JPH10319351A - Illuminator for projecting device and projecting device - Google Patents
Illuminator for projecting device and projecting deviceInfo
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- JPH10319351A JPH10319351A JP9149990A JP14999097A JPH10319351A JP H10319351 A JPH10319351 A JP H10319351A JP 9149990 A JP9149990 A JP 9149990A JP 14999097 A JP14999097 A JP 14999097A JP H10319351 A JPH10319351 A JP H10319351A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、光源光を赤色光
(以下「R光」という)、青色光(以下「B光」とい
う)ならびに緑色光(以下「G光」という)の三原色光
に色分解し、当該色光用にそれぞれ配置された液晶ライ
トバルブに入射させる照明装置、及び、この入射光を液
晶ライトバルブにて変調し、当該変調光を色合成して投
射光学系にてカラー投射像として投射する投射装置に関
し、特にライトバルブとして反射型ライトバルブを使用
し、当該ライトバルブへの照明効率の良好な照明光学系
の改良に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to light of three primary colors including red light (hereinafter referred to as "R light"), blue light (hereinafter referred to as "B light") and green light (hereinafter referred to as "G light"). A lighting device that separates the colors and makes them incident on liquid crystal light valves respectively arranged for the color light, and modulates the incident light with a liquid crystal light valve, synthesizes the modulated light into colors, and performs color projection with a projection optical system. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a projection device for projecting an image, and more particularly to an improvement in an illumination optical system that uses a reflection type light valve as a light valve and has good illumination efficiency for the light valve.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来から、光源から射出される光源光を
R光、G光ならびにB光の3原色に色分離し、各色光ご
とに反射式ライトバルブを配置し、当該ライトバルブに
入射した各色光を各色ごとの光又は電気信号によって変
調して射出し、当該射出光を色合成光学系にて合成して
投射レンズにてカラー投射像を投射する投射装置とし
て、例えば、図7に示すような装置が知られている。2. Description of the Related Art Conventionally, light of a light source emitted from a light source is separated into three primary colors of R light, G light and B light, and a reflection type light valve is arranged for each color light, and the light enters the light valve. FIG. 7 shows an example of a projection device that modulates each color light with light or an electric signal for each color and emits the light, combines the emitted light with a color combining optical system, and projects a color projection image with a projection lens. Such devices are known.
【0003】図中符号201は光源で、この光源201
はランプならびに楕円鏡等の凹面鏡から構成され、この
光源201から射出された光源光は、光軸上に配置され
たR光反射ダイクロイックミラー202によって、入射
光軸と直角の方向に反射されるR光と、入射光軸と同じ
方向に進行するG、B混合光とに色分離される。さら
に、当該混合光は光軸上に配置されたG光反射ダイクロ
イックミラー203によって、光軸と直角な方向、すな
わち前記のR光と平行な方向に進行するG光と、入射光
軸と同じ方向に進行するB光とに色分離される。In the figure, reference numeral 201 denotes a light source.
Is composed of a lamp and a concave mirror such as an elliptical mirror. Light emitted from the light source 201 is reflected by an R light reflecting dichroic mirror 202 disposed on the optical axis in a direction perpendicular to the incident optical axis. The light is color-separated into G light and B mixed light traveling in the same direction as the incident optical axis. Further, the mixed light is directed by a G light reflecting dichroic mirror 203 arranged on the optical axis to a direction perpendicular to the optical axis, that is, a G light traveling in a direction parallel to the R light, and a G light traveling in the same direction as the incident optical axis. And the B light that travels to the right.
【0004】このように各ダイクロイックミラー20
2,203によって三色分離されたR光,G光,B光
は、それぞれの光毎に配置された偏光ビームスプリッタ
(PBS)204R,204G,204Bに入射され、
各偏光ビームスプリッタ204R,204G,204B
の偏光分離部によって、それぞれに入射する光軸の方向
に透過する各色のP偏光と、偏光分離部によって反射さ
れて入射光軸と垂直な方向に反射されるS偏光とに偏光
分離作用を受ける。As described above, each dichroic mirror 20
The R light, G light, and B light separated into three colors by 2, 203 are incident on polarization beam splitters (PBS) 204R, 204G, 204B arranged for each light.
Each polarization beam splitter 204R, 204G, 204B
Of the respective colors, the P-polarized light of each color transmitted in the direction of the optical axis incident thereon and the S-polarized light reflected by the polarization splitter and reflected in a direction perpendicular to the incident optical axis. .
【0005】そして、各色用の偏光ビームスプリッタ2
04R,204G,204Bに入射した光のうちの反射
したS偏光のみを、当該偏光ビームスプリッタ204
R,204G,204Bの射出面近傍に配置した反射型
ライトバルブ205R,205G,205Bに入射させ
る。各色のP偏光は不要光として廃棄される。[0005] Then, a polarization beam splitter 2 for each color.
04R, 204G, and 204B, only the reflected S-polarized light out of the light incident on the polarization beam splitter 204.
R, 204G, and 204B are incident on reflective light valves 205R, 205G, and 205B disposed near the exit surfaces. The P-polarized light of each color is discarded as unnecessary light.
【0006】次いで、各反射型ライトバルブ205R,
205G,205Bに入射された光(S偏光)は、これ
らライトバルブ205R,205G,205Bが光書き
込み式のものであれば各色光毎の書き込み光信号によっ
て、又、電気書き込み式のものであれば各色光毎の電気
信号によって、変調作用を受け、変調光はP偏光とし
て、そうでない光は入射したS偏光のままで、両偏光の
混合光として射出され、前記各偏光ビームスプリッタ2
04R,204G,204Bに再度入射され、変調光の
みが偏光ビームスプリッタ204R,204G,204
Bの偏光分離部を透過して進行して投射光とされる。非
変調光は偏光分離部によって反射されて、光源に向かっ
て逆行し廃棄される。Next, each reflection type light valve 205R,
The light (S-polarized light) incident on 205G and 205B is generated by a write light signal for each color light if these light valves 205R, 205G and 205B are of the optical writing type, or if they are of the electric writing type. The modulated light is subjected to a modulation action by an electric signal of each color light, and the modulated light is emitted as P-polarized light, and the other light is emitted as mixed light of both polarized lights while the incident S-polarized light remains.
04R, 204G, and 204B again, and only the modulated light is polarized beam splitters 204R, 204G, and 204B.
The light passes through the polarized light separating portion B and travels to be projected light. The unmodulated light is reflected by the polarization separation unit, travels backward toward the light source, and is discarded.
【0007】ここでは、偏光ビームスプリッタ204B
を透過射出したB光変調光は、G光反射ダイクロイック
ミラー206を透過して入射方向と同じ方向に進行し、
G光反射・B光反射・R光透過ダイクロイックミラー2
07にて直角に反射される。Here, the polarization beam splitter 204B
Is transmitted through the G light reflecting dichroic mirror 206 and travels in the same direction as the incident direction.
G light reflection / B light reflection / R light transmission dichroic mirror 2
At 07 it is reflected at right angles.
【0008】また、偏光ビームスプリッタ204Gを透
過出射したG光変調光は、G光反射ダイクロイックミラ
ー206によって反射されて前記B光と同じ方向に進行
し、G光反射・B光反射・R光透過ダイクロイックミラ
ー207によって反射される。The G light modulated light transmitted through the polarization beam splitter 204G is reflected by the G light reflecting dichroic mirror 206, travels in the same direction as the B light, and reflects G light, B light reflected, and R light transmitted. The light is reflected by the dichroic mirror 207.
【0009】さらに、偏光ビームスプリッタ204Rを
透過射出したR光変調光は、前記ダイクロイックミラー
207を透過して前記B光,G光変調光と合成されて進
行し、投射レンズ208によってカラー像として投射さ
れる。Further, the R light modulated light transmitted through the polarization beam splitter 204R passes through the dichroic mirror 207, is combined with the B light and G light modulated light, travels, and is projected as a color image by the projection lens 208. Is done.
【0010】[0010]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、そのよ
うな従来のものにあっては、三色に分解されたR光,G
光,B光はそれぞれ各色毎に配置された偏光ビームスプ
リッタ204R,204G,204Bに入射されて、当
該偏光ビームスプリッタ204R,204G,204B
を透過するP偏光を廃棄してしまうために、各ライトバ
ルブ205R,205G,205Bは、S偏光のみの光
量でしか照明できず、そのために投射されるカラー像の
明るさが充分であるとは言えなかった。特に、大画面に
て投射する装置の場合には、大きな問題となっていた。However, in such a conventional device, R light and G light separated into three colors are used.
The light and the B light are respectively incident on the polarization beam splitters 204R, 204G, and 204B arranged for each color, and the polarization beam splitters 204R, 204G, and 204B.
