第１波長板４４ｂは、（１／４）λ板と呼ばれる位相差板であり、プリズム部材４２から第１光分離装置４４側に射出される光束の特定偏光成分の位相をずらすことにより、直線偏光を円偏光にし、円偏光を直線偏光にする。また、第２波長板４４ｃは、（３／４）λ板と呼ばれるもので、第１副波長板として、フィルタミラー４４ａを通過した光束の特定偏光成分の位相をずらすことにより、円偏光を直線偏光にする。以上のような第１光分離装置４４に入射した赤色光に着目すると、この赤色光は、まず第１波長板４４ｂでＳ偏光から円偏光に変換され、フィルタミラー４４ａを通過した後に第２波長板４４ｃで円偏光からＳ偏光に戻され、折曲ミラー４７ａに入射する。一方、緑色光は、まず第１波長板４４ｂでＳ偏光から円偏光に変換され、フィルタミラー４４ａで反射された後に第１波長板４４ｂを再度通過して円偏光からＰ偏光に変換され、プリズム部材４２に戻される。つまり、第１光分離装置４４を経ることによって、赤色光は、偏光方向を維持したままで直進し、緑色光は、偏光方向を９０°変化させて逆行する。 The first light separation device 44 includes a filter mirror 44a, a first wave plate 44b, and a second wave plate 44c. The filter mirror 44a is a color separation film composed of, for example, a dichroic mirror formed of a dielectric multilayer film, and selectively transmits red light incident substantially perpendicularly thereto, and similarly incident green light. To selectively reflect. The first wave plate 44b is a phase difference plate called a (¼) λ plate, and a straight line is obtained by shifting the phase of the specific polarization component of the light beam emitted from the prism member 42 to the first light separation device 44 side. The polarized light is circularly polarized and the circularly polarized light is linearly polarized. The second wave plate 44c is called a (3/4) λ plate. As the first sub wave plate, the circularly polarized light is linearly shifted by shifting the phase of the specific polarization component of the light beam that has passed through the filter mirror 44a. Make polarized light. Focusing on the red light incident on the first light separation device 44 as described above, this red light is first converted from S-polarized light to circularly-polarized light by the first wavelength plate 44b, and then passed through the filter mirror 44a to the second wavelength. The plate 44c returns the circularly polarized light to the S polarized light and enters the bending mirror 47a. On the other hand, the green light is first converted from S-polarized light to circularly-polarized light by the first wavelength plate 44b, reflected by the filter mirror 44a, and then again passes through the first wavelength plate 44b to be converted from circularly-polarized light to P-polarized light. Returned to member 42. That is, by passing through the first light separation device 44, the red light travels straight while maintaining the polarization direction, and the green light travels backward by changing the polarization direction by 90 °.

第２光分離装置４５は、フィルタミラー４５ａと、第１波長板４５ｂと、第２波長板４５ｃとを備える。フィルタミラー４５ａは、例えば誘電体多層膜で形成されたダイクロイックミラー等で構成される色分離膜であり、これに略垂直に入射する青色光を選択的に透過させるとともに、同様に入射する緑色光を選択的に反射する。第１波長板４５ｂは、（１／４）λ板と呼ばれる位相差板であり、プリズム部材４２から第２光分離装置４５側に射出される光束の特定偏光成分の位相をずらすことにより、直線偏光を円偏光にし、円偏光を直線偏光にする。また、第２波長板４５ｃも、（１／４）λ板と呼ばれるもので、第２副波長板として、フィルタミラー４５ａを通過した光束の特定偏光成分の位相をずらすことにより、円偏光を直線偏光にする。以上のような第２光分離装置４５に入射した青色光に着目すると、この青色光は、まず第１波長板４５ｂでＰ偏光から円偏光に変換され、フィルタミラー４５ａを通過した後に第２波長板４５ｃで円偏光からＳ偏光に変換され、折曲ミラー４７ｃに入射する。一方、緑色光は、まず第１波長板４５ｂでＰ偏光から円偏光に変換され、フィルタミラー４５ａで反射された後に第１波長板４５ｃを再度通過して円偏光からＳ偏光に変換され、プリズム部材４２に戻される。つまり、第２光分離装置４５を経ることによって、青色光は、偏光方向を９０°変化させて直進し、緑色光は、偏光方向を９０°変化させて逆行する。 The second light separation device 45 includes a filter mirror 45a, a first wave plate 45b, and a second wave plate 45c. The filter mirror 45a is a color separation film composed of, for example, a dichroic mirror formed of a dielectric multilayer film, and selectively transmits blue light incident substantially perpendicular thereto, and similarly emits green light incident thereon. To selectively reflect. The first wave plate 45b is a phase difference plate called a (¼) λ plate, and a straight line is obtained by shifting the phase of the specific polarization component of the light beam emitted from the prism member 42 to the second light separation device 45 side. The polarized light is circularly polarized and the circularly polarized light is linearly polarized. The second wave plate 45c is also called a (1/4) λ plate. As the second sub wave plate, the circularly polarized light is linearized by shifting the phase of the specific polarization component of the light beam that has passed through the filter mirror 45a. Make polarized light. Focusing on the blue light incident on the second light separating device 45 as described above, this blue light is first converted from P-polarized light to circularly-polarized light by the first wavelength plate 45b, and then passed through the filter mirror 45a to the second wavelength. The plate 45c converts the circularly polarized light into S-polarized light and enters the bending mirror 47c. On the other hand, the green light is first converted from P-polarized light to circularly-polarized light by the first wave plate 45b, reflected by the filter mirror 45a, and then passes again through the first wave plate 45c to be converted from circularly-polarized light to S-polarized light. Returned to member 42. That is, by passing through the second light separation device 45, the blue light travels straight by changing the polarization direction by 90 °, and the green light travels backward by changing the polarization direction by 90 °.

なお、緑色光については、プリズム部材４２の偏光分離膜４２ａで反射されてその第１射出部から射出された後に第１光分離装置４４に入射し、第１光分離装置４４で反射されて逆行する際にＳ偏光からＰ偏光にされる結果として、色分離膜４２ｂのみならず偏光分離膜４２ａを通過してプリズム部材４２の反対側である第２射出部から射出される。この第２射出部から射出された緑色光は、第２光分離装置４５に入射し、第２光分離装置４５で反射されて逆行する際にＰ偏光からＳ偏光にされる結果として、偏光分離膜４２ａで反射され、プリズム部材４２の側面のうち残った第３射出部から射出される。結果的に、緑色光は、プリズム部材４２をあたかも直進したように射出するが、第１光分離装置４４と第２光分離装置４５との間を１往復する分だけ余算の光路を進んだことになる。 The green light is reflected by the polarization separation film 42a of the prism member 42 and is emitted from the first emission part, then enters the first light separation device 44, is reflected by the first light separation device 44, and travels backward. As a result of changing from S-polarized light to P-polarized light, the light passes through not only the color separation film 42b but also the polarization separation film 42a and is emitted from the second emission part on the opposite side of the prism member 42. The green light emitted from the second emission part is incident on the second light separation device 45, reflected from the second light separation device 45, and converted from P-polarized light to S-polarized light. The light is reflected by the film 42 a and is emitted from the remaining third emission portion of the side surface of the prism member 42. As a result, the green light is emitted as if it travels straight through the prism member 42, but has advanced the extra optical path by one reciprocation between the first light separation device 44 and the second light separation device 45. It will be.

