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JPH11142792A - Polarizing device and projection type display device - Google Patents

Polarizing device and projection type display device

Info

Publication number
JPH11142792A
JPH11142792A JP9323849A JP32384997A JPH11142792A JP H11142792 A JPH11142792 A JP H11142792A JP 9323849 A JP9323849 A JP 9323849A JP 32384997 A JP32384997 A JP 32384997A JP H11142792 A JPH11142792 A JP H11142792A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
lenses
lens plate
prism array
lens
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP9323849A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Atsushi Sekine
淳 関根
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
Priority to JP9323849A priority Critical patent/JPH11142792A/en
Priority to US09/172,264 priority patent/US6067193A/en
Publication of JPH11142792A publication Critical patent/JPH11142792A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Liquid Crystal (AREA)
  • Polarising Elements (AREA)
  • Projection Apparatus (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To illuminate a light valve with high luminance and to provide a projection image with high luminance by arranging a glass rod in the middle part of a prism array composed of only a polarizing beam splitter and the glass rod. SOLUTION: An almost parallel light beam from a light source part 1 is made incident on a lens plate 2 arranging lenses 2a in a plane, divided into light beams determined by an aperture formed by the lenses 2a and passed through the lenses 3a of a lens plate 3 set on the focal positions of the respective lenses 2a. In a prism array 4 arranged closely to the exit plane of the lens plate 3, a polarizing beam splitters(PBS) 6 are arranged on both sides of a glass rod 5 arranged in the boudary part of the lens 3a on the optical axis 0 and a glass rod 7 is arranged on both sides of the PBS 6. A half wavelength plate 50 is stuck to the exit planes of the glass rod 5 and PBS 6 and the mixed light of randomly polarizing light transmitted through the glass rod 5 and S polarizing light through PBS 6 and the half wavelength plate 50 are transmitted.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、投射型表示装置に
おいて使用される液晶ライトバルブの偏光照明装置に使
用する偏光装置及び、この偏光装置を使用した偏光照明
装置により照明された前記ライトバルブから射出された
変調光を映像としてスクリーン上に投射する投射型表示
装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a polarizing device used for a polarized light illuminating device of a liquid crystal light valve used in a projection type display device, and a light valve illuminated by the polarized light illuminating device using the polarized light device. The present invention relates to a projection display device that projects emitted modulated light as an image on a screen.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、液晶ライトバルブ等の矩形照
明領域を均一に照明する方法として2枚のレンズ板を用
いた、いわゆるフライアイインテグレータを使用した照
明装置が知られている。
2. Description of the Related Art Hitherto, as a method for uniformly illuminating a rectangular illumination area such as a liquid crystal light valve, an illumination apparatus using a so-called fly-eye integrator using two lens plates has been known.

【0003】そして、この照明装置における照明効率を
さらに向上させたものとして前記2枚のレンズ板の2枚
目の射出面に偏光ビームスプリッタアレイと1/2波長
板とを所定の位置に配置し、光源光の利用効率を目指し
た偏光照明装置ならびに当該照明装置を使用した投射型
表示装置の提案がなされている(特開平8−30473
9号公報参照)。
In order to further improve the illumination efficiency of this illumination device, a polarizing beam splitter array and a half-wave plate are arranged at predetermined positions on a second exit surface of the two lens plates. There has been proposed a polarization illuminating device aiming at utilization efficiency of light from a light source and a projection type display device using the illuminating device (JP-A-8-30473).
No. 9).

【0004】図6には、上記公報の実施例5の変形例と
して説明された偏光装置ならびに投射型表示装置の説明
として使用された前記公報中の図8を記載する。
FIG. 6 shows FIG. 8 in the above publication which is used as a description of a polarizing device and a projection type display device described as a modification of the fifth embodiment of the above publication.

【0005】この図6に示す従来例は、光源ランプ10
0と放物面鏡等の凹面鏡である放物面リフレクター10
1とから光源部102が構成され、この光源部102か
ら射出された略平行光束は、複数のレンズ103が平面
的に配置された第1レンズ板104に入射する。そし
て、この第1レンズ板104から射出された光は、第2
レンズ板105の複数のレンズ106に入射する。この
際には、第2レンズ板105の各レンズ106は、それ
ぞれ第1レンズ板104の各レンズ103の形状に対応
して形成されると共に、これらレンズ103の焦点位置
に配置されているため、第1レンズ板104の各レンズ
103からの光は第2レンズ板105のレンズ106に
集光される。
[0005] The conventional example shown in FIG.
0 and a parabolic reflector 10 which is a concave mirror such as a parabolic mirror
1 form a light source unit 102, and a substantially parallel light beam emitted from the light source unit 102 enters a first lens plate 104 on which a plurality of lenses 103 are arranged in a plane. Then, the light emitted from the first lens plate 104 is
The light enters the plurality of lenses 106 of the lens plate 105. In this case, since each lens 106 of the second lens plate 105 is formed corresponding to the shape of each lens 103 of the first lens plate 104 and is arranged at the focal position of these lenses 103, Light from each lens 103 of the first lens plate 104 is focused on the lens 106 of the second lens plate 105.

【0006】そして、この第2レンズ板105の射出面
側には、複数の偏光ビームスプリッタ(以下「PBS」
という。)107からなる偏光ビームスプリッタアレイ
(以下「PBSアレイ」という。)108が配置され、
このPBSアレイ108の射出面には、PBS107の
一つ置きに1/2波長板109が配置されている。さら
に、この1/2波長板109の射出面側には、コンデン
サーレンズ110が配置されている。
A plurality of polarizing beam splitters (hereinafter referred to as “PBS”) are provided on the exit surface side of the second lens plate 105.
That. ) 107 is disposed, and a polarizing beam splitter array (hereinafter, referred to as a “PBS array”) 108 is disposed.
On the emission surface of the PBS array 108, a half-wave plate 109 is arranged every other PBS 107. Further, a condenser lens 110 is arranged on the exit surface side of the half-wave plate 109.

【0007】図に従えば、第1レンズ板104のレンズ
103に入射した略平行光束は前述のように第2レンズ
板105のレンズ106の略中央部に集光されて当該レ
ンズ106を射出し、PBSアレイ108を構成するP
BS107に入射し、これらPBS107の斜めに配置
された偏光分離部107aを透過して、そのまま射出す
るP偏光と、当該PBS107の偏光分離部107aに
よって反射され、隣接するPBS107に入射されるS
偏光とに偏光分離される。当該隣接するPBS107に
入射されたS偏光は、当該PBS107の偏光分離部1
07aによって反射され、前記レンズ106への入射光
軸と同じ方向に射出される。
According to the drawing, the substantially parallel light beam incident on the lens 103 of the first lens plate 104 is condensed on the substantially central portion of the lens 106 of the second lens plate 105 as described above, and exits the lens 106. , P constituting the PBS array 108
The P-polarized light that enters the BS 107, passes through the polarization separation unit 107a disposed obliquely of the PBS 107, and exits as it is, is reflected by the polarization separation unit 107a of the PBS 107, and enters the adjacent PBS 107.
It is polarized and separated into polarized light. The S-polarized light that has entered the adjacent PBS 107 is polarized by the polarization separation unit 1 of the PBS 107.
07a, and is emitted in the same direction as the optical axis incident on the lens 106.

【0008】そして、前記PBS107の射出面であっ
て、P偏光射出面には1/2波長板109が配置されて
おり、当該1/2波長板109に入射したP偏光はS偏
光に変換されて射出され、この結果、入射した光源光は
すべてS偏光として射出されることとなる。
A half-wave plate 109 is disposed on the exit surface of the PBS 107 and the P-polarized light exit surface. P-polarized light incident on the half-wave plate 109 is converted into S-polarized light. As a result, all the incident light source light is emitted as S-polarized light.

【0009】当該S偏光はコンデンサーレンズ110を
経由してライトバルブ111に入射され、当該ライトバ
ルブ111が効率よく照明されることとなる。
The S-polarized light enters the light valve 111 via the condenser lens 110, so that the light valve 111 is efficiently illuminated.

