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JPH116989A - Irradiation device for liquid crystal projector - Google Patents

Irradiation device for liquid crystal projector

Info

Publication number
JPH116989A
JPH116989A JP9158970A JP15897097A JPH116989A JP H116989 A JPH116989 A JP H116989A JP 9158970 A JP9158970 A JP 9158970A JP 15897097 A JP15897097 A JP 15897097A JP H116989 A JPH116989 A JP H116989A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
reflecting mirror
beam splitter
quarter
wave plate
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
JP9158970A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
So Fukada
創 深田
Hideyoshi Horigome
秀嘉 堀米
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.)
Individual
Original Assignee
Individual
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 Individual filed Critical Individual
Priority to JP9158970A priority Critical patent/JPH116989A/en
Publication of JPH116989A publication Critical patent/JPH116989A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Optical Filters (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make light linearly polarized light and to drastically improve polarization conversion efficiency by providing 1st and 2nd concave reflection mirrors, a white light source, a 1/4 wavelength plate disposed at the rear of the emitting aperture of the 2nd concave reflection mirror and a polarizing beam splitter disposed at the rear of the 1/4 wavelength plate. SOLUTION: A light beam emitted from the white light source 1 is partially reflected by a parabolic mirror 2 and converted into parallel beams. Then, it is partially reflected by an open spherical reflection mirror 3, and the reflected light beam passes through the focal position of the mirror 3, is reflected by the mirror 2 and converted into the parallel beams. The beams are made incident on the 1/4 wavelength plate 4 and made incident on a prism type beam splitter 5 after modulating the plane of polarization. A P polarized light component out of the light beam is transmitted through the beam splitter 5 and converted into the linearly polarized light, and an S polarized light component is reflected by reflection surfaces 6 and 7, passes through the plate 4 again and is converted into the circularly polarized light, which is partially reflected by the mirror 2 and converted into the P polarized light by the plate 4.

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】本発明は液晶プロジェクター
用照射装置に関する。
The present invention relates to an irradiation device for a liquid crystal projector.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の液晶プロジェクター用照射装置で
は、集光効率および偏光効率が極めて悪く最終的な光の
利用効率は2%程度である。その原因としては光源の大
きさに起因する集光特性の不備、さらに液晶ライトバル
ブは偏光板と検光子を用いるため、偏光変換損失および
吸収などがある。また、偏光変換光学系における光学素
子の波長依存性による偏光特性の不備などが挙げられ
る。
2. Description of the Related Art In a conventional irradiation apparatus for a liquid crystal projector, the light collection efficiency and polarization efficiency are extremely poor, and the final light utilization efficiency is about 2%. The causes include insufficient light-collecting characteristics due to the size of the light source, and furthermore, since the liquid crystal light valve uses a polarizing plate and an analyzer, there are polarization conversion loss and absorption. In addition, the polarization characteristics may be insufficient due to the wavelength dependence of the optical element in the polarization conversion optical system.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】従来の液晶プロジェク
ター用照射装置では、光源からの光利用効率は2%程度
と極めて低い水準にある。通常用いられている光源はメ
タルハライドランプであるが、点光源でないため、完全
な平行光を得るのは不可能であるが集光特性の改善が必
要である。また、液晶ライトバルブに照射する際には直
線偏光であることが必要であるが、上記光源は自然光に
近い無偏光状態のため効率よく直線偏光に変換しなけれ
ばならない。
In the conventional irradiation apparatus for a liquid crystal projector, the efficiency of using light from a light source is as low as about 2%. The light source generally used is a metal halide lamp. However, since it is not a point light source, it is impossible to obtain perfect parallel light, but it is necessary to improve the light-collecting characteristics. Further, when irradiating the liquid crystal light valve, it is necessary that the light is linearly polarized light. However, since the light source is in a non-polarized state close to natural light, it must be efficiently converted to linearly polarized light.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】上記課題の解決のため
に、第1発明は、第1の凹面反射鏡と第1凹面反射鏡の
ほぼ焦点位置に配設された白色光源と、焦点が第1の凹
面反射鏡の焦点とほぼ一致するように対向して配設した
出射開口を有する第2の凹面反射鏡と、第2の凹面反射
鏡の出射開口の後方に配設した4分の1波長板と、4分
の1波長板の後方に配設された偏光ビームスプリッター
とを有することを提案する。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a first concave reflector, a white light source disposed substantially at a focal point of the first concave reflector, and a focal point having a second focal point. A second concave reflecting mirror having an exit opening disposed so as to substantially coincide with the focal point of the first concave reflecting mirror, and a quarter disposed behind the exit opening of the second concave reflecting mirror; It is proposed to have a wave plate and a polarizing beam splitter arranged behind the quarter wave plate.