The light valves 205R, 205G, and 205B can illuminate only with the amount of S-polarized light because the P-polarized light transmitted through the light is discarded. Therefore, it is considered that the brightness of the projected color image is sufficient. I could not say it. In particular, in the case of a device that projects on a large screen, there has been a big problem.
【0011】投射像を明るくするためには、まず、光源
201の出力を向上させればよいが、そうすることは必
要電力量の増加、ならびに光源部の発熱に伴う冷却の問
題、さらに光量が増加するに従って増加する前記廃棄光
の処理等の問題点が新たに発生する。In order to make the projected image brighter, first, the output of the light source 201 may be improved. However, doing so requires an increase in the amount of power required, a problem of cooling due to heat generation of the light source unit, and furthermore, a reduction in the amount of light. A new problem, such as the disposal of the waste light, increases with the increase.
【0012】そこで、本発明者らは、従来の光源のまま
で、ライトバルブへの照明光を明るくする方法を研究
し、本発明をなすに至った。Therefore, the present inventors have studied a method of brightening illumination light to a light valve while using a conventional light source, and have accomplished the present invention.
【0013】[0013]
【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め、請求項1に記載された発明は、ランダム偏光を射出
する光源と、複数のレンズを平面状に有する第1レンズ
板および複数のレンズを平面状に有する第2レンズ板か
ら構成されるいわゆるフライアイインテグレータとを有
し、前記光源からの射出光を前記第1レンズ板の各レン
ズの開口によって決定される光束に分解し、各光束を前
記第2レンズ板のレンズ上に集光し、当該第2レンズ板
からの射出光をライトバルブに重畳させて照明する投射
装置用照明装置であって、前記第2レンズ板の射出面近
傍には、前記光源から射出された光を互いに直角な方向
の振動を有する第1,第2偏光に偏光分離すると共に、
当該第2偏光を第1偏光に変換して、両第1偏光を射出
する偏光装置を有し、該偏光装置は、複数の偏光ビーム
スプリッタと、反射平面を有する反射ミラーとが、光軸
に直交する方向に交互に並んで配設されると共に、該偏
光ビームスプリッタと反射ミラーとの間に光軸に平行な
1/2波長板が配設され、前記偏光ビームスプリッタの
偏光分離部と、当該偏光ビームスプリッタに隣接する反
射ミラーの反射面とは互いに平行に設定され、前記偏光
装置の偏光ビームスプリッタによって、偏光分離部を透
過、射出される第1偏光と、当該偏光分離部にて反射さ
れる第2偏光とに偏光分離し、当該第2偏光は前記1/
2波長板を経て第1偏光に変換され、更に、前記反射ミ
ラーにて当該第1偏光を反射、射出させ、当該第1偏光
と、前記偏光分離部を透過した第1偏光とを、ライトバ
ルブに照射するようにした投射装置用照明装置としたこ
とを特徴とする。In order to solve this problem, the invention described in claim 1 is a light source for emitting random polarized light, a first lens plate having a plurality of lenses in a plane, and a plurality of lenses. And a so-called fly-eye integrator composed of a second lens plate having a plane in which light emitted from the light source is decomposed into light beams determined by the apertures of each lens of the first lens plate. Is illuminated on the lens of the second lens plate, and the light emitted from the second lens plate is superimposed on the light valve to illuminate the light valve. The light emitted from the light source is polarized and separated into first and second polarized lights having vibrations in directions perpendicular to each other,
A polarizing device that converts the second polarized light into the first polarized light and emits both first polarized lights; the polarizing device includes a plurality of polarizing beam splitters and a reflecting mirror having a reflecting plane; A half-wave plate parallel to the optical axis is disposed between the polarizing beam splitter and the reflection mirror, and a polarizing beam splitter of the polarizing beam splitter is provided. The reflection surface of the reflection mirror adjacent to the polarization beam splitter is set to be parallel to each other, and the first polarization transmitted and emitted through the polarization separation unit by the polarization beam splitter of the polarization device, and reflected by the polarization separation unit. And the second polarized light to be polarized, and the second polarized light is
The light is converted into a first polarized light through a two-wavelength plate, and further, the first polarized light is reflected and emitted by the reflection mirror, and the first polarized light and the first polarized light transmitted through the polarization separation unit are converted into a light valve. And a lighting device for a projection device for irradiating the light.
【0014】請求項2に記載された発明は、ランダム偏
光を射出する光源と、複数のレンズを平面状に有する第
1レンズ板および複数のレンズを平面状に有する第2レ
ンズ板から構成されるいわゆるフライアイインテグレー
タとを有し、前記光源からの射出光を前記第1レンズ板
の各レンズの開口によって決定される光束に分解し、各
光束を前記第2レンズ板のレンズ上に集光し、当該第2
レンズ板からの射出光をライトバルブに重畳させて照明
する投射装置用照明装置であって、前記第2レンズ板の
射出面近傍には、前記光源から射出された光を互いに直
角な方向の振動を有する第1,第2偏光に偏光分離する
と共に、当該第1偏光を第2偏光に変換して、両第2偏
光を射出する偏光装置を有し、前記偏光装置は、複数の
偏光ビームスプリッタと、反射平面を有する反射ミラー
とが、光軸に直交する方向に交互に並んで配設されると
共に、前記偏光ビームスプリッタにより偏光分離された
偏光のうちの偏光分離部を透過し、射出する射出面には
1/2波長板が配設され、前記偏光ビームスプリッタの
偏光分離部と、当該偏光ビームスプリッタに隣接する反
射ミラーの反射面とは互いに平行に設定され、前記偏光
装置の偏光ビームスプリッタによって、偏光分離部を透
過、射出される第1偏光と、当該偏光分離部にて反射さ
れる第2偏光とに偏光分離し、当該第1偏光は、前記1
/2波長板により第2偏光に変換される一方、前記第2
偏光は、前記反射ミラーにて反射、偏光装置から射出さ
せ、当該第2偏光と前記1/2波長板にて変換された第
2偏光とを、ライトバルブに照射するようにした投射装
置用照明装置としたことを特徴とする。According to a second aspect of the present invention, there is provided a light source for emitting randomly polarized light, a first lens plate having a plurality of lenses in a plane, and a second lens plate having a plurality of lenses in a plane. A so-called fly-eye integrator, which decomposes light emitted from the light source into light fluxes determined by the apertures of each lens of the first lens plate, and condenses each light beam on a lens of the second lens plate. , The second
An illumination device for a projection device that illuminates light emitted from a lens plate by superimposing the light on a light valve, wherein the light emitted from the light source vibrates in a direction perpendicular to each other near an emission surface of the second lens plate. And a polarizing device that converts the first polarized light into the second polarized light and emits both the second polarized lights, wherein the polarizing device includes a plurality of polarizing beam splitters. And a reflection mirror having a reflection plane are alternately arranged in a direction perpendicular to the optical axis, and transmit and emit the polarized light separating portion of the polarized light separated by the polarizing beam splitter. A half-wave plate is provided on the exit surface, and a polarization splitting portion of the polarization beam splitter and a reflection surface of a reflection mirror adjacent to the polarization beam splitter are set to be parallel to each other. The splitter, transmitted through the polarization separation section, and the first polarized light emitted by polarized separated into a second polarized light reflected by the polarization separating part, the first polarization, the 1
The second polarized light is converted into the second polarized light by the
The polarized light is reflected by the reflection mirror and emitted from a polarizing device, and the second polarized light and the second polarized light converted by the half-wave plate are irradiated to a light valve. The device is characterized in that:
【0015】請求項3に記載された発明は、請求項1又
は2に記載の構成に加え、前記偏光装置と前記ライトバ
ルブ間には複数のフィールドレンズが配置されているこ
とを特徴とする。According to a third aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first or second aspect, a plurality of field lenses are arranged between the polarizing device and the light valve.
【0016】請求項4に記載された発明は、照明装置
と、前記照明装置からの照明光を画像情報によって変調
させて、当該変調光を含んだ光として射出させる変調手
段としてのライトバルブと、前記ライトバルブ射出光を
検光する検光手段と、当該検光光を投射する投射光学系
とを有する投射装置において、前記照明装置は請求項1
乃至3の何れか一つに記載の投射装置用照明装置である
投射装置としたことを特徴とする。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an illumination device, a light valve as modulation means for modulating illumination light from the illumination device with image information and emitting the light as light containing the modulated light. 2. A projection apparatus comprising: a light detecting unit that detects the light emitted from the light valve; and a projection optical system that projects the detected light.
4. A projection device, which is the illumination device for a projection device according to any one of the above aspects.