折曲ミラー４７ａ，４７ｂは、第１光分離装置４４を通過した赤色光を、Ｓ偏光のままでその光路を二度垂直に折り曲げる。これによって、赤色光は、一定間隔をおいて逆方向に向かう光束とされ、フィールドレンズ４９ｒに入射する。以上のような経路をたどる赤色光の光源装置２０等からの経路を第１光路ＯＰ１と呼ぶものとする。また、折曲ミラー４７ｃ，４７ｄは、第２光分離装置４５を通過した青色光を、Ｓ偏光のままでその光路を二度垂直に折り曲げる。これによって、青色光は、一定間隔をおいて逆方向に向かう光束とされ、フィールドレンズ４９ｂに入射する。この際、赤色光や青色光がともにＳ偏光であることから、折曲ミラー４７ａ，４７ｂ，４７ｃ，４７ｄでの各色光の反射損失を最小限に抑えることができる。以上のような経路をたどる青色光の光源装置２０等からの経路を第３光路ＯＰ３と呼ぶものとする。なお、緑色光の光路、すなわち光源装置２０から均一化光学系３０を経てプリズム部材４２に入射し、プリズム部材４２を通過する際に両光分離装置４４，４５間を往復し、フィールドレンズ４９ｇに入射する経路を第２光路ＯＰ２と呼ぶものとする。 The bending mirrors 47a and 47b bend the optical path of the red light that has passed through the first light separating device 44 twice vertically while maintaining the S polarization. As a result, the red light is converted into a light beam traveling in the opposite direction at a constant interval, and is incident on the field lens 49r. The path from the red light source device 20 or the like that follows the above path is referred to as a first optical path OP1. Further, the bending mirrors 47c and 47d bend the optical path of the blue light that has passed through the second light separation device 45 twice in the vertical direction while maintaining the S polarization. As a result, the blue light is converted into a light beam directed in the opposite direction at a constant interval, and is incident on the field lens 49b. At this time, since the red light and the blue light are both S-polarized light, the reflection loss of each color light at the bending mirrors 47a, 47b, 47c, 47d can be minimized. A path from the light source device 20 for blue light that follows the above path is referred to as a third optical path OP3. The light path of the green light, that is, the light beam from the light source device 20 is incident on the prism member 42 through the homogenizing optical system 30 and reciprocates between the light separation devices 44 and 45 when passing through the prism member 42 to the field lens 49g. The incident path is referred to as a second optical path OP2.

光変調部５０は、色分離光学系４０で色分離された３色の照明光がそれぞれ入射する３つの液晶パネル５１ｒ，５１ｇ，５１ｂと、各液晶パネル５１ｒ，５１ｇ，５１ｂを挟むように配置される３組の偏光フィルタ５２ｒ，５２ｇ，５２ｂとを備える。ここで、例えば赤色光用の液晶パネル５１ｒと、これを挟む一対の偏光フィルタ５２ｒ，５２ｒとは、照明光を２次元的に輝度変調するための液晶ライトバルブを構成する。同様に、緑色光用の液晶パネル５１ｇと、対応する偏光フィルタ５２ｇ，５２ｇも、液晶ライトバルブを構成し、青色光用の液晶パネル５１ｂと、偏光フィルタ５２ｂ，５２ｂも、液晶ライトバルブを構成する。 The light modulation unit 50 is disposed so as to sandwich the three liquid crystal panels 51r, 51g, and 51b on which the three color illumination lights separated by the color separation optical system 40 are incident, and the liquid crystal panels 51r, 51g, and 51b. Three sets of polarizing filters 52r, 52g, and 52b. Here, for example, the liquid crystal panel 51r for red light and the pair of polarizing filters 52r and 52r sandwiching the liquid crystal panel 51r constitute a liquid crystal light valve for two-dimensionally modulating the luminance of the illumination light. Similarly, the liquid crystal panel 51g for green light and the corresponding polarizing filters 52g and 52g constitute a liquid crystal light valve, and the liquid crystal panel 51b for blue light and the polarizing filters 52b and 52b also constitute a liquid crystal light valve. .

光変調部５０において、第１光路ＯＰ１に導かれたＳ偏光の赤色光は、フィールドレンズ４９ｒおよび光入射側の偏光フィルタ５２ｒを介して液晶パネル５１ｒの画像形成領域をカバーする被照射領域に入射する。第２光路ＯＰ２に導かれたＳ偏光の緑色光は、フィールドレンズ４９ｇおよび光入射側の偏光フィルタ５２ｇを介して液晶パネル５１ｇの被照射領域に入射する。第３光路ＯＰ３に導かれたＰ偏光の青色光は、フィールドレンズ４９ｂおよび光入射側の偏光フィルタ５２ｂを介して液晶パネル５１ｂの被照射領域に入射する。各液晶パネル５１ｒ，５１ｇ，５１ｂは、入射した照明光の偏光方向の空間的分布を変化させるための非発光で透過型の光変調装置であり、各光路ＯＰ１〜ＯＰ３を介して各液晶パネル５１ｒ，５１ｇ，５１ｂにそれぞれ入射した各色光は、各液晶パネル５１ｒ，５１ｇ，５１ｂに電気的信号として入力された駆動信号或いは画像信号に応じて、画素単位で偏光状態が調整される。その後、光射出側の偏光フィルタ５２ｒ，５２ｇ，５２ｂによって、各液晶パネル５１ｒ，５１ｇ，５１ｂから射出される光から所定の偏光方向（図示の場合、Ｐ偏光）の変調光が取り出される。 In the light modulation unit 50, the S-polarized red light guided to the first optical path OP1 is incident on the irradiated region that covers the image forming region of the liquid crystal panel 51r via the field lens 49r and the polarization filter 52r on the light incident side. To do. The S-polarized green light guided to the second optical path OP2 enters the irradiated region of the liquid crystal panel 51g via the field lens 49g and the polarization filter 52g on the light incident side. The P-polarized blue light guided to the third optical path OP3 enters the irradiated region of the liquid crystal panel 51b via the field lens 49b and the light incident side polarization filter 52b. Each liquid crystal panel 51r, 51g, 51b is a non-light-emitting and transmissive light modulation device for changing the spatial distribution of the polarization direction of incident illumination light, and each liquid crystal panel 51r via each optical path OP1-OP3. , 51g, 51b, the polarization state of each color light is adjusted in units of pixels in accordance with drive signals or image signals input as electrical signals to the liquid crystal panels 51r, 51g, 51b. Thereafter, modulated light in a predetermined polarization direction (P-polarized in the case of illustration) is extracted from the light emitted from the liquid crystal panels 51r, 51g, 51b by the polarization filters 52r, 52g, 52b on the light exit side.

なお、液晶パネル５１ｒの射出側の偏光フィルタ５２ｒの後段であってクロスダイクロイックプリズム６０の第１入射面に対向する位置には、（１／２）λ板５３ｒが配置されており、ライトバルブを経た赤色の変調光をＰ偏光状態からＳ偏光状態に変換する。また、液晶パネル５１ｂの射出側の偏光フィルタ５２ｂの後段であってクロスダイクロイックプリズム６０の第２入射面に対向する位置には、（１／２）λ板５３ｂが配置されており、ライトバルブを経た青色の変調光をＰ偏光状態からＳ偏光状態に変換する。 Note that a (1/2) λ plate 53r is disposed at a position after the polarizing filter 52r on the exit side of the liquid crystal panel 51r and facing the first incident surface of the cross dichroic prism 60, and the light valve The red modulated light that has passed through is converted from the P-polarized state to the S-polarized state. In addition, a (1/2) λ plate 53b is arranged at a position after the polarizing filter 52b on the exit side of the liquid crystal panel 51b and facing the second incident surface of the cross dichroic prism 60, and the light valve The blue modulated light that has passed is converted from the P-polarized state to the S-polarized state.

クロスダイクロイックプリズム６０は、光合成光学系であり、例えば誘電体多層膜で形成される赤色光反射用の反射膜６１と、同様に誘電体多層膜で形成される青色光反射用の反射膜６２とをＸ字状に交差させた状態で内蔵するものである。このクロスダイクロイックプリズム６０は、液晶パネル５１ｒからのＳ偏光の赤色光を反射膜６１で反射して進行方向右側に射出させ、液晶パネル５１ｇからのＰ偏光の緑色光を反射膜６１，６２を介して直進・射出させ、液晶パネル５１ｂからのＳ偏光の青色光を反射膜６２で反射して進行方向左側に射出させる。このようにクロスダイクロイックプリズム６０で合成された像光は、投射光学系である投射レンズ７０を経て適当な拡大率でスクリーン（不図示）にカラー画像として投射される。 The cross dichroic prism 60 is a light combining optical system, for example, a reflective film 61 for reflecting red light formed of a dielectric multilayer film, and a reflective film 62 for reflecting blue light similarly formed of a dielectric multilayer film. Are built in an X-shaped cross. The cross dichroic prism 60 reflects the S-polarized red light from the liquid crystal panel 51r by the reflective film 61 and emits it to the right in the traveling direction, and the P-polarized green light from the liquid crystal panel 51g through the reflective films 61 and 62. The S-polarized blue light from the liquid crystal panel 51b is reflected by the reflective film 62 and emitted to the left in the traveling direction. The image light combined by the cross dichroic prism 60 in this way is projected as a color image on a screen (not shown) at an appropriate magnification through a projection lens 70 which is a projection optical system.