【0005】第2発明は、第1の凹面反射鏡と第1凹面
反射鏡のほぼ焦点位置に配設された白色光源と、焦点が
第1の凹面反射鏡の焦点とほぼ一致するように対向して
配設したコリメーターレンズと、コリメーターレンズの
後方に配設した4分の1波長板と、4分の1波長板の後
方に配設された偏光ビームスプリッターとを有すること
を提案する。。
According to a second aspect of the present invention, a first concave reflecting mirror and a white light source disposed substantially at the focal position of the first concave reflecting mirror are opposed to each other so that the focal point substantially coincides with the focal point of the first concave reflecting mirror. It is proposed to have a collimator lens arranged in a predetermined manner, a quarter-wave plate arranged behind the collimator lens, and a polarizing beam splitter arranged behind the quarter-wave plate. . .

【0006】第3発明は、開口を有する楕円面反射鏡
と、楕円面反射鏡の開口側とは反対側の焦点にほぼ配設
される白色光源と、焦点が楕円面反射鏡の開口側とは反
対側に位置する焦点にほぼ一致するように対向配設され
た出射開口を有する開口球面反射鏡と、焦点が楕円面反
射鏡の開口側に位置する焦点にほぼ一致するように配設
されたコリメーターレンズと、コリメーターレンズに後
置された4分の1波長板と4分の1波長板に後置された
偏光ビームスプリッターとを有することを提案する。
According to a third aspect of the present invention, there is provided an elliptical reflecting mirror having an opening, a white light source substantially disposed at a focal point on the opposite side to the opening side of the elliptical reflecting mirror, and a focal point having an opening on the elliptical reflecting mirror. Are provided with an aperture spherical reflecting mirror having an exit aperture disposed so as to substantially coincide with the focal point located on the opposite side, and disposed so that the focal point substantially coincides with the focal point located on the opening side of the elliptical reflecting mirror. It is proposed to have a collimator lens, a quarter-wave plate after the collimator lens, and a polarizing beam splitter after the quarter-wave plate.

【0007】第4発明は、開口を有する楕円面反射鏡
と、開口を有する楕円面反射鏡の開口と反対側に位置す
る焦点にほぼ配設される白色光源と、焦点が楕円面反射
鏡の開口側に位置する焦点にほぼ一致するように配設さ
れたコリメーターレンズと、コリメーターレンズに後置
された4分の1波長板と、4分の1波長板に後置された
偏光ビームスプリッターとを有することを提案する。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an elliptical reflecting mirror having an opening, a white light source substantially disposed at a focal point located on a side opposite to the opening of the elliptical reflecting mirror having an opening, A collimator lens disposed so as to substantially coincide with the focal point located on the aperture side, a quarter-wave plate disposed after the collimator lens, and a polarized beam disposed after the quarter-wave plate It is proposed to have a splitter.

【0008】第5発明は、白色光源と、白色光源からの
光線を平行光線とする凹面反射鏡とを含む集光光学系
と、集光光学系からの光線を、赤色光、緑色光、青色光
に分離する第1および第2のダイクロイックミラーと、
分離された赤色光、緑色光、青色光のそれぞれに対する
4分の1波長板と偏光ビームスプリッターとから成る光
学素子と、それぞれの光学素子からの光線をダイクロイ
ックミラーを介して合成する手段とを有することを提案
する。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a condensing optical system including a white light source, a concave reflecting mirror for converting the light from the white light source into parallel rays, and converting the light from the condensing optical system into red light, green light, and blue light. First and second dichroic mirrors for separating light,
It has an optical element comprising a quarter-wave plate and a polarizing beam splitter for each of the separated red light, green light and blue light, and means for combining light beams from the respective optical elements through a dichroic mirror. Propose that.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面を用い
て詳しく説明する。
Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