【0017】請求項5に記載された発明は、請求項4に
記載の構成に加え、前記ライトバルブは反射型ライトバ
ルブであって、前記検光手段は偏光ビームスプリッタで
あることを特徴とする。According to a fifth aspect of the present invention, in addition to the configuration of the fourth aspect, the light valve is a reflection type light valve, and the light analyzing means is a polarization beam splitter. .
【0018】請求項6に記載された発明は、請求項4に
記載の構成に加え、前記ライトバルブは透過型ライトバ
ルブであって、前記検光手段は偏光板であることを特徴
とする。According to a sixth aspect of the present invention, in addition to the configuration of the fourth aspect, the light valve is a transmission type light valve, and the light analyzing means is a polarizing plate.
【0019】[0019]
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を説
明する。Embodiments of the present invention will be described below.
【0020】[発明の実施の形態1]図1乃至図6に
は、この発明の実施の形態1を示す。[First Embodiment of the Invention] FIGS. 1 to 6 show a first embodiment of the present invention.
【0021】図1は本発明に係る照明装置を使用した投
射装置の全体を示す構成図である。FIG. 1 is a block diagram showing the whole of a projection device using the lighting device according to the present invention.
【0022】図中符号1は、ランプ及び楕円鏡等の凹面
鏡から構成される光源で、この光源1からランダム偏光
の光源光が出射されるようになっている。Reference numeral 1 in the figure denotes a light source composed of a lamp and a concave mirror such as an elliptical mirror. The light source 1 emits a randomly polarized light source.
【0023】この光源光は、図示しない整形レンズによ
って略平行光束に変換され、さらに、図示しない赤外線
吸収フィルター及び紫外線吸収フィルターを経て、第1
レンズ板2及び第2レンズ板3からなるフライアイイン
テグレータ4に入射される。これら第1,第2レンズ板
2,3は、図1及び図3等に示すように、それぞれ複数
のレンズ2a,3aが平面状に形成されている。The light from the light source is converted into a substantially parallel light beam by a shaping lens (not shown), and further passes through an infrared absorption filter (not shown) and an ultraviolet absorption filter (not shown).
The light is incident on a fly-eye integrator 4 composed of the lens plate 2 and the second lens plate 3. Each of the first and second lens plates 2 and 3 has a plurality of lenses 2a and 3a formed in a plane as shown in FIGS.
【0024】その後、この第2レンズ3の射出面近傍に
配設された偏光装置5を経由してフィールドレンズ6に
ランダム偏光が入射されるようになっている。Thereafter, random polarized light is incident on the field lens 6 via the polarizing device 5 disposed near the exit surface of the second lens 3.
【0025】この偏光装置5は、図4等に示すように、
上下方向に延びる角柱状の複数の偏光ビームスプリッタ
5aと、反射平面を有する反射ミラー5bとが、光軸に
直交する方向に交互に並んで配設されると共に、この偏
光ビームスプリッタ5aと反射ミラー5bとの間に光軸
に平行な1/2波長板5cが配設されている。この偏光
ビームスプリッタ5aの偏光分離部と、当該偏光ビーム
スプリッタ5aに隣接する反射ミラー5bの反射面とは
互いに平行に設定されている。As shown in FIG.
A plurality of prism-shaped polarization beam splitters 5a extending in the vertical direction and reflection mirrors 5b having reflection planes are alternately arranged in a direction orthogonal to the optical axis, and the polarization beam splitter 5a and the reflection mirror are arranged. A half-wave plate 5c parallel to the optical axis is disposed between the half-wave plate 5c and the half-wave plate 5b. The polarization splitting portion of the polarization beam splitter 5a and the reflection surface of the reflection mirror 5b adjacent to the polarization beam splitter 5a are set parallel to each other.
【0026】この偏光ビームスプリッタ5aに入射した
光源光は、この偏光ビームスプリッタ5aの偏光分離部
を透過してそのまま進行射出される「第1偏光」として
のP偏光と、偏光ビームスプリッタ5aの偏光分離部に
て反射される「第2偏光」としてのS偏光とに分離され
る。そして、このS偏光は、前記1/2波長板5cにて
P偏光に変換されて前記反射ミラー5bにて反射されて
射出される。The light source light incident on the polarization beam splitter 5a passes through the polarization splitting portion of the polarization beam splitter 5a and travels and exits as it is. The P-polarized light as the "first polarization" and the polarization of the polarization beam splitter 5a. The light is separated into S-polarized light as “second polarized light” reflected by the separation unit. The S-polarized light is converted into P-polarized light by the half-wave plate 5c, reflected by the reflection mirror 5b, and emitted.
【0027】このようにして偏光装置5によって射出さ
れた両P偏光は、フィールドレンズ6を経由して、クロ
スダイクロイックミラー7に入射される。このクロスダ
イクロイックミラー7は、R光,G光を反射するダイク
ロイックミラー8と、B光を反射するダイクロイックミ
ラー9とが互いに直交するようにX型に配置されてい
る。The two P-polarized lights emitted by the polarizer 5 in this manner enter the cross dichroic mirror 7 via the field lens 6. The cross dichroic mirror 7 is arranged in an X-shape so that a dichroic mirror 8 that reflects R light and G light and a dichroic mirror 9 that reflects B light are orthogonal to each other.
【0028】ここで、分離されたB光は、入射光軸と直
交する方向に進行し、折曲げミラー10にて進行方向を
直角に変換されてさらに進行してB光用フィールドレン
ズ11Bを経て、「偏光分離手段,検光手段」としての
B光用偏光ビームスプリッタ(偏光ビームスプリッタ)
12Bに入射される。Here, the separated B light travels in a direction orthogonal to the incident optical axis, the traveling direction is changed to a right angle by the bending mirror 10, and further travels through the B light field lens 11B. , Polarizing beam splitter for B light (polarizing beam splitter) as "polarization separating means, analyzing means"
It is incident on 12B.
【0029】また、クロスダイクロイックミラー7によ
って分離されたR,G光混合光は、折曲げミラー13に
よって光軸を直角に変えて進行し、光軸に対して45度
の入射角に配置されたG光反射ダイクロイックミラー1
4に入射し、透過して入射光軸と同じ方向に進行するR
光と直角方向に反射されるG光とに色分離され、それぞ
れフィールドレンズ11R,11Gを経て各色光用偏光
ビームスプリッタ12R,12Gに入射される。The mixed R and G light separated by the cross dichroic mirror 7 travels by changing the optical axis to a right angle by the bending mirror 13 and is arranged at an incident angle of 45 degrees with respect to the optical axis. G light reflection dichroic mirror 1
R, which enters and transmits through and travels in the same direction as the incident optical axis.
The light is color-separated into light and G light reflected in a direction perpendicular to the light, and enters the polarization beam splitters 12R and 12G for the respective color lights via the field lenses 11R and 11G, respectively.
【0030】このように偏光ビームスプリッタ12R,
12G,12Bに入射した各色P偏光は、各偏光ビーム
スプリッタ12R,12G,12Bの偏光分離部を透過
して、射出される。As described above, the polarization beam splitters 12R,
The P-polarized light of each color incident on 12G and 12B is transmitted through the polarization splitting units of the polarization beam splitters 12R, 12G and 12B and emitted.
【0031】各偏光ビームスプリッタ12R,12G,
12Bを透過して射出された各色のP偏光は各色光用偏
光ビームスプリッタ12R,12G,12B射出面近傍
に配置された反射型ライトバルブ15R,15G,15
Bに入射され照明される。Each of the polarization beam splitters 12R, 12G,
The P-polarized light of each color emitted through the 12B is reflected by the reflection type light valve 15R, 15G, 15 disposed near the emission surface of the polarization beam splitter 12R, 12G, 12B for each color light.
It is incident on B and illuminated.
【0032】以上により、各色光ライトバルブ15R,
15G,15Bへの照明が説明された。このように従来
ならば廃棄されるS偏光が、本発明によれば前述のよう
に偏光装置5によってP偏光に変換されてライトバルブ
15R,15G,15Bの照明に寄与できることから効
率の良い重畳照明が達成できることとなる。As described above, each color light valve 15R,
Illumination for 15G, 15B has been described. Thus, according to the present invention, the S-polarized light which is conventionally discarded can be converted into the P-polarized light by the polarizing device 5 as described above and can contribute to the illumination of the light valves 15R, 15G, and 15B. Can be achieved.
【0033】そして、各ライトバルブ15R,15G,
15Bに入射された上記P偏光の照明光は、各ライトバ
ルブ15R,15G,15Bの画像信号によって変調さ
れる。当該変調光は、S偏光となって非変調光(P偏
光)との混合光として当該ライトバルブ15R,15
G,15Bから射出され、各色光用偏光ビームスプリッ
タ12R,12G,12Bの偏光分離部によって変調光
のみ反射され、非変調光は透過して廃棄されることによ
り検光が達成される。Then, each of the light valves 15R, 15G,
The P-polarized illumination light incident on 15B is modulated by image signals of the light valves 15R, 15G, and 15B. The modulated light becomes S-polarized light and is mixed with unmodulated light (P-polarized light) as mixed light.