【0010】このようなものにあっては、PBSアレイ
108や1/2波長板109等を配置することにより、
確かに第1レンズ板104ならびに第2レンズ板105
のみ使用する照明装置と比較すると、S偏光におけるラ
イトバルブ111への偏光照明と言う点においては、格
段に高輝度照明が可能となる。
In such a case, by disposing the PBS array 108, the half-wave plate 109, and the like,
Certainly, the first lens plate 104 and the second lens plate 105
Compared to a lighting device that uses only S-polarized light, it is possible to achieve much higher brightness in terms of polarized light illumination to the light valve 111.

【0011】つまり、第1レンズ板104と第2レンズ
板105を用い、PBSアレイ108等を使用しない方
法においては、ランダム偏光光がライトバルブ111に
対して照明されるために、当該ライトバルブ111に対
して入射光として使用されるのはその内の一方方向の直
線偏光光であるからである。
In other words, in the method using the first lens plate 104 and the second lens plate 105 and not using the PBS array 108 or the like, since the randomly polarized light is illuminated on the light valve 111, Is used as incident light because it is linearly polarized light in one direction.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】しかし、近来の投射型
表示装置の投射像への高輝度化に対する要求はとどまる
ところを知らず、さらなる高輝度化が要望されている。
However, the demand for higher brightness of a projected image of a recent projection type display device has not been stopped, and further higher brightness has been demanded.

【0013】この点で、従来方法における偏光照明装置
は後述のように決して満足できるものでなく、本発明者
らはこの偏光照明装置を光源部を含んだ総合的な偏光装
置と見なして研究し、当該偏光装置が本来有する機能が
十分に発揮されていないことを見い出した。
[0013] In this respect, the polarized light illuminating device in the conventional method is not always satisfactory as described later, and the present inventors have studied this polarized light illuminating device as a comprehensive polarizing device including a light source section. It has been found that the function inherent in the polarizing device is not sufficiently exhibited.

【0014】そこで、本発明の課題は、従来方法の本来
有する機能を十分に発揮させ、さらなる高輝度偏光照明
を達成する事にある。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to sufficiently exhibit the inherent functions of the conventional method and to achieve even higher brightness polarized illumination.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】かかる課題に着目し、請
求項1に記載された発明は、光源部と、複数のレンズを
平面的に配置したレンズ板であって、前記光源部から射
出した光源光を当該複数のレンズの構成する開口によっ
て決定される光束に分割する第1レンズ板と、複数のレ
ンズを平面的に有する他のレンズ板であって、前記第1
レンズ板の複数のレンズがそれぞれ当該他のレンズ板の
複数のレンズ上に輝点を構成する第2レンズ板と、該第
2レンズ板の複数のレンズの個々の輝点から射出された
光が入射されるプリズムアレイであって、当該プリズム
アレイは、実質的に偏光分離部を有する偏光ビームスプ
リッタ及び実質的にガラスロッドのみから構成されるプ
リズムアレイと、該プリズムアレイを構成する前記偏光
ビームスプリッタ射出面に配置され、前記プリズムアレ
イに入射した前記輝点から射出した光を当該プリズムア
レイを構成する偏光ビームスプリッタによって偏光分離
されて当該プリズムアレイを射出したP偏光又はS偏光
の内の一方の偏光を他方の偏光に変換させるための1/
2波長板とを備えた偏光装置であって、前記プリズムア
レイの中央部には、前記実質的なガラスロッドが配置さ
れた偏光装置としたことを特徴とする。
In view of such a problem, the invention described in claim 1 is a light source unit and a lens plate in which a plurality of lenses are arranged in a plane, and the light source unit emits light from the light source unit. A first lens plate that divides the light of the light source into a light flux determined by an aperture formed by the plurality of lenses, and another lens plate that has a plurality of lenses in a planar manner,
A second lens plate in which the plurality of lenses of the lens plate respectively form bright spots on the plurality of lenses of the other lens plate, and light emitted from individual bright spots of the plurality of lenses of the second lens plate. An incident prism array, wherein the prism array includes a polarization beam splitter having substantially a polarization splitting portion and a prism array substantially including only a glass rod, and the polarization beam splitter forming the prism array. One of the P-polarized light or the S-polarized light that is disposed on the emission surface and is polarized and separated by the polarization beam splitter that configures the prism array and that is emitted from the bright spot incident on the prism array and exits the prism array. 1 / for converting polarized light into the other polarized light
A polarizing device including a two-wave plate, wherein the substantial glass rod is disposed in the center of the prism array.

【0016】請求項2に記載された発明は、光源部を含
む偏光装置と、該偏光装置から射出するP偏光またはS
偏光をR光、G光ならびにB光に分解する色分解光学系
と、該色分解光学系による各色光を各色光の信号によっ
て変調して射出させる各色光毎に配置されたライトバル
ブと、該各色光のライトバルブの射出光から変調光を検
光する検光光学系と、該検光光学系による各色検光光を
色合成する合成光学系と、該合成光学系による合成光を
投射する投射光学系と、を有する投射型表示装置におい
て、前記偏光装置は、光源部と、複数のレンズを平面的
に配置したレンズ板であって、前記光源部から射出した
光源光を当該複数のレンズの構成する開口によって決定
される光束に分割する第1レンズ板と、複数のレンズを
平面的に有する他のレンズ板であって、前記第1レンズ
板の複数のレンズがそれぞれ当該他のレンズ板の複数の
レンズ上に輝点を構成する第2レンズ板と、該第2レン
ズ板の複数のレンズの個々の輝点から射出された光が入
射されるプリズムアレイであって、当該プリズムアレイ
は、実質的に偏光分離部を有する偏光ビームスプリッタ
及び実質的にガラスロッドのみから構成されるプリズム
アレイと、該プリズムアレイを構成する前記偏光ビーム
スプリッタ射出面に配置され、前記プリズムアレイに入
射した前記輝点から射出した光を当該プリズムアレイを
構成する偏光ビームスプリッタによって偏光分離されて
当該プリズムアレイを射出したP偏光又はS偏光の内の
一方の偏光を他方の偏光に変換させるための1/2波長
板とを備えた偏光装置であって、前記プリズムアレイの
中央部には、前記実質的なガラスロッドが配置された偏
光装置とした投射型表示装置であることを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a polarizing device including a light source unit, and P-polarized light or S-polarized light emitted from the polarizing device.
A color separation optical system that separates polarized light into R light, G light, and B light; a light valve that is arranged for each color light that emits each color light by the color separation optical system by modulating each color light with a signal of each color light; An analysis optical system that detects modulated light from the light emitted from the light valve of each color light, a synthesis optical system that performs color synthesis of each color analysis light by the analysis optical system, and projects the synthesized light by the synthesis optical system. And a projection optical system, wherein the polarizing device is a lens plate in which a light source unit and a plurality of lenses are arranged in a plane, and the light source unit emits light emitted from the light source unit to the plurality of lenses. A first lens plate for splitting into a light beam determined by the aperture defined by the above, and another lens plate having a plurality of lenses in a plane, wherein each of the plurality of lenses of the first lens plate is the other lens plate Bright spots on multiple lenses A second lens plate, and a prism array to which light emitted from individual bright points of a plurality of lenses of the second lens plate is incident, wherein the prism array substantially has a polarization splitting unit. A prism array comprising a polarization beam splitter and substantially only a glass rod; and a prism arranged on the exit surface of the polarization beam splitter that constitutes the prism array, the prism outputting light emitted from the bright spot incident on the prism array. A polarizing device comprising: a half-wave plate for converting one of P-polarized light or S-polarized light that has been polarized and separated by the polarizing beam splitter constituting the array and emitted from the prism array to the other polarized light. The projection display device is a polarizing device in which the substantial glass rod is disposed at the center of the prism array. And wherein the door.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】[本発明達成のための従来方法の
解析]図7は、従来方法における偏光照明装置の反射型
ライトバルブ112並びに偏光ビームスプリッタ113
を搭載した投射型表示装置の構成説明図である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS [Analysis of Conventional Method for Achieving the Present Invention] FIG. 7 shows a reflection type light valve 112 and a polarizing beam splitter 113 of a polarization illuminating device according to a conventional method.
FIG. 1 is an explanatory diagram of a configuration of a projection type display device equipped with.

【0018】当図の記載によれば、第1および第2レン
ズ板104,105の光軸近辺に入射する光源光は、第
2レンズ板105のレンズ106に集光され、当該レン
ズ106中心に小さい輝点を形成する旨、説明されてい
る。
According to the description of FIG. 1, light source light incident on the optical axes of the first and second lens plates 104 and 105 is condensed on the lens 106 of the second lens plate 105 and is focused on the center of the lens 106. It is described that small bright spots are formed.