図２は、図１のプロジェクタ１０、特に色分離光学系４０と、光変調部５０と、クロスダイクロイックプリズム６０とにおける各色の光路を模式的に説明する図である。なお、説明の便宜上、一部の光学素子を図面から省略している。 FIG. 2 is a diagram schematically illustrating the optical paths of the respective colors in the projector 10 of FIG. 1, in particular, the color separation optical system 40, the light modulation unit 50, and the cross dichroic prism 60. For convenience of explanation, some optical elements are omitted from the drawing.

プリズム部材４２に入射した赤色光は、偏光分離膜４２ａで反射されて、その第１射出部ＯＵ１から射出された後に第１光分離装置４４に入射し、第１光分離装置４４をＳ偏光のまま通過する。第１光分離装置４４を通過した赤色光は、一対の折曲ミラー４７ａ，４７ｂによって液晶パネル５１ｒに導かれ、クロスダイクロイックプリズム６０の第１入射部ＩＮ１に入射する。クロスダイクロイックプリズム６０にＳ偏光として入射した赤色光は、反射膜６１で反射されて不図示の投射レンズ７０側の側面から射出される。以上の光路ＯＰ１において、赤色光は、照明光として、プリズム部材４２に相当する第１ブロックＢＬ１と、折曲ミラー４７ａ，４７ｂに相当する第２，４ブロックＢＬ２，ＢＬ４を通過し、像光として、クロスダイクロイックプリズム６０に相当する第６ブロックＢＬ６とを通過する。この際、各ブロックＢＬ１，ＢＬ２，ＢＬ４，ＢＬ６の一辺の長さをＬとし、第２，４ブロックＢＬ２，ＢＬ４の間隔をＤとすると、赤色照明光の光路の長さは、３Ｌ＋Ｄで与えられる。 The red light incident on the prism member 42 is reflected by the polarization separation film 42a, is emitted from the first emission unit OU1, and then enters the first light separation device 44. The first light separation device 44 is converted to S-polarized light. Pass through. The red light that has passed through the first light separation device 44 is guided to the liquid crystal panel 51r by the pair of bending mirrors 47a and 47b, and enters the first incident portion IN1 of the cross dichroic prism 60. The red light that has entered the cross dichroic prism 60 as S-polarized light is reflected by the reflective film 61 and is emitted from the side surface of the projection lens 70 (not shown). In the optical path OP1, the red light passes through the first block BL1 corresponding to the prism member 42 and the second and fourth blocks BL2 and BL4 corresponding to the bending mirrors 47a and 47b as illumination light, and as image light. And the sixth block BL6 corresponding to the cross dichroic prism 60. At this time, if the length of one side of each block BL1, BL2, BL4, BL6 is L and the interval between the second and fourth blocks BL2, BL4 is D, the length of the optical path of the red illumination light is given by 3L + D. .

緑色光については、プリズム部材４２の偏光分離膜４２ａで反射されて、その第１射出部ＯＵ１から射出された後に、第１光分離装置４４で反射されて逆行する際にＳ偏光からＰ偏光にされ、偏光分離膜４２ａ及び色分離膜４２ｂを通過してプリズム部材４２の第２射出部ＯＵ２から射出されて第２光分離装置４５に入射する。緑色光は、第２光分離装置４５で反射されて逆行する際にＰ偏光からＳ偏光にされ、偏光分離膜４２ａで反射されてプリズム部材４２の第３射出部ＯＵ３から最終的に射出される。プリズム部材４２から射出された緑色光は、液晶パネル５１ｇを経てクロスダイクロイックプリズム６０の第２入射部ＩＮ３に入射する。クロスダイクロイックプリズム６０にＰ偏光として入射した赤色光は、反射膜６１，６２を透過して不図示の投射レンズ７０側の側面から射出される。以上の光路ＯＰ２において、緑色光は、照明光として、第１ブロックＢＬ１を実質３回通過し、像光として、第６ブロックＢＬ６を１回通過する。結果的に、緑色照明光の光路の長さは、赤色光の場合と同様に３Ｌ＋Ｄで与えられる。 The green light is reflected by the polarization separation film 42a of the prism member 42, emitted from the first emission unit OU1, and then reflected by the first light separation device 44 to reverse from S polarization to P polarization. Then, the light passes through the polarization separation film 42 a and the color separation film 42 b, is emitted from the second emission unit OU <b> 2 of the prism member 42, and enters the second light separation device 45. When the green light is reflected by the second light separation device 45 and travels backward, the green light is changed from P-polarized light to S-polarized light, reflected by the polarization separation film 42a, and finally emitted from the third emission unit OU3 of the prism member 42. . The green light emitted from the prism member 42 enters the second incident portion IN3 of the cross dichroic prism 60 through the liquid crystal panel 51g. Red light that has entered the cross dichroic prism 60 as P-polarized light passes through the reflection films 61 and 62 and is emitted from the side surface of the projection lens 70 (not shown). In the above optical path OP2, green light passes through the first block BL1 substantially three times as illumination light and passes through the sixth block BL6 once as image light. As a result, the length of the optical path of the green illumination light is given by 3L + D as in the case of red light.

青色光については、プリズム部材４２の色分離膜４２ｂで反射されて、その第２射出部ＯＵ２から射出された後に第２光分離装置４５に入射し、第２光分離装置４５を通過してＳ偏光とされる。第２光分離装置４５を通過した青色光は、一対の折曲ミラー４７ｃ，４７ｄによって液晶パネル５１ｂに導かれ、クロスダイクロイックプリズム６０の第３入射部ＩＮ２に入射する。クロスダイクロイックプリズム６０にＳ偏光として入射した青色光は、反射膜６２で反射されて不図示の投射レンズ７０側の側面から射出される。以上の光路ＯＰ３において、青色光は、照明光として、第１ブロックＢＬ１と、折曲ミラー４７ｃ，４７ｃに相当する第２，４ブロックＢＬ３，ＢＬ５とを通過し、像光として、第６ブロックＢＬ６とを通過する。結果的に、青色照明光の光路の長さは、赤色光や緑色光の場合と同様に３Ｌ＋Ｄで与えられる。 The blue light is reflected by the color separation film 42b of the prism member 42, is emitted from the second emission unit OU2, and then enters the second light separation device 45, passes through the second light separation device 45, and is S. Polarized light. The blue light that has passed through the second light separation device 45 is guided to the liquid crystal panel 51b by the pair of bending mirrors 47c and 47d, and enters the third incident portion IN2 of the cross dichroic prism 60. Blue light incident on the cross dichroic prism 60 as S-polarized light is reflected by the reflective film 62 and is emitted from the side surface of the projection lens 70 (not shown). In the optical path OP3 described above, the blue light passes through the first block BL1 and the second and fourth blocks BL3 and BL5 corresponding to the bending mirrors 47c and 47c as illumination light, and as the image light, the sixth block BL6. And pass through. As a result, the length of the optical path of the blue illumination light is given by 3L + D as in the case of red light or green light.

なお、以上の説明では、各色光が同一屈折の媒体中を伝播するように説明したが、実際にはプリズム中と空気中では光路長が異なる。この場合、各ブロックＢＬ１〜ＢＬ６の配置や第１及び第２光分離装置４４，４５の配置の調整によって、各色の光路の長さを正確に一致させることができる。 In the above description, each color light has been described as propagating through a medium having the same refraction, but actually the optical path length is different between the prism and the air. In this case, the lengths of the optical paths of the respective colors can be accurately matched by adjusting the arrangement of the blocks BL1 to BL6 and the arrangement of the first and second light separation devices 44 and 45.