G, 15B, and only the modulated light is reflected by the polarization splitters of the polarization beam splitters 12R, 12G, 12B for each color light, and the unmodulated light is transmitted and discarded, thereby achieving the light detection.
【0034】各偏光ビームスプリッタ12R,12G,
12Bから反射、射出された検光光は、色合成光学系を
構成するクロスダイクロイックプリズム18にそれぞれ
異なる入射面から入射される。そして、当該プリズム1
8中で互いに直交して構成されているB光反射ダイクロ
イック膜18BならびにR光反射ダイクロイック膜18
Rによって、入射したR光はダイクロイック膜18Rに
よって、B光はダイクロイック膜18Bによってそれぞ
れ同一方向に反射され、G光は前記両膜18B,18R
を透過してやはり同一方向に進行して色合成が達成さ
れ、フルカラーの投射光として射出され、「投射光学
系」としての投射レンズ19に入射して図示しないスク
リーン上に高輝度のカラー像として投射される。Each of the polarization beam splitters 12R, 12G,
The analysis light reflected and emitted from 12B enters the cross dichroic prism 18 constituting the color combining optical system from different entrance surfaces. And the prism 1
B light reflecting dichroic film 18B and R light reflecting dichroic film 18
By R, the incident R light is reflected by the dichroic film 18R, the B light is reflected by the dichroic film 18B in the same direction, and the G light is reflected by the two films 18B, 18R.
, And travels in the same direction to achieve color synthesis, is emitted as full-color projection light, enters a projection lens 19 as a “projection optical system”, and forms a high-brightness color image on a screen (not shown). Projected.
【0035】ここで、更に詳細に本発明に係る被照射物
体としての各ライトバルブ15R,15G,15Bへの
照明光学系について説明する。Here, the illumination optical system for each of the light valves 15R, 15G and 15B as an object to be illuminated according to the present invention will be described in further detail.
【0036】図2は上記投射装置のライトバルブ15
R,15G,15Bへの照明光学系の主要部ならびにそ
の光線図を示したものである。本来ならば、R光、G光
ならびにB光について記載すべきであるが、三色ともそ
の光路長は同じであること、基本的な構成は同じである
ことにより、3つのライトバルブ15R,15G,15
Bを代表してライトバルブ15とし、更に偏光ビームス
プリッタ12R、12G、12Bも偏光ビームスプリッ
タ12とし、更に、フィールドレンズ11R、11G、
11Bもフィールドレンズ11として記載した。なお、
ここでは、三色分離、合成光学系ならびに、折曲げミラ
ーの図示は省略した。FIG. 2 shows the light valve 15 of the projection device.
FIG. 3 shows a main part of an illumination optical system for R, 15G, and 15B and a ray diagram thereof. Originally, R light, G light and B light should be described. However, the three light valves 15R and 15G have the same optical path length and the same basic configuration for all three colors. , 15
B as a light valve 15, and the polarizing beam splitters 12R, 12G, and 12B are also referred to as the polarizing beam splitters 12, and the field lenses 11R, 11G,
11B is also described as the field lens 11. In addition,
Here, illustration of the three-color separation / synthesis optical system and the bending mirror is omitted.
【0037】図3は、第1レンズ板2の形状を示す斜視
図である。この図に示すように、表面には5×5個の凸
形状のレンズ2aが平面的に配置された構成となってお
り、当該レンズ2a形成の反対面は平面となっている。FIG. 3 is a perspective view showing the shape of the first lens plate 2. As shown in this figure, the surface has a configuration in which 5 × 5 convex lenses 2a are arranged in a plane, and the surface opposite to the formation of the lens 2a is a plane.
【0038】また、第2レンズ板3は、図2の第1レン
ズ板2とその外形は略同じ大きさであり、表面に形成さ
れている凸レンズからなるレンズ3aの配列は、第1レ
ンズ板2と同じ配列であって5×5である。ただし、レ
ンズ3aの形状は第1レンズ板2と第2レンズ板3とで
は異なる。第1レンズ板2と第2レンズ板3のレンズ2
a,3aはそれぞれ目的が異なるからである。The outer shape of the second lens plate 3 is substantially the same as that of the first lens plate 2 of FIG. 2, and the arrangement of the lenses 3a formed of convex lenses on the surface is the same as that of the first lens plate 2. It is the same array as 2 and 5 × 5. However, the shape of the lens 3a differs between the first lens plate 2 and the second lens plate 3. Lens 2 of first lens plate 2 and second lens plate 3
This is because a and 3a have different purposes.
【0039】本実施の形態1においては、光源1からの
光源光は図示しない整形光学系によって略平行光束に整
形されて第1レンズ板2に入射され、この第1レンズ板
2のレンズ2aの個々によって決まる開口に入射する個
々の平行光束は、第2レンズ板3上の相対するレンズ3
a上に集光するように設定されている。すなわち、第1
レンズ板2のレンズ2aの略焦点位置に第2レンズ板3
のレンズ3aが配置されるように当該第1レンズ板2の
レンズ2aの形状と、第2レンズ板3の配置位置が決定
される。また、第1レンズ板2のレンズ2a上の光点
は、第2レンズ板3上の相対するレンズ3aによって、
フィールドレンズ6及びフィールドレンズ11を経てラ
イトバルブ15上に結像するように当該第2レンズ板3
のレンズ3aの形状が決定される。In the first embodiment, the light source light from the light source 1 is shaped into a substantially parallel light beam by a shaping optical system (not shown) and is incident on the first lens plate 2. Each parallel light beam incident on the aperture determined by the individual lens 3
It is set to converge on a. That is, the first
The second lens plate 3 is positioned substantially at the focal point of the lens 2a of the lens plate 2.
The shape of the lens 2a of the first lens plate 2 and the position of the second lens plate 3 are determined so that the lens 3a is disposed. Further, the light spot on the lens 2 a of the first lens plate 2 is changed by the opposing lens 3 a on the second lens plate 3.
The second lens plate 3 is formed so as to form an image on the light valve 15 via the field lens 6 and the field lens 11.
Of the lens 3a is determined.
【0040】また、偏光装置5は、前でも述べたが、図
4等に示すように、断面形状が正方形の直方体からなる
偏光ビームスプリッタ5aが複数個を互いに偏光分離部
が平行になるように配置され、各偏光ビームスプリッタ
5a間には、入射光のうちの偏光分離部によって反射さ
れたS偏光射出面に1/2波長板5cが貼り付けられ、
さらに当該波長板5cを経てP偏光に変換された光を入
射して反射する反射ミラー5bが配置されている。本実
施の形態においては、反射ミラー5bは直角三角形プリ
ズムの直角に対応する面(底面)にアルムニウム等の反
射金属をコーティングさせることにより反射板を構成す
ることとした。なお、この三角プリズムの幅は偏光ビー
ムスプリッタ5aのそれと同じであり、この三角プリズ
ムの直角を挟む斜面の一面を、隣接する偏光ビームスプ
リッタ5aの側面に接着剤にて接着させることとした。As described above, the polarizing device 5 includes a plurality of polarizing beam splitters 5a each formed of a rectangular parallelepiped having a square cross-section, as shown in FIG. A half-wave plate 5c is disposed between the polarization beam splitters 5a, and is attached to the S-polarized light exit surface of the incident light reflected by the polarization separation unit,
Further, a reflection mirror 5b is provided which reflects the light converted into P-polarized light via the wave plate 5c and reflects the light. In the present embodiment, the reflecting mirror 5b forms a reflecting plate by coating a surface (bottom surface) corresponding to the right angle of the right-angled triangular prism with a reflecting metal such as aluminum. Note that the width of the triangular prism is the same as that of the polarization beam splitter 5a, and one surface of the slope sandwiching the right angle of the triangular prism is bonded to the side surface of the adjacent polarization beam splitter 5a with an adhesive.
【0041】さらに、前述の第1レンズ板2、第2レン
ズ板3、フィールドレンズ6,11によるライトバルブ
15上への結像の様子を図2の他に図6、図7を用いて
説明する。Further, how the first lens plate 2, the second lens plate 3, and the field lenses 6 and 11 form an image on the light valve 15 will be described with reference to FIGS. 6 and 7 in addition to FIG. I do.