【0019】しかし、本発明者らは、上記従来の偏光装
置のうちの、第1レンズ板104ならびに第2レンズ板
105の中央部については、従来例記載(小さい輝点を
形成する)のとおりではなく、断面構成図である第2レ
ンズ板105の略中央部の光軸を挟む2個のレンズ10
6について、その輝点の大きさはほぼ当該2個のレンズ
106の形成する開口全体に及んでいることを実験によ
り見出した。
However, the present inventors have stated that the center of the first lens plate 104 and the second lens plate 105 in the above-mentioned conventional polarizing device is as described in the conventional example (forming a small bright spot). Instead, the two lenses 10 sandwiching the optical axis at the substantially central portion of the second lens plate 105, which is a sectional configuration diagram
With regard to No. 6, it was found by an experiment that the size of the bright spot substantially covers the entire opening formed by the two lenses 106.

【0020】これは、光源部102の光源ランプ100
は、上記従来例の説明のように点光源ではなく、実際に
は有限の大きさを有しているからと理解され、実際には
図6における第1レンズ板104のレンズ103によっ
て第2レンズ板105の前記光軸を中心とした略中央部
に大きい面積の輝点を形成するのである。
This is because the light source lamp 100 of the light source unit 102
Is not a point light source as described in the description of the conventional example above, but has a finite size in fact. In practice, the second lens is formed by the lens 103 of the first lens plate 104 in FIG. A bright spot having a large area is formed substantially at the center of the plate 105 centered on the optical axis.

【0021】つまり、第1レンズ板104の光軸周りの
略中央部に配置されるレンズ103には、光束は光軸に
平行に入射せず、所定の傾きを有して入射することがそ
の原因であり、その結果、当該レンズ103に入射した
光束は、第2レンズ板105の対応するレンズ106に
対してそのレンズ106の構成する開口全体の輝点とし
て入射するのである。
That is, the light flux does not enter the lens 103 disposed substantially at the center of the first lens plate 104 around the optical axis, but enters the lens 103 with a predetermined inclination. This is the cause, and as a result, the light beam incident on the lens 103 enters the corresponding lens 106 of the second lens plate 105 as a luminescent point of the entire aperture formed by the lens 106.

【0022】さらに、前記第2レンズ板105の光軸周
りのレンズ106全体に形成された大きい面積の輝点か
ら発する光束は、第2レンズ板105全体から発する光
束の殆どを占めている。
Further, the light beam emitted from the large area luminescent spot formed on the entire lens 106 around the optical axis of the second lens plate 105 occupies most of the light beam emitted from the entire second lens plate 105.

【0023】すなわち、図6に記載するように、第2レ
ンズ板105の中央部に近接するレンズ106の略中心
部に形成される輝点から射出する光束については、従来
例に記載の通りであって、近接するPBSアレイ108
のPBS107に入射され、偏光分離部107aを透過
した偏光であって、且つ、射出面に配置された1/2波
長板109にて偏光されたS偏光と、当該偏光分離部1
07aを反射して、隣接のPBS107に入射し、当該
PBS107の偏光分離部107aによって同様のS偏
光が射出される。
That is, as shown in FIG. 6, a light beam emitted from a luminescent spot formed substantially at the center of the lens 106 near the center of the second lens plate 105 is as described in the conventional example. And the adjacent PBS array 108
S-polarized light that is incident on the PBS 107 and transmitted through the polarization separation unit 107a, and is polarized by the half-wave plate 109 disposed on the exit surface.
The PBS 107 is reflected, enters the adjacent PBS 107, and the same S-polarized light is emitted by the polarization splitting unit 107a of the PBS 107.

【0024】一方、前述のように第2レンズ板105の
光軸の周りは大きな輝点を有しているために、図7に記
載のように光軸近傍ならびにレンズ106の境界部分に
も第1レンズ板104からの入射光が存在し、輝点を形
成する。これら輝点からの射出光束が問題なのである。
On the other hand, since there is a large bright spot around the optical axis of the second lens plate 105 as described above, the second lens plate 105 also has a bright spot near the optical axis and at the boundary of the lens 106 as shown in FIG. Light incident from one lens plate 104 is present and forms a bright spot. The luminous flux emitted from these bright spots is a problem.

【0025】すなわち、図7に記載のように、当該輝点
からの射出光は、近接PBS107に入射して、当該P
BS107の偏光分離部107aを透過するが、1/2
波長板109は配置されていないためにそのままP偏光
を射出し、一方、偏光分離部107aを反射したS偏光
は隣接のPBS107に入射して、偏光分離部107a
を反射して、射出面に配置された1/2波長板109に
て変換されてP偏光を射出してしまう。このP偏光は偏
光ビームスプリッタ113を透過してしまい、反射型ラ
イトバルブ112の照明に寄与するすることはできない
のである。また、ライトバルブ112が上記従来公報の
投射型表示装置における説明のように透過型ライトバル
ブ114であっても、当該ライトバルブ114の入射側
に配置したS偏光透過の偏光板によって吸収されてしま
い、ライトバルブ114の照明光、つまり、投射光とし
ては有効に使用されず、投射像の高輝度化を十分に満足
させていなかったのである。
That is, as shown in FIG. 7, the light emitted from the bright spot enters the proximity PBS 107 and is
Although the light passes through the polarization splitting unit 107a of the BS 107,
Since the wavelength plate 109 is not disposed, the P-polarized light is emitted as it is, while the S-polarized light reflected by the polarization splitting unit 107a is incident on the adjacent PBS 107 and is polarized.
Is reflected and converted by the half-wave plate 109 disposed on the exit surface to emit P-polarized light. This P-polarized light passes through the polarization beam splitter 113 and cannot contribute to the illumination of the reflective light valve 112. Further, even if the light valve 112 is a transmissive light valve 114 as described in the projection display device of the above-mentioned conventional publication, the light valve 112 is absorbed by the S-polarized light transmitting polarizing plate disposed on the incident side of the light valve 114. Thus, the illumination light of the light valve 114, that is, the projection light is not effectively used, and the high brightness of the projection image is not sufficiently satisfied.

【0026】かかる解析に基づき、以下に前記課題を解
決するための発明の実施の形態を記載する。
Based on such an analysis, an embodiment of the invention for solving the above-mentioned problem will be described below.

【0027】[発明の実施の形態1]図1乃至図4は、
本発明の実施の形態1に係る偏光装置ならびにそれを採
用した投射型表示装置を示す図である。
[First Embodiment of the Invention] FIGS.
FIG. 1 is a diagram illustrating a polarization device according to a first embodiment of the present invention and a projection display device employing the same.

【0028】図1によれば、光源部1がランプ1aと放
物面鏡からなる凹面鏡1bとから構成され、この光源部
1から射出される略平行光束の光源光は、図示しない赤
外線吸収フィルターならびに紫外線吸収フィルターを経
由してレンズ2aを平面的に配置した第1レンズ板2に
入射され、当該第1レンズ板2の個々のレンズ2aによ
って形成される開口にて決定される光束に分割される。
そして、かかる光束が第2レンズ板3に入射されるよう
になっている。
According to FIG. 1, a light source unit 1 comprises a lamp 1a and a concave mirror 1b comprising a parabolic mirror, and a substantially parallel light beam emitted from the light source unit 1 is supplied to an infrared absorption filter (not shown). Further, the light is incident on the first lens plate 2 on which the lens 2a is arranged in a plane via the ultraviolet absorption filter, and is divided into light beams determined by the openings formed by the individual lenses 2a of the first lens plate 2. You.
Then, the light beam is incident on the second lens plate 3.

【0029】この第2レンズ板3は、複数のレンズ3a
が平面的に配置され、これらレンズ3aが、前記第1レ
ンズ板2の個々のレンズ2aと対応して配置され、各レ
ンズ2aの焦点位置に設定されている。
The second lens plate 3 has a plurality of lenses 3a.
Are arranged in a plane, these lenses 3a are arranged corresponding to the individual lenses 2a of the first lens plate 2, and are set at the focal positions of the respective lenses 2a.