以上の説明から明らかなように、本実施形態のプロジェクタ１０では、各色の液晶パネル５１ｒ，５１ｇ，５１ｂを等価な光路で照明することができ、ひいては、各色の液晶パネル５１ｒ，５１ｇ，５１ｂを照明する各色光の相対的な照度分布を一致させることができる。この際、緑色照明光は、両光分離装置４４，４５間で、赤色光の光路ＯＰ１や青色光の光路ＯＰ３と一部共通する光路を往復するので、緑色光の光路ＯＰ２が外部に拡張することを防止できる。結果的に、プロジェクタ１０を構成する光学系を小型化することができ、小型で高性能のプロジェクタ１０を提供することができる。 As is clear from the above description, in the projector 10 of the present embodiment, the liquid crystal panels 51r, 51g, 51b of each color can be illuminated with equivalent optical paths, and consequently the liquid crystal panels 51r, 51g, 51b of each color are illuminated. The relative illuminance distribution of each color light can be matched. At this time, since the green illumination light reciprocates between the light separation devices 44 and 45 along an optical path partially shared with the optical path OP1 for red light and the optical path OP3 for blue light, the optical path OP2 for green light extends to the outside. Can be prevented. As a result, the optical system constituting the projector 10 can be reduced in size, and a small and high-performance projector 10 can be provided.

以上の第１実施形態では、赤色光を光路ＯＰ１に導き、青色光を光路ＯＰ３に導いているが、青色光を光路ＯＰ１に導き、赤色光を光路ＯＰ３に導くこともできる。この場合、波長選択性位相差板３８は、青色光と緑色光とをＳ偏光状態に維持しつつ、赤色光をＳ偏光状態からＰ偏光状態に変換する。また、プリズム部材４２の色分離膜４２ｂは、赤色光を選択的に反射するものとする。第１光分離装置４４は、フィルタミラー４４ａの特性設定によって、プリズム部材４２からの青色光を透過させるとともに、緑色光を反射して逆行させる際にＳ偏光状態からＰ偏光状態に変更するものとする。液晶パネル５１ｒの位置には青色用の液晶パネルを配置し、反射膜６１は青色光反射用とする。一方、第２光分離装置４５は、フィルタミラー４５ａの特性設定によって、プリズム部材４２からの赤色光を透過させるとともに、緑色光を反射して逆行させる際にＰ偏光状態からＳ偏光状態に変更するものとする。液晶パネル５１ｂの位置には赤色用の液晶パネルを配置し、反射膜６２は赤色光反射用とする。 In the first embodiment described above, red light is guided to the optical path OP1 and blue light is guided to the optical path OP3. However, blue light can be guided to the optical path OP1 and red light can be guided to the optical path OP3. In this case, the wavelength selective phase difference plate 38 converts the red light from the S polarization state to the P polarization state while maintaining the blue light and the green light in the S polarization state. The color separation film 42b of the prism member 42 selectively reflects red light. The first light separation device 44 transmits the blue light from the prism member 42 and changes the S-polarized state to the P-polarized state when the green light is reflected backward by setting the characteristics of the filter mirror 44a. To do. A liquid crystal panel for blue is disposed at the position of the liquid crystal panel 51r, and the reflection film 61 is for reflecting blue light. On the other hand, the second light separation device 45 transmits the red light from the prism member 42 and changes the P-polarized state to the S-polarized state when reflecting the green light backward by setting the characteristic of the filter mirror 45a. Shall. A liquid crystal panel for red is disposed at the position of the liquid crystal panel 51b, and the reflective film 62 is for reflecting red light.

第１実施形態のプロジェクタ１０において、第１光分離装置４４の第２波長板４４ｃについては、（３／４）λ板に代えて（１／４）λ板にすることができ、この場合、赤色用のライトバルブ５１ｒ，５２ｒをＰ偏光用のものとするとともに、その後段の（１／２）λ板５３ｒを取り除く。なお、第１光分離装置４４等をそのままとして、（１／２）λ板５３ｒのみを光路上から取り除くこともできる。 In the projector 10 of the first embodiment, the second wavelength plate 44c of the first light separation device 44 can be a (1/4) λ plate instead of the (3/4) λ plate. In this case, The red light valves 51r and 52r are for P-polarized light, and the (1/2) λ plate 53r at the subsequent stage is removed. It is possible to remove only the (1/2) λ plate 53r from the optical path while leaving the first light separation device 44 and the like as they are.

また、第２光分離装置４５の第２波長板４５ｃについては、（１／４）λ板に代えて（３／４）λ板にすることができ、この場合、青色用のライトバルブ５１ｂ，５２ｂをＰ偏光用のものとするとともに、その後段の（１／２）λ板５３ｂを取り除く。なお、第２光分離装置４５等をそのままとして、（１／２）λ板５３ｂのみを光路上から取り除くこともできる。 The second wave plate 45c of the second light separation device 45 can be a (3/4) λ plate instead of the (1/4) λ plate. In this case, the blue light valve 51b, 52b is for P-polarized light, and the (1/2) λ plate 53b at the subsequent stage is removed. It is also possible to remove only the (1/2) λ plate 53b from the optical path while leaving the second light separation device 45 and the like as they are.

〔第２実施形態〕
図３は、第２実施形態に係るプロジェクタを説明する図である。このプロジェクタ１１０は、図１に示す第１実施形態に係るプロジェクタ１０を一部変更したものであり、特に説明しない部分については第１実施形態のプロジェクタ１０と同一の構造を有し、また、共通する部分については同一の符号を付して重複説明を省略するものとする。 [Second Embodiment]
FIG. 3 is a diagram illustrating a projector according to the second embodiment. This projector 110 is obtained by partially changing the projector 10 according to the first embodiment shown in FIG. 1, and has the same structure as that of the projector 10 according to the first embodiment except for a part that is not particularly described. The same reference numerals are given to the parts to be repeated, and the duplicate description will be omitted.

本実施形態のプロジェクタ１１０は、図１の色分離光学系４０を変形した色分離光学系１４０を備える。これに応じて、光変調部１５０は、図１に示す光変調部５０の構成要素について配置を変更したものとなっている。 The projector 110 of this embodiment includes a color separation optical system 140 obtained by modifying the color separation optical system 40 of FIG. In response to this, the light modulation unit 150 is configured by changing the arrangement of the components of the light modulation unit 50 shown in FIG.

この場合、第１光分離装置１４４に設けたフィルタミラー１４４ａは、入射した緑色光を選択的に透過させるとともに、入射した赤色光を選択的に反射する。第１光分離装置１４４に入射した緑色光に着目すると、この緑色光は、まず第１波長板４４ｂでＳ偏光から円偏光に変換され、フィルタミラー１４４ａを通過した後に第２波長板４４ｃで円偏光からＳ偏光に戻され、折曲ミラー４７ａに入射する。一方、赤色光は、まず第１波長板４４ｂでＳ偏光から円偏光に変換され、フィルタミラー１４４ａで反射された後に第１波長板４４ｂを再度通過して円偏光からＰ偏光に変換され、プリズム部材４２に戻される。つまり、第１光分離装置１４４を経ることによって、緑色光は、偏光方向を維持したままで直進し、赤色光は、偏光方向を９０°変化させて逆行する。 In this case, the filter mirror 144a provided in the first light separation device 144 selectively transmits the incident green light and selectively reflects the incident red light. When attention is paid to the green light incident on the first light separation device 144, the green light is first converted from S-polarized light to circularly-polarized light by the first wave plate 44b, passes through the filter mirror 144a, and then is turned by the second wave plate 44c. The light is returned from the polarized light to the S-polarized light and enters the folding mirror 47a. On the other hand, the red light is first converted from S-polarized light to circularly-polarized light by the first wavelength plate 44b, reflected by the filter mirror 144a, and then again passes through the first wavelength plate 44b to be converted from circularly-polarized light to P-polarized light. Returned to member 42. That is, through the first light separation device 144, the green light travels straight while maintaining the polarization direction, and the red light travels backward by changing the polarization direction by 90 °.