【0042】図2は、第1レンズ板2のレンズ2aの形
成する開口の一番外側の両光線と中心を光軸に平行に入
射する3本の光線について、前記偏光装置5の偏光ビー
ムスプリッタ5aの偏光分離部をまず透過したP偏光に
ついてのライトバルブ15への集光の様子を記載した光
線図であり、第1レンズ板2のレンズ2a毎に入射する
光束の光線について記載した。FIG. 2 shows the polarization beam splitter of the polarization device 5 for the two outermost rays of the opening formed by the lens 2a of the first lens plate 2 and the three rays which enter the center parallel to the optical axis. 5A is a ray diagram illustrating a state of condensing the P-polarized light transmitted through the polarization separation unit 5a on the light valve 15 first, and illustrates a light beam of a light beam incident on each lens 2a of the first lens plate 2. FIG.
【0043】前記偏光装置5を配置する位置は、前記第
1レンズ板2のレンズ2aとそれに対応する第2レンズ
板3のレンズ3aの中心を通る光線が、第2レンズ板3
のレンズ3aを透過して、前記偏光装置5の偏光ビーム
スプリッタ5aの略中央に入射するように配置すること
が必要である。The position at which the polarizing device 5 is disposed is such that a light beam passing through the center of the lens 2a of the first lens plate 2 and the corresponding lens 3a of the second lens plate 3 is positioned at the second lens plate 3
It is necessary to transmit the light through the lens 3a and enter the polarization beam splitter 5a of the polarization device 5 at substantially the center.
【0044】第1レンズ板2の各開口部に入射する光線
のうちの光軸に平行に入射して各開口部の中心を通過す
る光線は、第2レンズ板3の、第1レンズ板2の開口に
相対するレンズ3aの中心部を通過し、偏光装置5に入
射し、当該偏光装置5を構成する偏光ビームスプリッタ
5aの偏光分離部を透過するP偏光と、当該偏光分離部
によって反射されるS偏光に偏光分離される。透過して
偏光装置5を射出するP偏光は、光軸に対して平行に
(すなわち、テレセントリックな特性を維持して)進行
し、フィールドレンズ6,11によって偏光ビームスプ
リッタ12を透過してライトバルブ15の略中央部に集
光される。Of the light rays entering each opening of the first lens plate 2, the light rays incident parallel to the optical axis and passing through the center of each opening are the first lens plate 2 of the second lens plate 3. The P-polarized light that passes through the central portion of the lens 3a facing the opening, enters the polarization device 5, and passes through the polarization separation portion of the polarization beam splitter 5a constituting the polarization device 5, and is reflected by the polarization separation portion. The light is polarized and separated into S-polarized light. The P-polarized light that passes through and exits the polarizing device 5 travels parallel to the optical axis (that is, while maintaining telecentric characteristics), passes through the polarizing beam splitter 12 by the field lenses 6 and 11, and passes through the light valve. The light is condensed at approximately the center of the reference numeral 15.
【0045】前記第1レンズ板2及び第2レンズ板3の
各レンズ2a,3aの中心部を透過する前記光軸の光線
で、前記偏光装置5の偏光ビームスプリッタ5aの偏光
分離部によって反射されたS偏光については、図5の偏
光装置5の配設部分拡大説明図(本図においては第1レ
ンズ板2の図示は省略し、第2レンズ板3の中心のレン
ズ3aの開口に入射する光線のみの図示とした)に示す
ように、偏光ビームスプリッタ5aの略中央部に入射し
て、当該偏光ビームスプリッタ5aの偏光分離部に入射
角45度にて入射し、反射されて進行する。そして、当
該偏光ビームスプリッタ5aの射出面に貼り付けられた
1/2波長板5cを経てP偏光に変換され、隣接して配
置された光軸に対して45度の入射角を有する反射ミラ
ー5b(直角三角形プリズムの底面)に入射して反射さ
れ、入射光軸と平行な光軸にて反射されて(すなわち、
テレセントリックな特性を維持した状態にて)射出され
る。そして、反射ミラー5bにて反射された前記光線
は、図6の全体光線図に示すようにフィールドレンズ
6,11を経て、P偏光であるために偏光ビームスプリ
ッタ12を透過してライトバルブ15の光軸上である中
央部に集光される。The light beam of the optical axis passing through the center of each lens 2a, 3a of the first lens plate 2 and the second lens plate 3 is reflected by the polarization beam splitter of the polarization beam splitter 5a of the polarization device 5. For the S-polarized light, an enlarged partial explanatory view of the arrangement of the polarizing device 5 in FIG. As shown in the figure, only the light beam is shown), the light enters the substantially central portion of the polarization beam splitter 5a, enters the polarization beam splitting portion of the polarization beam splitter 5a at an incident angle of 45 degrees, is reflected and proceeds. The reflection mirror 5b is converted into P-polarized light via a half-wave plate 5c attached to the exit surface of the polarization beam splitter 5a, and has an incident angle of 45 degrees with respect to an optical axis arranged adjacently. (The bottom surface of the right-angled triangular prism), is reflected and is reflected by an optical axis parallel to the incident optical axis (ie,
Injected (while maintaining telecentric properties). The light beam reflected by the reflection mirror 5b passes through the field lenses 6 and 11 and passes through the polarization beam splitter 12 because it is P-polarized light, as shown in the entire ray diagram of FIG. The light is condensed on a central portion on the optical axis.
【0046】また、図2に示すように、第1レンズ板2
の各開口部の上部に互いに光軸に平行に入射する光線
は、前記の説明のように第1レンズ板2のレンズ2aの
焦点位置に第2レンズ板3が配置されている構成から、
第2レンズ板3のレンズ3a中心部にて前記第1レンズ
板2上の開口部の中心を通過する光線と交差して透過
し、それぞれ偏光装置5に入射して、当該偏光装置5を
構成する前記偏光ビームスプリッタ5aの偏光分離部に
より偏光分離され、そのまま透過、射出されるP偏光は
フィールドレンズ6,11によってライトバルブ15の
下部分に集光される。 前記入射光の内の偏光装置5の
偏光ビームスプリッタ5aの偏光分離膜によって反射さ
れたS偏光は図5の拡大説明図に示すように、当該偏光
ビームスプリッタ5aの射出面に形成された1/2波長
板5cを経てP偏光に変換され、隣接の反射ミラー5b
に入射して偏光装置5を射出し、光軸に対して所定の傾
きを有して進行し、フィールドレンズ6,11を経て、
図6の全体図に示すようにライトバルブ15の下部であ
って、前記図2に示す偏光ビームスプリッタ5aを透過
したP偏光の当該ライトバルブ15の下部の集光箇所と
同じ位置に集光される。Further, as shown in FIG.
The light rays incident on the upper portions of the respective apertures in parallel with each other with respect to the optical axis are different from the configuration in which the second lens plate 3 is disposed at the focal position of the lens 2a of the first lens plate 2 as described above.
At the center of the lens 3 a of the second lens plate 3, the light passes through the center of the opening on the first lens plate 2, intersects with the light, and is incident on the polarizing device 5 to form the polarizing device 5. The P-polarized light, which is polarized and separated by the polarization splitting portion of the polarizing beam splitter 5a and transmitted and emitted as it is, is condensed on the lower portion of the light valve 15 by the field lenses 6 and 11. Of the incident light, the S-polarized light reflected by the polarization splitting film of the polarization beam splitter 5a of the polarization device 5 is, as shown in the enlarged explanatory view of FIG. 5, 1 / formed on the exit surface of the polarization beam splitter 5a. The light is converted into P-polarized light through the two-wavelength plate 5c, and is reflected by the adjacent reflection mirror 5b.
And exits the polarizing device 5, travels with a predetermined inclination with respect to the optical axis, passes through the field lenses 6 and 11,
As shown in the overall view of FIG. 6, the P-polarized light transmitted through the polarization beam splitter 5a shown in FIG. You.
【0047】さらに、図2に示すように、第1レンズ板
2の各開口部の下部に互いに光軸に平行に入射する光線
は、前述の説明のように第1レンズ板2のレンズ2aの
焦点位置に第2レンズ板3が配置されている構成から、
第2レンズ板3のレンズ3a中心部にて前記第1レンズ
板2上の開口部の中心を通過する光線と交差して透過
し、偏光装置5に入射し、当該偏光装置5の偏光ビーム
スプリッタ5aの偏光分離部により偏光分離され、その
まま透過するP偏光はフィールドレンズ6,11によっ
て図のライトバルブ15の上部分に集光される。Further, as shown in FIG. 2, light rays which are incident on the lower part of each opening of the first lens plate 2 in parallel to the optical axis with each other are reflected by the lens 2a of the first lens plate 2 as described above. From the configuration in which the second lens plate 3 is arranged at the focal position,
At the center of the lens 3a of the second lens plate 3, the light crosses and passes through the center of the opening on the first lens plate 2, is transmitted, enters the polarizing device 5, and is polarized by the polarizing beam splitter of the polarizing device 5. The P-polarized light, which is polarized and separated by the polarized light separating unit 5a and transmitted as it is, is condensed by the field lenses 6 and 11 on the upper part of the light valve 15 in the figure.