【0030】これら各レンズ2a,3aは、それぞれ横
4×縦5個形成され、このような第1レンズ板2と第2
レンズ板3とで、いわゆるフライアイインテグレータが
構成されている。
Each of the lenses 2a and 3a is formed of 4 × 5 pixels, and the first lens plate 2 and the second lens
A so-called fly-eye integrator is constituted by the lens plate 3.

【0031】そして、第1レンズ板2のレンズ2aを経
由した光源光は上記のように、対応する第2レンズ板3
のレンズ3aを通過し、第2レンズ板3の射出面に近接
または接着して配置されたプリズムアレイ4に入射され
る。
The light from the light source passing through the lens 2a of the first lens plate 2 is transmitted to the corresponding second lens plate 3 as described above.
Through the lens 3a, and is incident on the prism array 4 arranged close to or adhered to the exit surface of the second lens plate 3.

【0032】このプリズムアレイ4は、図4等に示すよ
うに、光軸O上(幅方向の中央部)で、レンズ3aの境
界部分に上下方向に沿って配置された第1ガラスロッド
5と、このガラスロッド5の両側に2つづつ配置された
PBS6と、更に、このPBS6の両側に配置された第
2ガラスロッド7とから構成されている。
As shown in FIG. 4 and the like, the prism array 4 includes a first glass rod 5 disposed on the optical axis O (the center in the width direction) at the boundary of the lens 3a along the vertical direction. And two PBSs 6 arranged on both sides of the glass rod 5 and second glass rods 7 arranged on both sides of the PBS 6.

【0033】この第1ガラスロッド5及びこの両側の一
つづつのPBS6の射出面には、1/2波長板50が貼
り付けられている。
A half-wave plate 50 is attached to the first glass rod 5 and the exit surface of each PBS 6 on both sides thereof.

【0034】従って、第1ガラスロッド5を透過したラ
ンダム偏光と、前記PBS6及び前記1/2波長板50
を経由したS偏光との混合光が射出される。
Therefore, the randomly polarized light transmitted through the first glass rod 5 and the PBS 6 and the half-wave plate 50
And the mixed light with the S-polarized light is emitted.

【0035】この混合光は、コンデンサーレンズ8を経
てクロスダイクロイックミラー11に入射される。この
クロスダイクロイックミラー11は、B光反射ダイクロ
イックミラー10とG,R光反射ダイクロイックミラー
9とが互いに直交し、入射光軸に対して45度の入射に
なるように配置されている。このクロスダイクロイック
ミラー11により、互いに平行であって、反対方向の光
軸であるR光と、G,R混合光とに色分離される。
This mixed light is incident on the cross dichroic mirror 11 via the condenser lens 8. The cross dichroic mirror 11 is arranged such that the B light reflecting dichroic mirror 10 and the G and R light reflecting dichroic mirrors 9 are orthogonal to each other and are incident at an angle of 45 degrees with respect to the incident optical axis. The cross dichroic mirror 11 performs color separation into R light and G and R mixed light, which are parallel to each other and have opposite optical axes.

【0036】この色分離されたB光は、折曲げミラー1
2によって光軸を直角に変えて進行し、当該B光の内の
S偏光が反射し、P偏光が透過するように偏光分離部を
配置したB光用偏光ビームスプリッタ13Bに入射され
る。
The color-separated B light is transmitted to the bending mirror 1
The light then travels with the optical axis changed to a right angle by 2, and is incident on the B light polarization beam splitter 13B provided with a polarization separation unit so that S polarized light of the B light is reflected and P polarized light is transmitted.

【0037】一方、前記R,G混合光は、折曲げミラー
14によって光軸を直角に変えて進行し、光軸上であっ
て入射光軸に対して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15に入射され、反射されて光
軸を直角に変えて進行するG光と、そのまま進行するR
光とに色分離される。
On the other hand, the R and G mixed light travels while changing the optical axis to a right angle by the bending mirror 14, and the G light is arranged on the optical axis at an incident angle of 45 degrees with respect to the incident optical axis. The G light that is incident on the light reflecting dichroic mirror 15 and is reflected and travels while changing the optical axis to a right angle, and the R light that travels as it is
Color separated into light and light.

【0038】すなわち、ダイクロイックミラー9、10
とダイクロイックミラー15によってR,G,B光に分
解する「色分解光学系」を構成している。
That is, the dichroic mirrors 9 and 10
And a dichroic mirror 15 to constitute a “color separation optical system” that separates the light into R, G, and B light.

【0039】この色分離されたG光ならびにR光は、そ
れぞれS偏光が反射、P偏光が透過するように偏光分離
部が配置されているG光用偏光ビームスプリッタ13G
ならびにR光用偏光ビームスプリッタ13Rに入射され
る。
The color-separated G light and R light are polarized light splitters 13G for G light in which a polarization separation section is disposed so that S-polarized light is reflected and P-polarized light is transmitted.
In addition, the light enters the polarization beam splitter 13R for R light.

【0040】各色光用偏光ビームスプリッタ13B,1
3G,13Rに入射し、当該偏光ビームスプリッタ13
B,13G,13Rを反射、射出した各色S偏光射出面
近傍には、それぞれB光用ライトバルブ16B、G光用
ライトバルブ16G、R光用ライトバルブ16Rが配置
されている。
The polarization beam splitters 13B, 1 for each color light
3G, 13R, and enters the polarization beam splitter 13
A light valve 16B for B light, a light valve 16G for G light, and a light valve 16R for R light are arranged near the S-polarized light exit surface of each color that reflects and emits B, 13G, and 13R, respectively.

【0041】本実施の形態において使用した前記ライト
バルブ16R,16G,16Bは電気書き込み式反射型
ライトバルブであって、各色信号によって所定の画素部
分の入射偏光(S偏光)を選択された箇所のみ変調光
(P偏光)として、非選択箇所は入射光と同じS偏光と
して反射射出する機能を有する。
The light valves 16R, 16G, and 16B used in this embodiment are reflection valves of the electric writing type, and only the portions where the incident polarized light (S-polarized light) of a predetermined pixel portion is selected by each color signal. As the modulated light (P-polarized light), the non-selected portion has a function of reflecting and emitting the same S-polarized light as the incident light.

【0042】各色光用ライトバルブ16R,16G,1
6Bを射出した光は、それぞれ再度各色光用偏光ビーム
スプリッタ13B,13G,13Rに入射されて、当該
偏光ビームスプリッタ13B,13G,13Rの偏光分
離部により変調光のみを透過させて検光、射出させ、非
変調光は反射させて廃棄させる。これら偏光ビームスプ
リッタ13B,13G,13Rは、各色光用ライトバル
ブ16R,16G,16Bの射出光から変調光を検出す
る「検光光学系」を構成している。そして、当該各色検
光光が「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色合
成を実施する。
Each color light valve 16R, 16G, 1
6B are again incident on the polarization beam splitters 13B, 13G, and 13R for each color light, and only the modulated light is transmitted by the polarization splitters of the polarization beam splitters 13B, 13G, and 13R to perform analysis and emission. The unmodulated light is reflected and discarded. The polarization beam splitters 13B, 13G, and 13R constitute an "analysis optical system" that detects modulated light from light emitted from the light valves 16R, 16G, and 16B for each color light. Then, the respective color analysis lights are incident on the cross dichroic prisms 18 constituting the “combining optical system” from different incident surfaces, respectively, and perform color combining.

【0043】このクロスダイクロイックプリズム18
は、内部に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18Rを互いに直交するように
配置したプリズムであって、当該プリズム18に入射し
た前記検光光であるR光ならびにB光は、前記ダイクロ
イック膜18Rならびにダイクロイック膜18Bによっ
て反射されて互いに光軸を直角に変え、互いに同じ方向
に進行し、当該プリズム18を射出する。
This cross dichroic prism 18
Has a B light reflecting dichroic film 18B and R
A prism in which the light reflecting dichroic films 18R are arranged so as to be orthogonal to each other. The R light and the B light, which are the analysis light, incident on the prism 18, are reflected by the dichroic film 18R and the dichroic film 18B and The optical axis is changed to a right angle, the light beams travel in the same direction, and emerge from the prism 18.

【0044】一方、G光の検光光は、両ダイクロイック
膜18B,18Rをそのまま透過進行して、前記R光、
B光と同じ光軸方向に進行、射出されることにより、
R,G,B光の色合成が達成される。
On the other hand, the analysis light of the G light passes through the two dichroic films 18B and 18R as it is, and proceeds as described above.
By traveling and exiting in the same optical axis direction as B light,
The color synthesis of the R, G, B light is achieved.