一方、第２光分離装置１４５に設けたフィルタミラー１４５ａは、入射した青色光を選択的に透過させるとともに、入射した赤色光を選択的に反射する。第２光分離装置１４５に入射した青色光に着目すると、この青色光は、まず第１波長板４５ｂでＰ偏光から円偏光に変換され、フィルタミラー１４５ａを通過した後に第２波長板４５ｃで円偏光からＳ偏光に変換され、折曲ミラー４７ｃに入射する。一方、赤色光は、まず第１波長板４５ｂでＰ偏光から円偏光に変換され、フィルタミラー１４５ａで反射された後に第１波長板４５ｃを再度通過して円偏光からＳ偏光に変換され、プリズム部材４２に戻される。つまり、第２光分離装置１４５を経ることによって、青色光は、偏光方向を９０°変化させて直進し、赤色光は、偏光方向を９０°変化させて逆行する。 On the other hand, the filter mirror 145a provided in the second light separation device 145 selectively transmits the incident blue light and selectively reflects the incident red light. Paying attention to the blue light incident on the second light separation device 145, the blue light is first converted from P-polarized light to circularly-polarized light by the first wave plate 45b, passes through the filter mirror 145a, and then circles by the second wave plate 45c. The polarized light is converted to S-polarized light and enters the bending mirror 47c. On the other hand, the red light is first converted from P-polarized light to circularly-polarized light by the first wave plate 45b, reflected by the filter mirror 145a, and then again passes through the first wave plate 45c to be converted from circularly-polarized light to S-polarized light. Returned to member 42. That is, by passing through the second light separation device 145, the blue light travels straight by changing the polarization direction by 90 °, and the red light travels backward by changing the polarization direction by 90 °.

緑色光が導かれる光路ＯＰ１１には、緑色用の液晶パネル５１ｇや偏光フィルタ５２ｇが配置され、クロスダイクロイックミラー１６０において、図１のような反射膜６１に代えて、緑色を反射させ赤及び青色光を透過させる反射膜１６１を用いる。一方、赤色光が導かれる光路ＯＰ１２には、赤色用の液晶パネル５１ｒや偏光フィルタ５２ｒが配置される。 A green liquid crystal panel 51g and a polarizing filter 52g are disposed in the optical path OP11 through which the green light is guided. The cross dichroic mirror 160 reflects the green instead of the reflective film 61 as shown in FIG. A reflective film 161 that transmits light is used. On the other hand, a red liquid crystal panel 51r and a polarizing filter 52r are disposed in the optical path OP12 through which red light is guided.

赤色光については、プリズム部材４２の偏光分離膜４２ａで反射されて、その第１射出部から射出された後に、第１光分離装置１４４で反射されて逆行する際にＳ偏光からＰ偏光にされ、偏光分離膜４２ａ及び色分離膜４２ｂを通過してプリズム部材４２の第２射出部から射出されて第２光分離装置１４５に入射する。この赤色光は、第２光分離装置１４５で反射されて逆行する際にＰ偏光からＳ偏光にされ、偏光分離膜４２ａで反射されてプリズム部材４２の残った側面すなわち液晶パネル５１ｒに対向する第３射出部から射出される。 The red light is reflected by the polarization separation film 42a of the prism member 42 and emitted from the first emission part, and then reflected by the first light separation device 144 to be converted from S-polarized light to P-polarized light. Then, the light passes through the polarization separation film 42 a and the color separation film 42 b, is emitted from the second emission part of the prism member 42, and enters the second light separation device 145. The red light is reflected by the second light separation device 145 and converted from P-polarized light to S-polarized light, and reflected by the polarization separation film 42a to face the remaining side surface of the prism member 42, that is, the liquid crystal panel 51r. It is injected from 3 injection parts.

本実施形態のプロジェクタ１１０でも、各色の液晶パネル５１ｒ，５１ｇ，５１ｂを等価な光路で照明することができ、各色の液晶パネル５１ｒ，５１ｇ，５１ｂを照明する各色光の相対的な照度分布を一致させることができる。この際、赤色照明光は、両光分離装置１４４，１４５間で、緑色光の光路ＯＰ１１や青色光の光路ＯＰ１３と一部共通する光路を往復するので、プロジェクタ１１０を構成する光学系を小型化することができ、小型で高性能のプロジェクタ１１０を提供することができる。 Also in the projector 110 of this embodiment, the liquid crystal panels 51r, 51g, 51b of each color can be illuminated with equivalent optical paths, and the relative illuminance distributions of the respective color lights illuminating the liquid crystal panels 51r, 51g, 51b of each color are matched. Can be made. At this time, since the red illumination light reciprocates between the light separation devices 144 and 145 along an optical path partially shared with the green light path OP11 and the blue light path OP13, the optical system constituting the projector 110 is downsized. Thus, a small and high performance projector 110 can be provided.

以上の第２実施形態では、緑色光を光路ＯＰ１１に導き、青色光を光路ＯＰ１３に導いているが、青色光を光路ＯＰ１１に導き、緑色光を光路ＯＰ１３に導くこともできる。この場合、波長選択性位相差板３８は、青色光と赤色光とをＳ偏光状態に維持しつつ、緑色光をＳ偏光状態からＰ偏光状態に変換する。また、プリズム部材４２の色分離膜４２ｂは、緑色光を選択的に反射するものとする。第１光分離装置１４４は、フィルタミラー１４４ａの特性設定によって、プリズム部材４２からの青色光を透過させるとともに、赤色光を反射して逆行させる際にＳ偏光状態からＰ偏光状態に変更するものとする。液晶パネル５１ｇの位置には青色用の液晶パネルを配置し、反射膜１６１は青色光反射用とする。一方、第２光分離装置１４５は、フィルタミラー１４５ａの特性設定によって、プリズム部材４２からの緑色光を透過させるとともに、赤色光を反射して逆行させる際にＰ偏光状態からＳ偏光状態に変更するものとする。液晶パネル５１ｂの位置には緑色用の液晶パネルを配置し、反射膜６２は緑色光反射用とする。 In the second embodiment described above, green light is guided to the optical path OP11 and blue light is guided to the optical path OP13. However, blue light can be guided to the optical path OP11 and green light can be guided to the optical path OP13. In this case, the wavelength selective phase difference plate 38 converts the green light from the S polarization state to the P polarization state while maintaining the blue light and the red light in the S polarization state. The color separation film 42b of the prism member 42 is assumed to selectively reflect green light. The first light separation device 144 transmits the blue light from the prism member 42 and changes the S-polarized state to the P-polarized state when reflecting the red light backward by setting the characteristics of the filter mirror 144a. To do. A liquid crystal panel for blue is disposed at the position of the liquid crystal panel 51g, and the reflective film 161 is for reflecting blue light. On the other hand, the second light separation device 145 transmits the green light from the prism member 42 and changes the P-polarized state to the S-polarized state when reflecting the red light backward by setting the characteristic of the filter mirror 145a. Shall. A liquid crystal panel for green is disposed at the position of the liquid crystal panel 51b, and the reflective film 62 is for reflecting green light.

第２実施形態のプロジェクタ１１０において、第１光分離装置１４４の第２波長板４４ｃについては、（３／４）λ板に代えて（１／４）λ板にすることができ、この場合、緑色用のライトバルブ５１ｇ，５２ｇをＰ偏光用のものとするとともに、その後段の（１／２）λ板５３ｇを取り除く。なお、第１光分離装置１４４等をそのままとして、（１／２）λ板５３ｇのみを光路上から取り除くこともできる。 In the projector 110 of the second embodiment, the second wavelength plate 44c of the first light separation device 144 can be a (1/4) λ plate instead of the (3/4) λ plate. In this case, The green light valves 51g and 52g are for P-polarized light, and the (1/2) λ plate 53g at the subsequent stage is removed. It is also possible to remove only the (1/2) λ plate 53g from the optical path while leaving the first light separation device 144 and the like as they are.

また、第２光分離装置１４５の第２波長板４５ｃについては、（１／４）λ板に代えて（３／４）λ板にすることができ、この場合、青色用のライトバルブ５１ｂ，５２ｂをＰ偏光用のものとするとともに、その後段の（１／２）λ板５３ｂを取り除く。なお、第２光分離装置１４５等をそのままとして、（１／２）λ板５３ｂのみを光路上から取り除くこともできる。 The second wave plate 45c of the second light separation device 145 can be a (3/4) λ plate instead of the (1/4) λ plate. In this case, the blue light valve 51b, 52b is for P-polarized light, and the (1/2) λ plate 53b at the subsequent stage is removed. It is also possible to remove only the (1/2) λ plate 53b from the optical path while leaving the second light separation device 145 and the like as they are.