【0048】前記入射光のうちの偏光装置5の偏光分離
部によって反射したS偏光は、図5の拡大説明図に示す
ように、偏光ビームスプリッタ5aの射出面に形成され
た1/2波長板5cによってP偏光に変換され、前記反
射ミラー5bに入射され、当該ミラー5bによって反射
の法則によって反射され、光軸に対して所定の傾きを有
して進行し、フィールドレンズ6,11を経て、図6の
全体図に示すように、ライトバルブ15の上部であっ
て、前記図2に示す偏光装置5を透過したP偏光のライ
トバルブ15の上部の集光箇所と同じ位置に集光され
る。As shown in the enlarged explanatory view of FIG. 5, the S-polarized light of the incident light reflected by the polarization separation unit of the polarization device 5 is a half-wave plate formed on the exit surface of the polarization beam splitter 5a. The light is converted into P-polarized light by 5c, is incident on the reflection mirror 5b, is reflected by the mirror 5b according to the law of reflection, travels with a predetermined inclination with respect to the optical axis, passes through the field lenses 6 and 11, As shown in the overall view of FIG. 6, the light is condensed on the light valve 15 at the same position as the light condensing point on the light valve 15 for the P-polarized light transmitted through the polarizer 5 shown in FIG. .
【0049】以上の説明により、第2レンズ板3を透過
して偏光装置5に入射したランダム偏光の光源光のうち
の、当該偏光装置5を透過してライトバルブ15を照明
するP偏光の他に、当該偏光装置5の偏光ビームスプリ
ッタ5aの偏光分離部によって反射されたS偏光は、当
該偏光ビームスプリッタ5a射出面に配置された1/2
波長板5cを経ることによってP偏光に変換され、当該
P偏光を光軸に対して45度の入射角に配置された反射
ミラー5bに入射、反射させて偏光装置5を射出させ
る。これにより、当該P偏光がライトバルブ15直前に
配置された検光用偏光ビームスプリッタ12を透過して
ライトバルブ15を照明できることになる。As described above, of the randomly polarized light source light transmitted through the second lens plate 3 and incident on the polarizing device 5, the P-polarized light transmitted through the polarizing device 5 and illuminating the light valve 15 is used. In addition, the S-polarized light reflected by the polarization beam splitter of the polarization beam splitter 5a of the polarization device 5 is 、 -polarized on the exit surface of the polarization beam splitter 5a.
The light is converted into P-polarized light by passing through the wave plate 5c, and the P-polarized light is incident on and reflected by the reflecting mirror 5b disposed at an incident angle of 45 degrees with respect to the optical axis, and the polarizing device 5 is emitted. This allows the P-polarized light to pass through the analyzing polarization beam splitter 12 disposed immediately before the light valve 15 and illuminate the light valve 15.
【0050】すなわち、従来では廃棄されたS偏光は、
本発明によりP偏光に変換されてライトバルブ15に入
射、照明に寄与できることとなり、本来的に偏光装置5
に入射された光源光であって当該偏光装置5そのまま透
過してライトバルブ15を照明するP偏光と重畳される
ことにより高輝度の照明を達成することができ、従来と
同じ光源1を使用しても投射像の高輝度化を達成できる
と言う多大の効果を奏することできる。さらに、本発明
においては第1レンズ板2及び第2レンズ板3を使用す
るいわゆるフライアイインテグレータ4を使用する構成
としていることから、第1レンズ板2のレンズ2aによ
る個々の開口によって分割された光束は、第2レンズ板
3のレンズ3aによって、ライトバルブ15上に重畳さ
れることから均一な照明が達成される効果も前記の効果
に加えて奏する事ができる。That is, conventionally discarded S-polarized light is
According to the present invention, the polarized light is converted into P-polarized light, which can be incident on the light valve 15 and contribute to illumination.
The light source light is incident on the polarizing device 5 and is superimposed on the P-polarized light that passes through the polarizing device 5 as it is and illuminates the light valve 15, thereby achieving high-luminance illumination. Even so, it is possible to achieve a great effect that high brightness of the projected image can be achieved. Further, in the present invention, since the so-called fly-eye integrator 4 using the first lens plate 2 and the second lens plate 3 is used, the first lens plate 2 is divided by individual apertures of the lens 2a. Since the light beam is superimposed on the light valve 15 by the lens 3a of the second lens plate 3, the effect of achieving uniform illumination can be achieved in addition to the effect described above.
【0051】さらに、図2における配置の偏光装置5を
光軸に対して90度回転して配置する構成としてもよ
い。このような配置を採用することは、ライトバルブ1
5に近接して配置される検光用偏光ビームスプリッタ1
2の偏光分離部に対して反射する偏光が当該偏光ビーム
スプリッタ12に入射されることとなるために、ライト
バルブ15は偏光分離部によって反射されて射出される
射出面近傍に配置する必要がある。Further, the polarizer 5 having the arrangement shown in FIG. 2 may be arranged so as to be rotated by 90 degrees with respect to the optical axis. Adopting such an arrangement is a
Polarizing beam splitter 1 for analysis arranged close to 5
Since the polarized light reflected on the two polarization splitters is incident on the polarization beam splitter 12, the light valve 15 needs to be arranged near the exit surface reflected and emitted by the polarization splitter. .
【0052】なお、その際には検光光は当該偏光ビーム
スプリッタ12の偏光分離部透過光となる。At this time, the analysis light becomes light transmitted through the polarization splitting portion of the polarization beam splitter 12.
【0053】[発明の実施の形態2]前記実施の形態1
の偏光装置5においては、複数の偏光ビームスプリッタ
5aの偏光分離部にて反射されるS偏光の射出面に1/
2波長板5cを配置したが、この実施の形態2において
は、光源光の前記偏光装置5の偏光ビームスプリッタ5
aを透過するP偏光をS偏光に変更するように、当該偏
光ビームスプリッタ5a射出面に1/2波長板5cを配
置し、又、偏光ビームスプリッタ5aの偏光分離部によ
って反射されたS偏光の射出面には1/2波長板5cは
配置せず、当該S偏光を隣接する反射ミラー5bによっ
て反射させる構成としたものである。[Second Embodiment of the Invention] The First Embodiment
In the polarization device 5 described above, the S / polarized light reflected by the polarization splitters of the plurality of polarization beam splitters 5a is exposed to 1 /
Although the two-wavelength plate 5c is arranged, in the second embodiment, the polarization beam splitter 5 of the polarization device 5 of the light source light is used.
A half-wave plate 5c is arranged on the exit surface of the polarization beam splitter 5a so as to change the P-polarized light passing through a to the S-polarized light, and the S-polarized light reflected by the polarization separation unit of the polarization beam splitter 5a is The half-wave plate 5c is not disposed on the exit surface, and the S-polarized light is reflected by the adjacent reflection mirror 5b.
【0054】当該構成の偏光装置5による光線図は基本
的に前実施の形態1の光線図と同じであるので省略す
る。The ray diagram obtained by the polarizing device 5 having the above configuration is basically the same as the ray diagram of the first embodiment, and therefore will not be described.
【0055】ただし、偏光装置5から射出される偏光が
前述のようにS偏光となるために図2に示す位置にライ
トバルブ15をそのままでは配置できず、S偏光は偏光
ビームスプリッタ12の偏光分離部に対して反射される
こととなるために、偏光ビームスプリッタ12の偏光分
離部に対して、図示されているライトバルブ15の共役
位置にライトバルブを配置するか、或いは、偏光ビーム
スプリッタ12の前に1/2波長板を配置して偏光をP
偏光に変換させる必要がある。However, since the polarized light emitted from the polarization device 5 becomes S-polarized light as described above, the light valve 15 cannot be arranged as it is at the position shown in FIG. In order to be reflected by the polarization beam splitter 12, a light valve is disposed at a conjugate position of the illustrated light valve 15 with respect to the polarization separation portion of the polarization beam splitter 12, or A half-wave plate is placed before the polarization
It needs to be converted to polarized light.
【0056】このような実施の形態2においても、前記
実施の形態1と同様に偏光装置5を透過する偏光による
照明に、当該偏光ビームスプリッタ12の偏光分離部を
反射する偏光を重畳させてライトバルブ15を照明する
ことができることから、高輝度の照明が達成でき、照明
効率を向上させることができる。In the second embodiment as well, similarly to the first embodiment, the illumination by the polarized light transmitted through the polarization device 5 is superimposed with the polarized light reflected by the polarization splitting section of the polarization beam splitter 12 to write the light. Since the bulb 15 can be illuminated, high-luminance illumination can be achieved, and illumination efficiency can be improved.