【0045】当該合成光は「投射光学系」を構成する投
射レンズ19に入射されて図示しないスクリーン上にフ
ルカラー像として投射される。
The combined light is incident on a projection lens 19 constituting a “projection optical system” and projected on a screen (not shown) as a full-color image.

【0046】以上が本発明に係る投射型表示装置の構成
である。
The above is the configuration of the projection type display device according to the present invention.

【0047】ここで、本発明に係る偏光装置について図
2乃至図4を用いてさらに詳細に説明する。
Here, the polarizing device according to the present invention will be described in more detail with reference to FIGS.

【0048】図4は、本発明に係る偏光装置の前記第2
レンズ板3、プリズムアレイ4ならびに1/2波長板7
を当該部材の射出面側から眺めた斜視図を示している。
FIG. 4 shows the second embodiment of the polarizing device according to the present invention.
Lens plate 3, prism array 4, and half-wave plate 7
Is a perspective view as viewed from the exit surface side of the member.

【0049】第2レンズ板3のレンズ3aは、前記のよ
うに横4×縦5の配列を有しており、当該レンズ板3射
出面側には、断面が正方形の柱状体で縦方向に沿う第1
ガラスロッド5及び当該第1ガラスロッド5と同形状の
PBS6、断面が長方形の柱状体で縦方向に沿う第2ガ
ラスロッド7を有するプリズムアレイ4が配置されてい
る。このプリズムアレイ4は、隣接する第1ガラスロッ
ド5,PBS6及び第2ガラスロッド7の側面同士が接
着され、片側より、1個の第2ガラスロッド7、2個の
PBS6、1個の第1ガラスロッド5、2個のPBS
6、1個の第2ガラスロッド7の順に配置されている。
また、光軸Oの両側に配置された各2個づつのPBS6
は、偏光分離部6aの配置方向が、入射光の内の当該偏
光分離部6aによって反射されるS偏光が光軸Oに対し
て外側にそれぞれ反射されるように、入射光に対して4
5°の傾きを持って配置されている。
The lens 3a of the second lens plate 3 has a 4 × 5 array as described above, and a columnar body having a square cross section is provided on the exit surface side of the lens plate 3 in the vertical direction. First along
A glass rod 5, a PBS 6 having the same shape as the first glass rod 5, and a prism array 4 having a second glass rod 7 which is a columnar body having a rectangular cross section and extends along the vertical direction are arranged. In this prism array 4, the side surfaces of the adjacent first glass rod 5, PBS 6 and second glass rod 7 are adhered to each other, and from one side, one second glass rod 7, two PBS 6, and one first glass rod 5. Glass rod 5, 2 PBS
6, one second glass rod 7 is arranged in this order.
Further, two PBSs 6 arranged on both sides of the optical axis O are provided.
Is such that the direction of arrangement of the polarization splitting section 6a is 4 degrees with respect to the incident light so that the S-polarized light reflected by the polarization splitting section 6a in the incident light is reflected outward with respect to the optical axis O.
They are arranged with an inclination of 5 °.

【0050】これら第1ガラスロッド5又はPBS6の
横幅は、前記レンズ板3のレンズ3aの横幅の半分の長
さであって、第1ガラスロッド5の配設位置は、光軸O
上で、前記第2レンズ板3のレンズ3aの境界位置に対
応して配置され、この第1ガラスロッド5の両側に隣接
するPBS6が、当該レンズ3aの中央部分と一致する
ように配置されている。また、このPBS6の更に両側
に隣接するPBS6が、レンズ3aの境界位置に対応し
て配置されている。さらに、第2ガラスロッド7は、P
BS6の1.5倍の幅に形成されている。
The width of the first glass rod 5 or PBS 6 is half the width of the lens 3a of the lens plate 3, and the position of the first glass rod 5 is the optical axis O.
Above, the PBS 6 is disposed corresponding to the boundary position of the lens 3a of the second lens plate 3, and the PBSs 6 adjacent to both sides of the first glass rod 5 are disposed so as to coincide with the central portion of the lens 3a. I have. Further, the PBSs 6 adjacent on both sides of the PBS 6 are arranged corresponding to the boundary positions of the lenses 3a. Further, the second glass rod 7 has P
It is formed 1.5 times wider than BS6.

【0051】そして、そのプリズムアレイ4の射出面の
中央部の第1ガラスロッド5とその両側に配置した1個
のPBS6の射出面には、図4中斜線で示すように、1
/2波長板50が接着されて配置されている。
The first glass rod 5 at the center of the exit surface of the prism array 4 and the exit surface of one PBS 6 disposed on both sides of the first glass rod 5, as shown by hatching in FIG.
The half-wave plate 50 is adhered and arranged.

【0052】さらに図2、図3を用いて本発明の偏光装
置と投射型表示装置を説明する。
Further, the polarizing device and the projection type display device of the present invention will be described with reference to FIGS.

【0053】図2及び図3は、偏光装置を使用した投射
型表示装置の正面断面図であって、光軸Oの位置におけ
る投射型表示装置の偏光装置とコンデンサーレンズ8、
偏光ビームスプリッタ13ならびにライトバルブ16を
図示し、さらに光線図を示している。
FIG. 2 and FIG. 3 are front sectional views of a projection type display device using the polarization device, and show the polarization type device and the condenser lens 8 of the projection type display device at the position of the optical axis O.
The polarization beam splitter 13 and the light valve 16 are illustrated, and further, a ray diagram is illustrated.

【0054】投射型表示装置としては、図1に記載のよ
うに本来ならばR光、G光ならびにB光を説明すべきで
あるが、各色光ともライトバルブ16B,16G,16
Rまでの光路長はすべて同じであることより、色分解光
学系の説明は省略し、上記のように各ライトバルブ16
B,16G,16Rはライトバルブ16とし、各色光用
偏光ビームスプリッタ13B,13G,13Rは偏光ビ
ームスプリッタ13として図示した。
As a projection type display device, R light, G light and B light should be described as shown in FIG. 1, but the light valves 16B, 16G and 16 are used for each color light.
Since the optical path lengths to R are all the same, the description of the color separation optical system is omitted, and as described above, each light valve 16
B, 16G, and 16R are illustrated as light valves 16, and the polarization beam splitters 13B, 13G, and 13R for each color light are illustrated as the polarization beam splitter 13.

【0055】かかる図によれば、光源部1aから射出さ
れた略平行光の光源光は、前述のように第1レンズ板2
に入射され、当該レンズ板2を構成するレンズ2a(横
4×縦5個から構成されている)にて、当該レンズ2a
の形成する開口によって複数の光束に分割され、且つ各
分割された光束は、当該レンズ2aに対応する第2レン
ズ板3を構成するレンズ3aに入射されるわけである
が、前述のように、第2レンズ板3の光軸Oの周りの略
4個のレンズ3aに対しては、ランプ1a等の影響によ
り、外周部と異なり、そのレンズ3a中央部のみの輝点
は生じず、輝点は広がりを有し、それらの輝点の有する
光量は、第2レンズ板3に入射する光の内のほとんどを
有している。
According to this figure, the substantially parallel light source light emitted from the light source unit 1a is transmitted to the first lens plate 2 as described above.
And the lens 2a (consisting of 4 × 5) that constitutes the lens plate 2
Are divided into a plurality of light fluxes by the opening formed by the aperture, and each of the split light fluxes is incident on the lens 3a constituting the second lens plate 3 corresponding to the lens 2a, as described above. With respect to approximately four lenses 3a around the optical axis O of the second lens plate 3, unlike the outer peripheral portion due to the influence of the lamp 1a and the like, a bright point only at the central portion of the lens 3a does not occur. Have a spread, and the amount of light of these bright spots has almost all of the light incident on the second lens plate 3.

【0056】図2中の光軸Oに隣接する第2レンズ板3
のレンズ3aに対しては、全面に高輝度の輝点が生じる
こととなるが、その輝点のうちのレンズ3aの略中央部
の輝点から射出した光は、PBS6に入射し、偏光分離
部6aを透過して当該PBS6射出面に配置された1/
2波長板50によってS偏光に変換されて射出される。
The second lens plate 3 adjacent to the optical axis O in FIG.
For the lens 3a, a bright spot having a high luminance is generated on the entire surface. Of the bright spots, light emitted from the bright spot substantially at the center of the lens 3a enters the PBS 6 and is polarized and separated. 1 / which is transmitted through the portion 6a and disposed on the PBS6 emission surface.
The light is converted into S-polarized light by the two-wavelength plate 50 and emitted.