〔第３実施形態〕
図４は、第３実施形態に係るプロジェクタを説明する図である。このプロジェクタ２１０は、図１に示す第１実施形態に係るプロジェクタ１０を一部変更したものであり、特に説明しない部分については第１実施形態のプロジェクタ１０と同一の構造を有し、また、共通する部分については同一の符号を付して重複説明を省略するものとする。 [Third Embodiment]
FIG. 4 is a diagram illustrating a projector according to the third embodiment. This projector 210 is a partial modification of the projector 10 according to the first embodiment shown in FIG. 1, and has the same structure as that of the projector 10 of the first embodiment with respect to parts that are not particularly described, and is common. The same reference numerals are given to the parts to be repeated, and the duplicate description will be omitted.

本実施形態のプロジェクタ２１０は、図１の色分離光学系４０を変形した色分離光学系２４０を備える。これに応じて、均一化光学系３０に設けた波長選択性位相差板２３８の特性が変更され、色分離光学系４０に設けたプリズム部材２４２に内蔵された色分離膜２４２ｂの特性も変更されている。また、光変調部２５０は、図１の光変調部５０の配置を変更したものとなっている。 The projector 210 of this embodiment includes a color separation optical system 240 obtained by modifying the color separation optical system 40 of FIG. Accordingly, the characteristics of the wavelength selective phase difference plate 238 provided in the homogenizing optical system 30 are changed, and the characteristics of the color separation film 242b incorporated in the prism member 242 provided in the color separation optical system 40 are also changed. ing. Further, the light modulation unit 250 is obtained by changing the arrangement of the light modulation unit 50 in FIG.

本実施形態の場合、波長選択性位相差板２３８は、均一化光学系３０から射出される照明光のうち、赤色光と青色光とをＳ偏光状態に維持しつつ、緑色光のみをＳ偏光状態からＰ偏光状態に変換する。 In the case of the present embodiment, the wavelength-selective phase difference plate 238 maintains only red light and blue light in the S-polarized state among the illumination light emitted from the uniformizing optical system 30 and only S-polarized light. Convert from state to P-polarized state.

色分離光学系４０のプリズム部材２４２において、色分離膜２４２ｂは、緑色光のみを反射させ赤及び青色光を透過させる特性を有する。 In the prism member 242 of the color separation optical system 40, the color separation film 242b has a characteristic of reflecting only green light and transmitting red and blue light.

第１光分離装置２４４に設けたフィルタミラー２４４ａは、入射した赤色光を選択的に透過させるとともに、入射した青色光を選択的に反射する。第１光分離装置２４４に入射した赤色光に着目すると、この赤色光は、まず第１波長板４４ｂでＳ偏光から円偏光に変換され、フィルタミラー２４４ａを通過した後に第２波長板４４ｃで円偏光からＳ偏光に戻され、折曲ミラー４７ａに入射する。一方、青色光は、まず第１波長板４４ｂでＳ偏光から円偏光に変換され、フィルタミラー２４４ａで反射された後に第１波長板４４ｂを再度通過して円偏光からＰ偏光に変換され、プリズム部材２４２に戻される。つまり、第１光分離装置２４４を経ることによって、赤色光は、偏光方向を維持したままで直進し、青色光は、偏光方向を９０°変化させて逆行する。 The filter mirror 244a provided in the first light separation device 244 selectively transmits incident red light and selectively reflects incident blue light. Focusing on the red light incident on the first light separation device 244, this red light is first converted from S-polarized light to circularly-polarized light by the first wavelength plate 44b, passes through the filter mirror 244a, and then is circular by the second wavelength plate 44c. The light is returned from the polarized light to the S-polarized light and enters the folding mirror 47a. On the other hand, the blue light is first converted from S-polarized light to circularly-polarized light by the first wavelength plate 44b, reflected by the filter mirror 244a, and then again passes through the first wavelength plate 44b to be converted from circularly-polarized light to P-polarized light. Returned to member 242. That is, by passing through the first light separation device 244, the red light travels straight while maintaining the polarization direction, and the blue light travels backward by changing the polarization direction by 90 °.

一方、第２光分離装置２４５に設けたフィルタミラー２４５ａは、入射した緑色光を選択的に透過させるとともに、入射した青色光を選択的に反射する。第２光分離装置２４５に入射した緑色光に着目すると、この緑色光は、まず第１波長板４５ｂでＰ偏光から円偏光に変換され、フィルタミラー２４５ａを通過した後に第２波長板４５ｃで円偏光からＳ偏光に変換され、折曲ミラー４７ｃに入射する。一方、青色光は、まず第１波長板４５ｂでＰ偏光から円偏光に変換され、フィルタミラー２４５ａで反射された後に第１波長板４５ｃを再度通過して円偏光からＳ偏光に変換され、プリズム部材２４２に戻される。つまり、第２光分離装置２４５を経ることによって、緑色光は、偏光方向を９０°変化させて直進し、青色光は、偏光方向を９０°変化させて逆行する。 On the other hand, the filter mirror 245a provided in the second light separation device 245 selectively transmits the incident green light and selectively reflects the incident blue light. When attention is paid to the green light incident on the second light separation device 245, the green light is first converted from P-polarized light to circularly-polarized light by the first wave plate 45b, and after passing through the filter mirror 245a, the green light is converted by the second wave plate 45c. The polarized light is converted to S-polarized light and enters the bending mirror 47c. On the other hand, the blue light is first converted from P-polarized light to circularly-polarized light by the first wave plate 45b, reflected by the filter mirror 245a, and then again passes through the first wave plate 45c to be converted from circularly-polarized light to S-polarized light. Returned to member 242. That is, by passing through the second light separation device 245, the green light travels straight by changing the polarization direction by 90 °, and the blue light travels backward by changing the polarization direction by 90 °.

赤色光が導かれる光路ＯＰ２１には、赤色用の液晶パネル５１ｒや偏光フィルタ５２ｒが配置される。また、緑色光が導かれる光路ＯＰ２３には、緑色用の液晶パネル５１ｇや偏光フィルタ５２ｇが配置され、クロスダイクロイックミラー２６０において、図１のような反射膜６２に代えて、緑色光を反射させ赤及び青色光を透過させる反射膜２６２を用いる。一方、青色光が導かれる光路ＯＰ２２には、青色用の液晶パネル５１ｂや偏光フィルタ５２ｂが配置される。 A red liquid crystal panel 51r and a polarizing filter 52r are disposed in the optical path OP21 through which the red light is guided. Further, a green liquid crystal panel 51g and a polarizing filter 52g are arranged in the optical path OP23 through which the green light is guided. The cross dichroic mirror 260 reflects the green light in place of the reflective film 62 as shown in FIG. In addition, a reflective film 262 that transmits blue light is used. On the other hand, a blue liquid crystal panel 51b and a polarizing filter 52b are disposed in the optical path OP22 through which the blue light is guided.

青色光については、プリズム部材２４２の偏光分離膜４２ａで反射されて、その第１射出部から射出された後に、第１光分離装置２４４で反射されて逆行する際にＳ偏光からＰ偏光にされ、偏光分離膜４２ａ及び色分離膜２４２ｂを通過してプリズム部材２４２の第２射出部から射出されて第２光分離装置２４５に入射する。この青色光は、第２光分離装置２４５で反射されて逆行する際にＰ偏光からＳ偏光にされ、偏光分離膜４２ａで反射されてプリズム部材２４２の残った側面すなわち液晶パネル５１ｂに対向する第３射出部から射出される。 The blue light is reflected by the polarization separation film 42a of the prism member 242 and is emitted from the first emission part, and then reflected by the first light separation device 244 to be converted from S-polarized light to P-polarized light. Then, the light passes through the polarization separation film 42 a and the color separation film 242 b, is emitted from the second exit portion of the prism member 242, and enters the second light separation device 245. This blue light is reflected from the second light separation device 245 and converted from P-polarized light to S-polarized light, and reflected by the polarization separation film 42a to face the remaining side surface of the prism member 242, that is, the liquid crystal panel 51b. It is injected from 3 injection parts.