【0057】なお、これまでに述べた投射装置照明用光
学系は、偏光装置5を構成する偏光ビームスプリッタ5
aの偏光分離部を反射(実施の形態1)、又は透過(実
施の形態2)して、当該偏光ビームスプリッタ5aの射
出面に配置した1/2波長板5cとして波長板フィルム
を貼り付けた構成とし、当該波長板5cを経ることによ
りP偏光(実施の形態1)又はS偏光(実施の形態2)
に変換させる構成としていたが、他の1/2波長板5c
の例として、斜め蒸着法等による1/2波長板層を偏光
ビームスプリッタ5aの面に形成する構成としてもよ
い。この場合、偏光ビームスプリッタ5aの面に、二酸
化チタン(TiO2)層等を斜め蒸着法にて所定膜厚圧
で形成すればよく、蒸着マスクさえ用意しておけば、精
度良く偏光ビームスプリッタ5aに形成することができ
る。本方法の場合であっても、1/2波長板5cとして
の進相軸は膜形成時の基板の傾き方向をコントロールす
れば所定方向に作製できることはいうまでもない。The optical system for illuminating the projection apparatus described so far includes the polarization beam splitter 5 constituting the polarization apparatus 5.
The polarization splitting portion a is reflected (Embodiment 1) or transmitted (Embodiment 2), and a wavelength plate film is attached as a half-wave plate 5c disposed on the exit surface of the polarization beam splitter 5a. P-polarized light (Embodiment 1) or S-polarized light (Embodiment 2) by passing through the wave plate 5c.
Was converted to the other half-wave plate 5c
As an example, a configuration in which a half-wave plate layer is formed on the surface of the polarizing beam splitter 5a by an oblique evaporation method or the like may be used. In this case, a titanium dioxide (TiO2) layer or the like may be formed on the surface of the polarization beam splitter 5a by oblique evaporation at a predetermined film thickness and pressure. If only an evaporation mask is prepared, the polarization beam splitter 5a can be accurately formed. Can be formed. Even in the case of this method, it is needless to say that the fast axis as the half-wave plate 5c can be formed in a predetermined direction by controlling the inclination direction of the substrate during film formation.
【0058】また、投射装置として、図1に示すような
ライトバルブとして反射型ライトバルブ15を使用した
投射装置のみ成らず、透過型のライトバルブを使用する
投射装置の、当該ライトバルブへの照明装置として、本
発明に係る投射装置用照明装置を使用することができ
る。その際には、図1の検光用偏光ビームスプリッタ1
2の有する役目は、透過型ライトバルブを両側から挟み
込んだクロスニコルを構成する二枚の偏光板であるが、
当該発明に係る投射装置用照明装置を使用した場合に
は、ライトバルブに入射する所定の方向に振動方向を有
する直線偏光が入射側の偏光板においては透過するよう
に構成し、ライトバルブの変調信号によって変調されて
当該ライトバルブを射出した変調光のみを透過するよう
に、非変調光を吸収する方向に射出側に配置した偏光板
を構成する事により検光を達成することにより、本発明
に係る効果を奏する投射装置を提案することができる。Further, as shown in FIG. 1, the projection device using the reflection type light valve 15 as the light valve as shown in FIG. 1 and the projection device using the transmission type light valve as shown in FIG. As the device, the lighting device for a projection device according to the present invention can be used. In this case, the polarization beam splitter 1 for analysis shown in FIG.
The role of 2 is two polarizing plates constituting a cross Nicol sandwiching a transmission type light valve from both sides,
When the illumination device for a projection device according to the present invention is used, it is configured such that linearly polarized light having a vibration direction in a predetermined direction incident on the light valve is transmitted through the polarizing plate on the incident side, and the light valve is modulated. The present invention achieves light detection by configuring a polarizing plate disposed on the light-exiting side in a direction absorbing non-modulated light so that only modulated light emitted from the light valve is modulated by a signal and transmitted therethrough. Can be proposed.
【0059】[0059]
【発明の効果】以上説明してきたように、各請求項に記
載された発明によれば、従来では廃棄していた第1偏光
又は第2偏光の一方を偏光装置によって他方に変換させ
てライトバルブを照明することができることより、ライ
トバルブを照明する光量を格段に向上させることができ
るのみでなく、いわゆるフライアイインテグレータを採
用した構成が本発明の基本となっていることより、均一
性を有してライトバルブを照明するできる効果を奏する
ことができる。As described above, according to the invention described in each claim, one of the first polarized light or the second polarized light, which was conventionally discarded, is converted into the other by the polarizing device, and the light valve is thus disposed. Not only can the amount of light illuminating the light valve be significantly improved, but also the uniformity can be achieved because the configuration employing a so-called fly-eye integrator is the basis of the present invention. Thus, an effect of illuminating the light valve can be obtained.
【0060】請求項4乃至6の何れか一つに記載された
発明によれば、本発明に係る照明装置を投射装置に採用
すれば、高輝度で、かつ照明むらのないカラー投射像を
得ることが可能となる。According to the invention as set forth in any one of claims 4 to 6, when the illumination device according to the present invention is employed in a projection device, a color projection image with high luminance and no illumination unevenness is obtained. It becomes possible.
【図1】本発明の実施の形態1に係る投射装置の構成を
示す概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a projection device according to Embodiment 1 of the present invention.
【図2】同実施の形態1に係る投射装置のライトバルブ
への照明光学系を示した概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing an illumination optical system for a light valve of the projection device according to the first embodiment.
【図3】同実施の形態1に係る投射装置にて使用する第
1レンズ板の斜視図である。FIG. 3 is a perspective view of a first lens plate used in the projection device according to the first embodiment.
【図4】同実施の形態1に係る偏光装置の斜視図であ
る。FIG. 4 is a perspective view of the polarizing device according to the first embodiment.
【図5】同実施の形態1に係り、図2に示す照明光学系
で、第1レンズ板の中央部のレンズに入射する3光線
が、偏光装置を構成する偏光ビームスプリッタ及び反射
ミラーによって反射される様子を説明した拡大説明光線
図である。FIG. 5 relates to the first embodiment, and in the illumination optical system shown in FIG. 2, three light rays incident on the lens at the center of the first lens plate are reflected by the polarizing beam splitter and the reflecting mirror constituting the polarizing device. FIG. 7 is an enlarged explanatory light ray diagram for explaining a state of being performed.
【図6】同実施の形態1に係り、図5の3光線のライト
バルブを照明する様子を記載した全体光線図である。FIG. 6 is an overall ray diagram showing a state of illuminating the three-light valve of FIG. 5 according to the first embodiment.
【図7】従来の投射装置を示す説明図である。FIG. 7 is an explanatory view showing a conventional projection device.