【0057】一方、PBS6の偏光分離部6aによって
反射されたS偏光は、それぞれ隣接するPBS6に入射
されて、当該PBS6の偏光分離部6aによって反射さ
れるが、射出面には1/2波長板50が配置されていな
いためにそのままS偏光として射出される。
On the other hand, the S-polarized light reflected by the polarization splitting portion 6a of the PBS 6 is incident on the adjacent PBS 6, and is reflected by the polarization splitting portion 6a of the PBS 6, but the emission surface has a half-wave plate. Since 50 is not arranged, the light is emitted as S-polarized light as it is.

【0058】これらS偏光は、コンデンサーレンズ8を
経て、偏光ビームスプリッタ13に入射され、当該偏光
ビームスプリッタ13の偏光分離部が前記S偏光を反射
する構成となっているために、反射されて射出され、当
該偏光ビームスプリッタ13の射出面近傍に配置された
反射型ライトバルブ16に入射され、当該ライトバルブ
16を照明する。
The S-polarized light enters the polarization beam splitter 13 via the condenser lens 8, and is reflected and emitted because the polarization splitting portion of the polarization beam splitter 13 is configured to reflect the S-polarized light. Then, the light enters the reflection type light valve 16 disposed near the exit surface of the polarization beam splitter 13 to illuminate the light valve 16.

【0059】一方、図3に示すように、前記第2レンズ
板3の光軸Oの周りの輝点の光軸O部分(略中央)の輝
点から射出された光は、近接して配置された前記プリズ
ムアレイ4の中心部に配置した第1ガラスロッド5に入
射される。当該ガラスロッド5は断面形状が正方形状の
ロッドであり、当該ロッドに入射した前記射出光はその
まま射出して、1/2波長板50を経由するが、ランダ
ム偏光光のために偏光状態は変化せずにランダム偏光の
まま透過して射出され、コンデンサーレンズ8を経て偏
光ビームスプリッタ13に入射され、偏光分離部を透過
したP偏光成分は廃棄され、偏光分離部によって反射さ
れたS偏光は反射射出されて前記ライトバルブ16を照
明する。
On the other hand, as shown in FIG. 3, the light emitted from the luminescent spot on the optical axis O portion (substantially at the center) of the luminescent spot around the optical axis O of the second lens plate 3 is arranged closely. The light is incident on the first glass rod 5 disposed at the center of the prism array 4. The glass rod 5 is a rod having a square cross section, and the emitted light incident on the rod is emitted as it is and passes through the half-wave plate 50, but the polarization state changes due to the randomly polarized light. The P-polarized light component is transmitted through the condenser lens 8 and is emitted through the condenser lens 8, and is transmitted through the polarization splitter 13, and is discarded. The S-polarized light reflected by the polarization splitter is reflected. The light is emitted to illuminate the light valve 16.

【0060】してみれば、前記第1ガラスロッド5の射
出面には必ずしも1/2波長板50は必要はないが、当
該部分のみを除いて1/2波長板50を配置することは
かえってコストアップにつながることが考えられるため
に、本実施の形態1においては、1枚の1/2波長板5
0を前面に貼り付ける構成とした。
In view of this, the half-wave plate 50 is not necessarily required on the exit surface of the first glass rod 5, but the half-wave plate 50 is disposed except for the relevant portion. In the first embodiment, one half-wavelength plate 5
0 is attached to the front surface.

【0061】さらに、図2において光軸Oに隣接するレ
ンズ3aとその外側に配置される最も外側のレンズ3a
の境界部に入射する光については、それぞれPBS6に
入射されて透過するP偏光のみがコンデンサーレンズ8
を経由して偏光ビームスプリッタ13に入射されるが、
P偏光のためにライトバルブ16の照明に寄与できな
い。
Further, in FIG. 2, the lens 3a adjacent to the optical axis O and the outermost lens 3a
Of the light incident on the boundary portion of the condenser lens 8
Is incident on the polarization beam splitter 13 via
It cannot contribute to the illumination of the light valve 16 because of the P-polarized light.

【0062】しかし、この部分のレンズ3a上に輝点は
ほとんど存在せず、上記の説明のように、光軸Oに隣接
するレンズ3aの箇所に構成される輝点部が絶対的に光
量が多く、ライトパルプ16の照明光の減少にはならな
い。それよりも、本発明に係る光軸O近傍における輝点
から射出される光の半分を、ライトバルブ16への照明
光として使用できることは、ライトバルブ16ヘの高輝
度照明が達成できることより、高輝度の投射像を投射で
きるという大なる効果を奏することができる。
However, there are almost no bright spots on the lens 3a in this portion, and as described above, the bright spot portion formed at the position of the lens 3a adjacent to the optical axis O has an absolute light quantity. In many cases, the illumination light of the light pulp 16 does not decrease. On the other hand, the fact that half of the light emitted from the bright spot near the optical axis O according to the present invention can be used as the illumination light for the light valve 16 is higher than that the high-intensity illumination of the light valve 16 can be achieved. A great effect that a projection image of luminance can be projected can be obtained.

【0063】[発明の実施の形態2]図5には、この発
明の実施の形態2に係る投射型表示装置の構成説明図を
示す。
[Second Embodiment of the Invention] FIG. 5 is a structural explanatory view of a projection type display apparatus according to a second embodiment of the present invention.

【0064】図1乃至図4に示す前実施の形態1に係る
偏光装置と異なるのはプリズムアレイ4が、前実施の形
態1においては断面形状が正方形の第1ガラスロッド5
及びPBS6、又は、長方形状の第2ガラスロッド7を
平面的に貼り付けた構成としたのに対し、この実施の形
態2では、異形のプリズムアレイ24を使用して、実質
的に前実施の形態1と同様の機能を発揮できるようにし
ている。なお、前実施の形態1と同じ構成部材について
は同じ符号を用いて図示した。
The prism array 4 differs from the polarizing device according to the first embodiment shown in FIGS. 1 to 4 in that the first glass rod 5 having a square cross section in the first embodiment.
And the PBS 6 or the rectangular second glass rod 7 is adhered in a plane, but in the second embodiment, the prism array 24 having the irregular shape is used to substantially perform the previous operation. The same function as in the first embodiment can be exhibited. The same components as those in the first embodiment are illustrated using the same reference numerals.

【0065】このプリズムアレイ24は、5つのプリズ
ム25,26,27,28,29を有し、これらプリズ
ム25,26,27,28,29の間に偏光分離膜30
が設けられている。
This prism array 24 has five prisms 25, 26, 27, 28, 29, and a polarization separation film 30 between these prisms 25, 26, 27, 28, 29.
Is provided.

【0066】詳しくは、このプリズムアレイ24の両側
に配置されたプリズム25,29は、前実施の形態1の
第2ガラスロッド7と、PBS6を偏光分離部6aから
分離した片側の三角形のプリズムとを実質的に合わせた
断面形状で、台形形状を呈している。
More specifically, the prisms 25 and 29 arranged on both sides of the prism array 24 are the same as the second glass rod 7 of the first embodiment and the triangular prism on one side obtained by separating the PBS 6 from the polarization splitting section 6a. Have a trapezoidal shape with a substantially matched cross section.

【0067】また、それらプリズム25,29の内側に
隣接したプリズム26,28は、前記プリズム25,2
9と同じ厚みを有し、断面形状が平行四辺形状を呈し、
前実施の形態1の接合された2個のPBS6の互いに接
着された2個の三角形のプリズムを合わせた形状と実質
的に同じ形状を呈している。
The prisms 26 and 28 adjacent to the inside of the prisms 25 and 29 are connected to the prisms 25 and 2 respectively.
It has the same thickness as 9 and has a parallelogram cross section,
It has substantially the same shape as the combined shape of the two triangular prisms bonded to each other of the two PBSs 6 joined together in the first embodiment.