本実施形態のプロジェクタ２１０でも、各色の液晶パネル５１ｒ，５１ｇ，５１ｂを等価な光路で照明することができ、各色の液晶パネル５１ｒ，５１ｇ，５１ｂを照明する各色光の相対的な照度分布を一致させることができる。この際、青色照明光は、両光分離装置２４４，２４５間で、赤色光の光路ＯＰ２１や緑色光の光路ＯＰ２３と一部共通する光路を往復するので、プロジェクタ２１０を構成する光学系を小型化することができ、小型で高性能のプロジェクタ２１０を提供することができる。 Also in the projector 210 of this embodiment, the liquid crystal panels 51r, 51g, 51b of each color can be illuminated with equivalent optical paths, and the relative illuminance distributions of the respective color lights illuminating the liquid crystal panels 51r, 51g, 51b of each color are matched. Can be made. At this time, since the blue illumination light travels back and forth between the light separation devices 244 and 245 along a light path that is partially in common with the red light path OP21 and the green light path OP23, the optical system constituting the projector 210 is downsized. Thus, a small and high performance projector 210 can be provided.

以上の第３実施形態では、赤色光を光路ＯＰ２１に導き、緑色光を光路ＯＰ２３に導いているが、緑色光を光路ＯＰ２１に導き、赤色光を光路ＯＰ２３に導くこともできる。この場合、波長選択性位相差板２３８は、緑色光と青色光とをＳ偏光状態に維持しつつ、赤色光をＳ偏光状態からＰ偏光状態に変換する。また、プリズム部材２４２の色分離膜２４２ｂは、赤色光を選択的に反射するものとする。第１光分離装置２４４は、フィルタミラー２４４ａの特性設定によって、プリズム部材２４２からの緑色光を透過させるとともに、青色光を反射して逆行させる際にＳ偏光状態からＰ偏光状態に変更するものとする。液晶パネル５１ｒの位置には緑色用の液晶パネルを配置し、反射膜６１は緑色光反射用とする。一方、第２光分離装置２４５は、フィルタミラー２４５ａの特性設定によって、プリズム部材２４２からの赤色光を透過させるとともに、青色光を反射して逆行させる際にＰ偏光状態からＳ偏光状態に変更するものとする。液晶パネル５１ｇの位置には赤色用の液晶パネルを配置し、反射膜２６２は赤色光反射用とする。 In the third embodiment described above, red light is guided to the optical path OP21 and green light is guided to the optical path OP23. However, green light can be guided to the optical path OP21 and red light can be guided to the optical path OP23. In this case, the wavelength selective phase difference plate 238 converts the red light from the S polarization state to the P polarization state while maintaining the green light and the blue light in the S polarization state. In addition, the color separation film 242b of the prism member 242 selectively reflects red light. The first light separation device 244 transmits the green light from the prism member 242 according to the characteristic setting of the filter mirror 244a, and changes the S polarization state to the P polarization state when reflecting the blue light backward. To do. A liquid crystal panel for green is disposed at the position of the liquid crystal panel 51r, and the reflective film 61 is for reflecting green light. On the other hand, the second light separation device 245 transmits the red light from the prism member 242 according to the characteristic setting of the filter mirror 245a, and changes the P-polarized state to the S-polarized state when reflecting the blue light backward. Shall. A liquid crystal panel for red is disposed at the position of the liquid crystal panel 51g, and the reflective film 262 is for reflecting red light.

第３実施形態のプロジェクタ２１０において、第１光分離装置２４４の第２波長板４４ｃについては、（３／４）λ板に代えて（１／４）λ板にすることができ、この場合、赤色用のライトバルブ５１ｒ，５２ｒをＰ偏光用のものとするとともに、その後段の（１／２）λ板５３ｒを取り除く。なお、第１光分離装置２４４等をそのままとして、（１／２）λ板５３ｒのみを光路上から取り除くこともできる。 In the projector 210 of the third embodiment, the second wavelength plate 44c of the first light separation device 244 can be a (1/4) λ plate instead of the (3/4) λ plate. The red light valves 51r and 52r are for P-polarized light, and the (1/2) λ plate 53r at the subsequent stage is removed. It is possible to remove only the (1/2) λ plate 53r from the optical path while leaving the first light separation device 244 and the like as they are.

また、第２光分離装置２４５の第２波長板４５ｃについては、（１／４）λ板に代えて（３／４）λ板にすることができ、この場合、緑色用のライトバルブ５１ｇ，５２ｇをＰ偏光用のものとするとともに、その後段の（１／２）λ板５３ｇを取り除く。なお、第２光分離装置２４５等をそのままとして、（１／２）λ板５３ｇのみを光路上から取り除くこともできる。 The second wave plate 45c of the second light separation device 245 can be a (3/4) λ plate instead of the (1/4) λ plate. In this case, the green light valve 51g, 52 g is used for P-polarized light, and the (1/2) λ plate 53 g in the subsequent stage is removed. It is also possible to remove only the (1/2) λ plate 53g from the optical path while leaving the second light separation device 245 and the like as they are.

この発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented in various modes without departing from the gist thereof. For example, the following modifications are possible.

すなわち、第１実施形態等では、均一化光学系３０からＳ偏光の照明光を発生するとしているが、均一化光学系３０からＰ偏光の照明光を発生することもできる。この場合、長選択性位相差板３８によって、赤色光と緑色光とをＰ偏光状態からＳ偏光状態に変換しつつ、青色光をＰ偏光状態に維持する。また、第３実施形態において、均一化光学系３０からＰ偏光の照明光を発生することもできる。この場合、長選択性位相差板２３８によって、赤色光と青色光とをＰ偏光状態からＳ偏光状態に変換しつつ、緑色光をＰ偏光状態に維持する。 That is, in the first embodiment and the like, S-polarized illumination light is generated from the homogenizing optical system 30, but P-polarized illumination light can also be generated from the uniformizing optical system 30. In this case, the blue light is maintained in the P polarization state while the red light and the green light are converted from the P polarization state to the S polarization state by the long selective phase difference plate 38. In the third embodiment, P-polarized illumination light can also be generated from the uniformizing optical system 30. In this case, the green light is maintained in the P-polarized state while the red light and the blue light are converted from the P-polarized state to the S-polarized state by the long-selective retardation plate 238.

また、上記実施形態では、光源装置２０からの光を複数の部分光束に分割するため、２つのフライアイ光学部材３１，３２を用いていたが、この発明は、このようなフライアイ光学部材すなわちレンズアレイを用いないプロジェクタにも適用可能である。さらに、フライアイ光学部材３１，３２をロッドインテグレータに置き換えることもできる。 In the above embodiment, the two fly's eye optical members 31 and 32 are used in order to divide the light from the light source device 20 into a plurality of partial light beams. The present invention can also be applied to a projector that does not use a lens array. Furthermore, the fly-eye optical members 31 and 32 can be replaced with rod integrators.

また、プロジェクタとしては、投射面を観察する方向から画像投射を行う前面プロジェクタと、投射面を観察する方向とは反対側から画像投射を行う背面プロジェクタとがあるが、図１、図３、及び図４に示すプロジェクタの構成は、いずれにも適用可能である。 Further, as the projector, there are a front projector that projects an image from the direction of observing the projection surface and a rear projector that projects an image from the side opposite to the direction of observing the projection surface. The configuration of the projector shown in FIG. 4 can be applied to any of them.