【符号の説明】 1 光源 2 第1レンズ板 2a レンズ 3 第2レンズ板 3a レンズ 4 フライアイインテグレータ 5 偏光装置 5a 偏光ビームスプリッタ 5b 反射ミラー 5c 1/2波長板 6 フィールドレンズ 8 R光・G光反射ダイクロイックミラー 9 B光反射ダイクロイックミラー 10,13 折曲げミラー 11,11B,11R,11G フィールドレンズ 12,12R,12G,12B 偏光ビームスプリッタ(偏光分離手
段,検光手段) 14 G光反射ダイクロイックミラー 15,15R,15G,15B 反射型ライトバルブ 18 クロスダイクロイックプリズム 19 投射レンズ(投射光学系)[Description of Signs] 1 light source 2 first lens plate 2a lens 3 second lens plate 3a lens 4 fly-eye integrator 5 polarizing device 5a polarizing beam splitter 5b reflection mirror 5c 1/2 wavelength plate 6 field lens 8 R light / G light Reflection dichroic mirror 9 B light reflection dichroic mirror 10, 13 Folding mirror 11, 11B, 11R, 11G Field lens 12, 12R, 12G, 12B Polarization beam splitter (polarization separation means, analysis means) 14 G light reflection dichroic mirror 15 , 15R, 15G, 15B Reflective light valve 18 Cross dichroic prism 19 Projection lens (projection optical system)
Claims (6)
ンズを平面状に有する第1レンズ板および複数のレンズ
を平面状に有する第2レンズ板から構成されるいわゆる
フライアイインテグレータとを有し、前記光源からの射
出光を前記第1レンズ板の各レンズの開口によって決定
される光束に分解し、各光束を前記第2レンズ板のレン
ズ上に集光し、当該第2レンズ板からの射出光をライト
バルブに重畳させて照明する投射装置用照明装置であっ
て、 前記第2レンズ板の射出面近傍には、前記光源から射出
された光を互いに直角な方向の振動を有する第1,第2
偏光に偏光分離すると共に、当該第2偏光を第1偏光に
変換して、両第1偏光を射出する偏光装置を有し、 該偏光装置は、複数の偏光ビームスプリッタと、反射平
面を有する反射ミラーとが、光軸に直交する方向に交互
に並んで配設されると共に、該偏光ビームスプリッタと
反射ミラーとの間に光軸に平行な1/2波長板が配設さ
れ、前記偏光ビームスプリッタの偏光分離部と、当該偏
光ビームスプリッタに隣接する反射ミラーの反射面とは
互いに平行に設定され、 前記偏光装置の偏光ビームスプリッタによって、偏光分
離部を透過、射出される第1偏光と、当該偏光分離部に
て反射される第2偏光とに偏光分離し、当該第2偏光は
前記1/2波長板を経て第1偏光に変換され、更に、前
記反射ミラーにて当該第1偏光を反射、射出させ、当該
第1偏光と、前記偏光分離部を透過した第1偏光とを、
ライトバルブに照射するようにしたことを特徴とする投
射装置用照明装置。1. A light source for emitting randomly polarized light, a so-called fly-eye integrator comprising a first lens plate having a plurality of lenses in a plane and a second lens plate having a plurality of lenses in a plane. Decomposing the light emitted from the light source into light beams determined by the apertures of the lenses of the first lens plate, condensing each light beam on the lens of the second lens plate, What is claimed is: 1. A lighting device for a projection device, wherein a light emitted from said light source is vibrated in directions perpendicular to each other near an emission surface of said second lens plate. , Second
A polarizing device that separates the polarized light into polarized light, converts the second polarized light into the first polarized light, and emits both first polarized lights, the polarizing device including a plurality of polarization beam splitters and a reflection having a reflection plane. Mirrors are alternately arranged in a direction orthogonal to the optical axis, and a half-wave plate parallel to the optical axis is arranged between the polarizing beam splitter and the reflecting mirror; The polarization splitter of the splitter and the reflection surface of the reflection mirror adjacent to the polarization beam splitter are set in parallel with each other, and the polarization beam splitter of the polarization device transmits and emits the first polarized light through the polarization splitter, The polarized light is separated into the second polarized light reflected by the polarized light separating unit, and the second polarized light is converted into the first polarized light through the half-wave plate, and further, the first polarized light is reflected by the reflection mirror. Reflected, emitted, A first polarization and a first polarized light transmitted through the polarization separating part,
An illumination device for a projection device, wherein the illumination device irradiates a light valve.
ンズを平面状に有する第1レンズ板および複数のレンズ
を平面状に有する第2レンズ板から構成されるいわゆる
フライアイインテグレータとを有し、前記光源からの射
出光を前記第1レンズ板の各レンズの開口によって決定
される光束に分解し、各光束を前記第2レンズ板のレン
ズ上に集光し、当該第2レンズ板からの射出光をライト
バルブに重畳させて照明する投射装置用照明装置であっ
て、 前記第2レンズ板の射出面近傍には、前記光源から射出
された光を互いに直角な方向の振動を有する第1,第2
偏光に偏光分離すると共に、当該第1偏光を第2偏光に
変換して、両第2偏光を射出する偏光装置を有し、 前記偏光装置は、複数の偏光ビームスプリッタと、反射
平面を有する反射ミラーとが、光軸に直交する方向に交
互に並んで配設されると共に、前記偏光ビームスプリッ
タにより偏光分離された偏光のうちの偏光分離部を透過
し、射出する射出面には1/2波長板が配設され、前記
偏光ビームスプリッタの偏光分離部と、当該偏光ビーム
スプリッタに隣接する反射ミラーの反射面とは互いに平
行に設定され、 前記偏光装置の偏光ビームスプリッタによって、偏光分
離部を透過、射出される第1偏光と、当該偏光分離部に
て反射される第2偏光とに偏光分離し、 当該第1偏光は、前記1/2波長板により第2偏光に変
換される一方、前記第2偏光は、前記反射ミラーにて反
射、偏光装置から射出させ、当該第2偏光と前記1/2
波長板にて変換された第2偏光とを、ライトバルブに照
射するようにしたことを特徴とする投射装置用照明装
置。2. A light source for emitting randomly polarized light, and a so-called fly-eye integrator comprising a first lens plate having a plurality of lenses in a plane and a second lens plate having a plurality of lenses in a plane. Decomposing the light emitted from the light source into light beams determined by the apertures of the lenses of the first lens plate, condensing each light beam on the lens of the second lens plate, What is claimed is: 1. A lighting device for a projection device, wherein a light emitted from said light source is vibrated in directions perpendicular to each other near an emission surface of said second lens plate. , Second
A polarizing device that separates the polarized light into polarized light, converts the first polarized light into a second polarized light, and emits both second polarized lights, the polarizing device including a plurality of polarization beam splitters and a reflection surface having a reflection plane. Mirrors are alternately arranged in a direction orthogonal to the optical axis, and a half of the exit surface for transmitting and exiting the polarized light separating portion of the polarized light separated by the polarizing beam splitter is emitted. A wavelength plate is provided, a polarization splitting unit of the polarization beam splitter, and a reflection surface of a reflection mirror adjacent to the polarization beam splitter are set to be parallel to each other. The first polarized light that is transmitted and emitted is separated into the second polarized light that is reflected by the polarized light separating unit, and the first polarized light is converted into the second polarized light by the half-wave plate. Said 2 polarization, reflected by the reflection mirror, is emitted from the polarization apparatus, wherein with the second polarization 1/2
A lighting device for a projection device, wherein the second polarized light converted by the wavelength plate is irradiated to a light valve.
数のフィールドレンズが配置されていることを特徴とす
る請求項1又は2記載の投射装置用照明装置。3. The illumination device for a projection device according to claim 1, wherein a plurality of field lenses are arranged between said polarizing device and said light valve.
て、当該変調光を含んだ光として射出させる変調手段と
してのライトバルブと、 前記ライトバルブ射出光を検光する検光手段と、 当該検光光を投射する投射光学系とを有する投射装置に
おいて、 前記照明装置は請求項1乃至3の何れか一つに記載の投
射装置用照明装置であることを特徴とする投射装置。4. An illumination device, a light valve as modulation means for modulating illumination light from the illumination device according to image information, and emitting the modulated light as light, and analyzing the light valve emission light. And a projection optical system for projecting the analysis light, wherein the illumination device is the illumination device for a projection device according to claim 1. Projection device.
あって、 前記検光手段は偏光ビームスプリッタであることを特徴
とする請求項4に記載の投射装置。5. The projection apparatus according to claim 4, wherein said light valve is a reflection type light valve, and said light detecting means is a polarization beam splitter.
あって、 前記検光手段は偏光板であることを特徴とする請求項4
に記載の投射装置。6. The light valve according to claim 4, wherein the light valve is a transmissive light valve, and the light analyzing means is a polarizing plate.
3. The projection device according to claim 1.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9149990A JPH10319351A (en) | 1997-05-23 | 1997-05-23 | Illuminator for projecting device and projecting device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9149990A JPH10319351A (en) | 1997-05-23 | 1997-05-23 | Illuminator for projecting device and projecting device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10319351A true JPH10319351A (en) | 1998-12-04 |
Family
ID=15487065
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9149990A Pending JPH10319351A (en) | 1997-05-23 | 1997-05-23 | Illuminator for projecting device and projecting device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10319351A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100724034B1 (en) * | 2004-03-18 | 2007-06-04 | 가부시끼가이샤 도시바 | Projecting apparatus and projecting and displaying apparatus |
CN100412635C (en) * | 2003-05-14 | 2008-08-20 | Lg电子有限公司 | Reflective lighting optical system |
JP2009175752A (en) * | 2009-04-20 | 2009-08-06 | Seiko Epson Corp | Projection type display device |
JP2018124538A (en) * | 2017-01-27 | 2018-08-09 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Light source device and projection type display device |
-
1997
- 1997-05-23 JP JP9149990A patent/JPH10319351A/en active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN100412635C (en) * | 2003-05-14 | 2008-08-20 | Lg电子有限公司 | Reflective lighting optical system |
KR100724034B1 (en) * | 2004-03-18 | 2007-06-04 | 가부시끼가이샤 도시바 | Projecting apparatus and projecting and displaying apparatus |
US7293877B2 (en) | 2004-03-18 | 2007-11-13 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Projecting apparatus and projecting and displaying apparatus |
JP2009175752A (en) * | 2009-04-20 | 2009-08-06 | Seiko Epson Corp | Projection type display device |
JP2018124538A (en) * | 2017-01-27 | 2018-08-09 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Light source device and projection type display device |
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