【0068】さらに、光軸O上に配置された中央のプリ
ズム27は、断面形状が台形形状であって、前実施の形
態1の第1ガラスロッド5とその両側面に接着されたP
BS6の片側の三角形のプリズムを合わせた形状と実質
的に同じである。
Further, the central prism 27 arranged on the optical axis O has a trapezoidal cross section, and the first glass rod 5 of the first embodiment and the P glass adhered to both side surfaces thereof.
The shape is substantially the same as the shape obtained by combining the triangular prisms on one side of BS6.

【0069】そして、これら5つのプリズム25,2
6,27,28,29のそれぞれの斜面の一方に偏光分
離膜30を形成した後に接着剤にて接着して平面的に形
成したのが、この実施の形態2のプリズムアレイ24で
ある。
Then, these five prisms 25, 2
The prism array 24 according to the second embodiment is formed by forming a polarization separation film 30 on one of the inclined surfaces 6, 27, 28, and 29 and then bonding it with an adhesive to form a plane.

【0070】このプリズム27の射出面全面には、1/
2波長板50を配置することは前実施の形態1と同様で
ある。
On the entire exit surface of the prism 27, 1 /
The arrangement of the two-wavelength plate 50 is the same as in the first embodiment.

【0071】本発明のプリズムアレイ24を用いれば前
実施の形態1と同様の効果を有して高輝度のライトバル
ブ16の照明が達成でき、高輝度の投射像を投射できる
投射型表示装置を提供できるという効果を同様に奏する
ことができる。
By using the prism array 24 of the present invention, it is possible to achieve the same effect as in the first embodiment, achieve illumination of the high-brightness light valve 16, and provide a projection display device capable of projecting a high-brightness projection image. The effect that it can be provided can be similarly exhibited.

【0072】この実施の形態2では、異形のプリズムア
レイ24を用いており、中央のプリズム27の、実施の
形態1の第1ガラスロッド5に対応した部分が、特許請
求の範囲記載の「実質的なガラスロッド」に相当する。
また、プリズム27の両側の一部(三角形の部分)、プ
リズム26,28、プリズム25,29の内側の一部
(三角形の部分)及び偏光分離部30が、実施の形態1
の4つのPBS6に対応し、特許請求の範囲記載の「実
質的に偏光分離部を有する偏光ビームスプリッタ」に相
当する。
In the second embodiment, an irregularly shaped prism array 24 is used, and the portion of the central prism 27 corresponding to the first glass rod 5 of the first embodiment is substantially the same as that described in the claims. Glass rod ".
Further, a part (triangular part) on both sides of the prism 27, a part (triangular part) inside the prisms 26 and 28, the prisms 25 and 29, and the polarization separation unit 30 are the first embodiment.
, And corresponds to a “polarization beam splitter having substantially a polarization separation section” described in the claims.

【0073】上記実施の形態1,2における偏光装置
は、それを使用する投射型表示装置において、ライトバ
ルブ16への照明光は前記偏光ビームスプリッタ13の
偏光分離部を反射したS偏光が入射照明する構成となっ
ていたが、その偏光分離部を透過したP偏光でライトバ
ルブ16を照明する構成としても良い。その際には、偏
光装置を射出される偏光を大部分P偏光とするように構
成する必要があるが、そのためには1/2波長板50を
配置する位置を、上記各実施の形態において1/2波長
板50を配置した個所には配置せず、逆に配置しなかっ
た個所に配置する構成とすることにより達成することが
出来る。
In the projection type display device using the polarization device according to the first and second embodiments, the illumination light to the light valve 16 is S-polarized light reflected by the polarization splitting portion of the polarization beam splitter 13 as incident illumination. However, the light valve 16 may be illuminated with the P-polarized light transmitted through the polarization splitting unit. In that case, it is necessary to configure the polarizing device so that the polarized light to be emitted is mostly P-polarized light. To this end, the position where the half-wave plate 50 is disposed is set to 1 in each of the above embodiments. This can be achieved by not arranging the half-wave plate 50 at the place where the half-wave plate 50 is arranged, but arranging the half-wave plate 50 at the place where the half-wave plate 50 is not arranged.

【0074】また、上記各実施の形態1,2において
は、偏光装置を構成する第2レンズ板3のレンズ3aが
横4×縦5個形成され、光軸O近傍の2×2個の領域に
わたって高輝度領域が発生する場合における実施の形態
であった。この高輝度領域は、第1レンズ板2ならびに
第2レンズ板3のレンズ2a,3aの大きさ、配置等に
依存せず、例えば、さらに第1レンズ板2ならびに第2
レンズ板3のレンズ2a,3aの数を増やした場合にお
いては、前記高輝度領域に含まれるレンズ3aの数はさ
らに増えることになり、それに伴ってプリズムアレイ4
を構成するPBS6の数は増えることとなるが、その高
輝度部分の領域は第2レンズ板3において本質的には大
きく変化しない。そのために、プリズムアレイ4,24
を構成する第1ガラスロッド5の数やプリズム25,2
9の大きさ等もそれに応じて変化することは言うまでも
ない。
Further, in each of the first and second embodiments, the lens 3a of the second lens plate 3 constituting the polarizer is formed 4 × 5 horizontally, and 2 × 2 regions near the optical axis O are formed. This is an embodiment in a case where a high-luminance area is generated over the entire area. This high-luminance area does not depend on the size, arrangement, and the like of the lenses 2a, 3a of the first lens plate 2 and the second lens plate 3, and for example, further includes the first lens plate 2 and the second lens plate 2.
When the number of lenses 2a, 3a of the lens plate 3 is increased, the number of lenses 3a included in the high-luminance area further increases, and the prism array 4
Is increased, but the region of the high luminance portion does not substantially change substantially in the second lens plate 3. Therefore, the prism arrays 4, 24
Of the first glass rods 5 and the prisms 25 and 2
Needless to say, the size and the like of 9 also change accordingly.

【0075】さらに、本発明の実施の形態1,2におけ
る偏光装置は、図1に示す投射型表示装置に採用した場
合を説明したが、本発明の偏光装置を使用する投射型表
示装置は上記説明の構成の投射型表示装置に限定されな
いことはいうまでもない。
Further, a case has been described in which the polarizing devices according to the first and second embodiments of the present invention are employed in the projection type display device shown in FIG. 1. However, the projection type display device using the polarizing device of the present invention is described above. It goes without saying that the present invention is not limited to the projection type display device having the configuration described above.

【0076】さらにまた、「色分解光学系」もクロスダ
イクロイックミラーによって反射されて反対側に色分離
されるB光とR光ならびに当該クロスダイクロイックミ
ラーを透過して進行するG光になるように構成しても良
いし、他の構成による「色分解光学系」によっても良
い。しかも、使用するライトバルブ16も反射型に限定
される必要はなく、透過型ライトバルブを使用してもよ
い。
Further, the "color separation optical system" is also configured so as to become B light and R light which are reflected by the cross dichroic mirror and color-separated to the opposite side, and G light which passes through the cross dichroic mirror. Alternatively, a “color separation optical system” having another configuration may be used. Moreover, the light valve 16 to be used does not need to be limited to the reflection type, and a transmission type light valve may be used.

【0077】[0077]

【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、第2レンズ板の略中央部におい
ては、当該レンズ板を構成するレンズの中心部よりその
周辺部の方が光量分布が高い点に鑑み、プリズムアレイ
の中央部に実質的なガラスロッドを配置したため、従来
方法においては当該部分に対応する箇所から射出される
光はライトバルブを照明することができなかったのに対
して、当該部分からの射出光をライトバルブに対して照
明光として利用することができる。その結果、当該ライ
トバルブへの高輝度に照明を達成することができ、高輝
度の投射像を得ることができるという多大の効果を奏す
ることができる。
As described above, according to the invention described in each of the claims, the substantially central portion of the second lens plate is located closer to the peripheral portion than the central portion of the lens constituting the lens plate. In view of the fact that the light amount distribution is higher, a substantial glass rod is arranged at the center of the prism array, so that in the conventional method, light emitted from a portion corresponding to the portion cannot illuminate the light valve. On the other hand, light emitted from the portion can be used as illumination light for the light valve. As a result, it is possible to achieve high-luminance illumination of the light valve, and to obtain a great effect that a high-luminance projected image can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態1に係る偏光装置と投射型
表示装置を説明する構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram illustrating a polarizing device and a projection display device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】同実施の形態1に係る偏光装置を使用したライ
トバルブヘ照明を説明した光線図である。
FIG. 2 is a ray diagram illustrating illumination of a light valve using the polarizing device according to the first embodiment.