第１実施形態に係るプロジェクタの光学系を説明する図である。It is a figure explaining the optical system of the projector which concerns on 1st Embodiment. 色分離光学系における光の分岐を等を説明する図である。It is a figure explaining the branching etc. of the light in a color separation optical system. 第２実施形態に係るプロジェクタの光学系を説明する図である。It is a figure explaining the optical system of the projector which concerns on 2nd Embodiment. 第３実施形態に係るプロジェクタの光学系を説明する図である。It is a figure explaining the optical system of the projector which concerns on 3rd Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

２０…光源装置、３０…均一化光学系、３１，３２…フライアイ光学部材、３３…重畳レンズ、３４…偏光変換部材、３８…波長選択性位相差板、４０…色分離光学系、４２…プリズム部材、４２ａ…偏光分離膜、４２ｂ…色分離膜、４４…第１光分離装置、４４ａ…フィルタミラー、４４ｂ…第１波長板、４４ｃ…第２波長板、４５…第２光分離装置、４５ａ…フィルタミラー、４５ｂ…第１波長板、４５ｃ…第２波長板、４７ａ，４７ｂ，４７ｃ，４７ｄ…折曲ミラー、５０…光変調部、５１ｒ，５１ｇ，５１ｂ…液晶パネル、５２ｒ，５２ｇ，５２ｂ…偏光フィルタ、６０…クロスダイクロイックプリズム、６１，６２…反射膜、７０…投射レンズ DESCRIPTION OF SYMBOLS 20 ... Light source device, 30 ... Uniformation optical system 31, 32 ... Fly eye optical member, 33 ... Superimposition lens, 34 ... Polarization conversion member, 38 ... Wavelength selective phase difference plate, 40 ... Color separation optical system, 42 ... Prism member, 42a ... polarization separation film, 42b ... color separation film, 44 ... first light separation device, 44a ... filter mirror, 44b ... first wavelength plate, 44c ... second wavelength plate, 45 ... second light separation device, 45a ... Filter mirror, 45b ... First wave plate, 45c ... Second wave plate, 47a, 47b, 47c, 47d ... Bending mirror, 50 ... Light modulator, 51r, 51g, 51b ... Liquid crystal panel, 52r, 52g, 52b ... Polarizing filter, 60 ... Cross dichroic prism, 61, 62 ... Reflecting film, 70 ... Projection lens

Claims

第１偏光の第１及び第２の色光と、前記第１偏光と異なる第２偏光の第３の色光とを射出する照明装置と、
互いに交差して配置される色分離膜と偏光分離膜とを含み、前記色分離膜によって、前記照明装置から入射した前記第１及び第２の色光を透過させるとともに前記照明装置から入射した前記第３の色光を反射し、前記偏光分離膜によって、前記照明装置から入射した前記第１偏光の前記第１の色光を反射するとともに、前記第１偏光になっている前記第２の色光を反射しつつ、前記第２偏光になっている前記第２の色光を透過させ、前記照明装置から入射した前記第２偏光の前記第３の色光を透過させる光学部材と、
前記光学部材の第１射出部の後段に配置される位相差板と色分離膜とを含み、前記第１射出部から射出された前記第１の色光を透過させるとともに、前記第１射出部から射出された前記第２の色光を反射して逆行させる際に前記第１偏光を前記第２偏光に変更する第１光分離手段と、
前記光学部材の第２射出部の後段に配置される位相差板と色分離膜とを含み、前記第２射出部から射出された前記第３の色光を透過させるとともに、前記第２射出部から射出された前記第２の色光を反射して逆行させる際に前記第２偏光を前記第１偏光に変更する第２光分離手段と、
前記第１光分離手段を経た第１の色光によって照明される第１光変調装置と、
前記光学部材の第３射出部に対向して配置され、当該第３射出部から射出された第２の色光によって照明される第２光変調装置と、
前記第２光分離手段を経た第３の色光によって照明される第３光変調装置と、
前記光学部材の前記第１射出部から射出された第１の色光を、光路の折り曲げによって前記第１光変調装置に案内するとともに、前記光学部材の第３射出部から射出された第３の色光を、光路の折り曲げによって前記第３光変調装置に案内する光案内手段と、
前記第１から第３色光を前記第１から第３光変調装置によってそれぞれ変調することによって得た各色の像光を合成する光合成光学系と、
前記光合成光学系から射出される合成光を投射する投射光学系と
を備えるプロジェクタ。 An illumination device that emits the first and second color lights of the first polarization and the third color light of the second polarization different from the first polarization;
A color separation film and a polarization separation film disposed to cross each other, and the first and second color lights incident from the illumination device are transmitted by the color separation film and the first color light incident from the illumination device is transmitted by the color separation film. 3 color light is reflected, and the polarization separation film reflects the first color light of the first polarization incident from the illumination device, and reflects the second color light of the first polarization. Meanwhile, an optical member that transmits the second color light that is the second polarized light and transmits the third color light that is incident from the illumination device, and
A phase difference plate and a color separation film disposed at a stage subsequent to the first emission part of the optical member, the first color light emitted from the first emission part is transmitted, and from the first emission part First light separating means for changing the first polarized light to the second polarized light when the emitted second color light is reflected and reversed;
A phase difference plate and a color separation film disposed at a subsequent stage of the second emission part of the optical member, and transmits the third color light emitted from the second emission part, and from the second emission part. Second light separation means for changing the second polarized light to the first polarized light when the emitted second color light is reflected and reversed.
A first light modulation device illuminated by the first color light having passed through the first light separation means;
A second light modulation device that is disposed to face the third emission portion of the optical member and is illuminated by the second color light emitted from the third emission portion;
A third light modulation device illuminated by the third color light having passed through the second light separation means;
The first color light emitted from the first emission part of the optical member is guided to the first light modulation device by bending the optical path, and the third color light emitted from the third emission part of the optical member. A light guiding means for guiding the light to the third light modulation device by bending the optical path;
A light combining optical system for combining image light of each color obtained by modulating the first to third color lights by the first to third light modulation devices, respectively;
A projector comprising: a projection optical system that projects the combined light emitted from the light combining optical system.

前記照明装置は、前記第１から第３の色光を含む光源光を発生する光源と、当該光源からの光源光を均一化する均一化光学系と、当該光源からの光源光を前記第１偏光に変換する偏光変換装置と、前記第１偏光に変換された第１から第３の色光のうち第３の色光を前記第２偏光に変換する波長選択性位相差板とを含む請求項１記載のプロジェクタ。 The illumination device includes a light source that generates light source light including the first to third color lights, a uniformizing optical system that uniformizes the light source light from the light source, and the first polarized light from the light source. 2. A polarization conversion device that converts the light into a first polarization, and a wavelength-selective phase difference plate that converts third color light of the first to third color light converted into the first polarization into the second polarization. Projector.

前記第１光分離手段は、前記位相差板及び前記色分離膜を透過した前記第１の色光の偏光方向を前記第１偏光にする第１副波長板をさらに備え、前記第２光分離手段は、前記位相差板及び前記色分離膜を透過した前記第３の色光の偏光方向を前記第１偏光にする第２副波長板をさらに備える請求項１及び請求項２のいずれか一項記載のプロジェクタ。 The first light separation unit further includes a first subwave plate that changes the polarization direction of the first color light transmitted through the retardation plate and the color separation film to the first polarization, and the second light separation unit. 3. The method according to claim 1, further comprising: a second subwave plate that changes a polarization direction of the third color light transmitted through the retardation plate and the color separation film to the first polarization. 4. Projector.

前記第１から第３の色光は、波長が異なる３つの帯域に対応し、前記第２の色光は、中間の波長の帯域に対応する請求項１から請求項３のいずれか一項記載のプロジェクタ。 4. The projector according to claim 1, wherein the first to third color lights correspond to three bands having different wavelengths, and the second color light corresponds to an intermediate wavelength band. 5. .

前記光合成光学系は、互いに交差して配置される一対の偏光分離膜を含み、第１入射部からの前記第１の色光を当該一対の偏光分離膜の一方で反射し、第２入射部からの前記第３の色光を当該一対の偏光分離膜の他方で反射し、かつ、第３入射部からの前記第２の色光を当該一対の偏光分離膜を介して透過させる請求項１から請求項４のいずれか一項記載のプロジェクタ。 The light combining optical system includes a pair of polarization separation films arranged to cross each other, reflects the first color light from the first incident part on one side of the pair of polarization separation films, and from the second incident part. The third color light is reflected by the other of the pair of polarization separation films, and the second color light from the third incident portion is transmitted through the pair of polarization separation films. 5. The projector according to any one of 4.