【0010】図1は本発明の実施の形態を示す光学系の
概略構成図である。メタルハライドランプ、ハロゲンラ
ンプあるいはキセノンランプである白色光源1から出射
した光線の一部は放物面反射鏡2により反射される。こ
の際、白色光源1は放物面反射鏡2のほぼ焦点位置に配
置されているため、反射された光線はほぼ平行光に変換
される。また、放物面反射鏡2により直接反射されない
一部の光線は中央部に円形開口あるいは矩形開口を有す
る開口球面反射鏡3により反射される。この際、白色光
源1は開口球面反射鏡3のほぼ焦点位置に配置されてい
るため、反射された光線は開口球面反射鏡3の焦点位置
を通過し、放物面反射鏡2により反射され、平行光に変
換される。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an optical system showing an embodiment of the present invention. A part of the light emitted from the white light source 1 which is a metal halide lamp, a halogen lamp or a xenon lamp is reflected by the parabolic reflector 2. At this time, since the white light source 1 is disposed substantially at the focal position of the parabolic reflector 2, the reflected light beam is converted into substantially parallel light. Some light rays that are not directly reflected by the parabolic reflector 2 are reflected by an aperture spherical reflector 3 having a circular or rectangular aperture at the center. At this time, since the white light source 1 is disposed substantially at the focal position of the open spherical reflecting mirror 3, the reflected light passes through the focal position of the open spherical reflecting mirror 3, is reflected by the parabolic reflecting mirror 2, and It is converted to parallel light.

【0011】上述の如く平行光に変換された光線は自然
光のため偏光方向は無秩序である。平行光に変換された
光線は4分の1波長板4に入射し、偏光面変調されプリ
ズム型偏光ビームスプリッター5に入射する。ここで、
偏光面変調された光線の内、P偏光成分はプリズム型偏
光ビームスプリッター5を透過するが、S偏光成分は反
射面6および7により反射され再び4分の1波長板4に
向かって進行し、4分の1波長板4を通過することによ
り円偏光に変換される。なぜなら、4分の1波長板4の
高速軸あるいは低速軸がプリズム型偏光ビームスプリッ
ター5の反射面6および7と入射光線がなす入射面に対
して45度になっているためでる。円偏光に変換された
光線は、放物面反射鏡2により反射され白色光源1を通
過し、一部は再び放物面反射鏡2により反射され平行光
に変換され、さらに4分の1波長板4により円偏光から
P偏光に変換され、プリズム型偏光ビームスプリッター
5を透過する。
The light beam converted into parallel light as described above is a natural light and its polarization direction is random. The light beam converted into parallel light is incident on the quarter-wave plate 4, is subjected to polarization plane modulation, and is incident on the prism-type polarization beam splitter 5. here,
The P-polarized light component of the polarization-modulated light beam passes through the prism-type polarizing beam splitter 5, while the S-polarized light component is reflected by the reflection surfaces 6 and 7, and travels again toward the quarter-wave plate 4. The light is converted into circularly polarized light by passing through the quarter-wave plate 4. This is because the high-speed axis or the low-speed axis of the quarter-wave plate 4 is at an angle of 45 degrees with respect to the incident surface between the reflecting surfaces 6 and 7 of the prism-type polarizing beam splitter 5 and the incident light beam. The light beam converted into the circularly polarized light is reflected by the parabolic reflector 2 and passes through the white light source 1, and a part of the light is reflected again by the parabolic reflector 2 and converted into parallel light. The light is converted from circularly polarized light to P-polarized light by the plate 4 and passes through the prism-type polarizing beam splitter 5.

【0012】また、円偏光に変換された光線のうち放物
面反射鏡2により反射され白色光源1を通過し、開口球
面反射鏡3により反射される光線が存在する。この光線
は再び白色光源1を通過し、さらに放物面反射鏡2によ
り反射され、平行光に変換される。平行光に変化された
円偏光の光線は4分の1波長板により円偏光からP偏光
に変換され、プリズム型偏光ビームスプリッター5を透
過する。この直線偏光に変換された略平行光線は図7に
示す従来よく知られている色分離光学系に導かれる。上
述の如く構成した光学系によって、液晶プロジェクター
用照射装置の集光効率および偏光変換効率が飛躍的に向
上する。
Among the light rays converted into circularly polarized light, there are light rays that are reflected by the parabolic reflecting mirror 2, pass through the white light source 1, and are reflected by the open spherical reflecting mirror 3. This light beam passes through the white light source 1 again, is further reflected by the parabolic reflector 2, and is converted into parallel light. The circularly-polarized light converted into parallel light is converted from circularly-polarized light into P-polarized light by a quarter-wave plate, and passes through the prism-type polarization beam splitter 5. The substantially parallel light beam converted into the linearly polarized light is guided to a conventionally well-known color separation optical system shown in FIG. With the optical system configured as described above, the light collection efficiency and the polarization conversion efficiency of the irradiation device for a liquid crystal projector are dramatically improved.