【図3】同実施の形態1に係る偏光装置を使用したライ
トバルブヘの他の光線図である。
FIG. 3 is another ray diagram to a light valve using the polarizing device according to the first embodiment.

【図4】同実施の形態1に係る偏光装置に使用する1/
2波長板を配置したブリズムアレイならびに第2レンズ
板の斜視図である。
FIG. 4 is a view showing 1/1 used in the polarizing device according to the first embodiment.
FIG. 4 is a perspective view of a bism array including a two-wavelength plate and a second lens plate.

【図5】本発明の実施の形態2に係る偏光装置に使用す
る1/2波長板を配置したプリズムアレイを使用したラ
イトバルブヘの照明説明図である。
FIG. 5 is an explanatory view of illumination of a light valve using a prism array in which a half-wave plate used in a polarizing device according to a second embodiment of the present invention is arranged.

【図6】従来の偏光装置とライトバルプヘの照明光線図
である。
FIG. 6 is an illumination light diagram for a conventional polarizing device and a light valve.

【図7】従来の偏光装置の問題点を説明した光線図であ
る。
FIG. 7 is a ray diagram for explaining a problem of a conventional polarizing device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 光源部 2 第1レンズ板 2a 第1レンズ板を構成するレンズ 3 第2レンズ板 3a 第2レンズ板を構成するレンズ 4,24 プリズムアレイ 5 第1ガラスロッド 6 プリズムアレイを構成するPBS 6a 偏光分離部 7 第2ガラスロッド 8 コンデンサーレンズ 9,10,11,15 ダイクロイックミラー(色分解光学系) 12,14 折曲げミラー 13,13R,13G,13B 偏光ビームスプリッタ(検光光学系) 16,16R,16G,16B ライトバルブ 18 クロスダイクロイックプリズム(合成光学系) 19 投射レンズ(投射光学系) 25,26,27,28,29 プリズム 30 偏光分離部 50 1/2波長板 Reference Signs List 1 light source unit 2 first lens plate 2a lens forming first lens plate 3 second lens plate 3a lens forming second lens plate 4,24 prism array 5 first glass rod 6 PBS 6a forming prism array Polarization Separation unit 7 Second glass rod 8 Condenser lens 9,10,11,15 Dichroic mirror (color separation optical system) 12,14 Bending mirror 13,13R, 13G, 13B Polarization beam splitter (analysis optical system) 16,16R , 16G, 16B Light valve 18 Cross dichroic prism (synthetic optical system) 19 Projection lens (projection optical system) 25,26,27,28,29 Prism 30 Polarization separation unit 50 1/2 wavelength plate

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】光源部と、 複数のレンズを平面的に配置したレンズ板であって、前
記光源部から射出した光源光を当該複数のレンズの構成
する開口によって決定される光束に分割する第1レンズ
板と、 複数のレンズを平面的に有する他のレンズ板であって、
前記第1レンズ板の複数のレンズがそれぞれ当該他のレ
ンズ板の複数のレンズ上に輝点を構成する第2レンズ板
と、 該第2レンズ板の複数のレンズの個々の輝点から射出さ
れた光が入射されるプリズムアレイであって、当該プリ
ズムアレイは、実質的に偏光分離部を有する偏光ビーム
スプリッタ及び実質的にガラスロッドのみから構成され
るプリズムアレイと、 該プリズムアレイを構成する前記偏光ビームスプリッタ
射出面に配置され、前記プリズムアレイに入射した前記
輝点から射出した光を当該プリズムアレイを構成する偏
光ビームスプリッタによって偏光分離されて当該プリズ
ムアレイを射出したP偏光又はS偏光の内の一方の偏光
を他方の偏光に変換させるための1/2波長板とを備え
た偏光装置であって、 前記プリズムアレイの中央部には、前記実質的なガラス
ロッドが配置されたことを特徴とする偏光装置。
1. A lens plate in which a light source unit and a plurality of lenses are arranged in a plane, and wherein a light source emitted from the light source unit is divided into light beams determined by openings formed by the plurality of lenses. One lens plate and another lens plate having a plurality of lenses in a plane,
A plurality of lenses of the first lens plate each forming a luminescent spot on a plurality of lenses of the other lens plate; and a plurality of lenses emitted from the respective luminescent spots of the plurality of lenses of the second lens plate. A prism array to which the incident light is incident, the prism array being substantially composed of a polarizing beam splitter having a polarization splitting section and a glass rod substantially only, and the prism array constituting the prism array Of the P-polarized light or S-polarized light that is disposed on the polarization beam splitter emission surface and is polarized and separated by the polarization beam splitter constituting the prism array, the light emitted from the bright spot incident on the prism array is emitted from the prism array. And a half-wave plate for converting one polarized light into the other polarized light. The central portion, polarization apparatus characterized by said substantially glass rod is arranged.
【請求項2】光源部を含む偏光装置と、 該偏光装置から射出するP偏光またはS偏光をR光、G
光ならびにB光に分解する色分解光学系と、 該色分解光学系による各色光を各色光の信号によって変
調して射出させる各色光毎に配置されたライトバルブ
と、 該各色光のライトバルブの射出光から変調光を検光する
検光光学系と、 該検光光学系による各色検光光を色合成する合成光学系
と、 該合成光学系による合成光を投射する投射光学系と、を
有する投射型表示装置において、 前記偏光装置は、 光源部と、 複数のレンズを平面的に配置したレンズ板であって、前
記光源部から射出した光源光を当該複数のレンズの構成
する開口によって決定される光束に分割する第1レンズ
板と、 複数のレンズを平面的に有する他のレンズ板であって、
前記第1レンズ板の複数のレンズがそれぞれ当該他のレ
ンズ板の複数のレンズ上に輝点を構成する第2レンズ板
と、 該第2レンズ板の複数のレンズの個々の輝点から射出さ
れた光が入射されるプリズムアレイであって、当該プリ
ズムアレイは、実質的に偏光分離部を有する偏光ビーム
スプリッタ及び実質的にガラスロッドのみから構成され
るプリズムアレイと、 該プリズムアレイを構成する前記偏光ビームスプリッタ
射出面に配置され、前記プリズムアレイに入射した前記
輝点から射出した光を当該プリズムアレイを構成する偏
光ビームスプリッタによって偏光分離されて当該プリズ
ムアレイを射出したP偏光又はS偏光の内の一方の偏光
を他方の偏光に変換させるための1/2波長板とを備え
た偏光装置であって、 前記プリズムアレイの中央部には、前記実質的なガラス
ロッドが配置された偏光装置としたことを特徴とする投
射型表示装置。
2. A polarizing device including a light source unit, and P-polarized light or S-polarized light emitted from the polarizing device is converted into R light, G light,
A color separation optical system that separates the light into B light, a light valve that is arranged for each color light that modulates and emits each color light by the signal of the color light by the color separation optical system, and a light valve for each color light. An analyzing optical system for analyzing modulated light from the emitted light, a combining optical system for combining colors of each color analyzing light by the analyzing optical system, and a projection optical system for projecting combined light by the combining optical system. In the projection type display device, the polarizing device is a lens plate in which a light source unit and a plurality of lenses are arranged in a plane, and the light source light emitted from the light source unit is determined by an aperture formed by the plurality of lenses. A first lens plate for splitting the light beam to be split, and another lens plate having a plurality of lenses in a plane,
A plurality of lenses of the first lens plate each forming a luminescent spot on a plurality of lenses of the other lens plate; and a plurality of lenses emitted from the respective luminescent spots of the plurality of lenses of the second lens plate. A prism array to which the incident light is incident, the prism array being substantially composed of a polarizing beam splitter having a polarization splitting section and a glass rod substantially only, and the prism array constituting the prism array Of the P-polarized light or S-polarized light that is disposed on the polarization beam splitter emission surface and is polarized and separated by the polarization beam splitter constituting the prism array, the light emitted from the bright spot incident on the prism array is emitted from the prism array. And a half-wave plate for converting one polarized light into the other polarized light. The central portion, a projection display device, characterized in that said substantially glass rod was placed polarizer.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001025838A1 (en) * 1999-09-30 2001-04-12 Fujitsu General Limited Reflection type liquid crystal projector
KR100446941B1 (en) * 2002-04-12 2004-09-01 일진다이아몬드(주) Projection display apparatus

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