【0013】図2は本発明の実施の形態を示す光学系の
概略構成図である。図2において、白色光源1、放物面
反射鏡2、開口球面反射鏡3のほぼ焦点位置に配置され
ているため、反射された光線は開口球面反射鏡3、そし
て4分の1波長板4の構成は図1の実施形態と同じであ
る。図2において、4分の1波長板4に入射した光線
は、偏光面変調されワイヤグリッド型偏光ビームスプリ
ッター29に入射する。ここで、偏光面変調された光線
の内、S偏光成分はワイヤグリッド型偏光ビームスプリ
ッター29を透過するが、P偏光成分は反射され再び4
分の1波長板4に向かって進行し、4分の1波長板4を
通過することにより円偏光に変換される。なぜなら、4
分の1波長板4の高速軸あるいは低速軸がワイヤグリッ
ド型偏光ビームスプリッター29への入射光線がなす入
射面に対して45度になっているためである。円偏光に
変換された光線は、放物面反射鏡2により反射され白色
光源1を通過し、一部は再び放物面反射鏡2により反射
され平行光に変換され、さらに4分の1波長板4により
円偏光からS偏光に変換され、ワイヤグリッド型偏光ビ
ームスプリッター29を透過する。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of an optical system showing an embodiment of the present invention. In FIG. 2, since the white light source 1, the parabolic reflector 2, and the aperture spherical reflector 3 are arranged at substantially the focal positions, the reflected light is transmitted through the aperture spherical reflector 3 and the quarter-wave plate 4. Is the same as the embodiment of FIG. In FIG. 2, the light beam incident on the quarter-wave plate 4 is subjected to polarization plane modulation, and is incident on a wire grid type polarization beam splitter 29. Here, among the light beams having been subjected to the polarization plane modulation, the S-polarized light component is transmitted through the wire grid type polarizing beam splitter 29, while the P-polarized light component is reflected and re-transmitted.
The light travels toward the quarter-wave plate 4 and passes through the quarter-wave plate 4 to be converted into circularly polarized light. Because 4
This is because the high-speed axis or the low-speed axis of the half-wave plate 4 is at an angle of 45 degrees with respect to the plane of incidence of the light beam incident on the wire grid type polarizing beam splitter 29. The light beam converted into the circularly polarized light is reflected by the parabolic reflector 2 and passes through the white light source 1, and a part of the light is reflected again by the parabolic reflector 2 and converted into parallel light. The light is converted from circularly polarized light into S-polarized light by the plate 4 and passes through the wire grid type polarizing beam splitter 29.

【0014】また、円偏光に変換された光線のうち放物
面反射鏡2により反射され白色光源1を通過し、開口球
面反射鏡3により反射される光線が存在する。この光線
は再び白色光源1を通過し、さらに放物面反射鏡2によ
り反射され、平行光に変換される。平行光に変化された
円偏光の光線は4分の1波長板により円偏光からS偏光
に変換され、ワイヤグリッド型偏光ビームスプリッター
29を透過する。この直線偏光(S偏光)に変換された
略平行光線は図7に示す従来よく知られている色分離光
学系に導かれる。上述の如く構成した光学系によって、
液晶プロジェクター用照射装置の集光効率および偏光変
換効率が飛躍的に向上する。
Among the light beams converted into circularly polarized light, there are light beams that are reflected by the parabolic reflector 2, pass through the white light source 1, and are reflected by the open spherical reflector 3. This light beam passes through the white light source 1 again, is further reflected by the parabolic reflector 2, and is converted into parallel light. The circularly polarized light converted into parallel light is converted from circularly polarized light into S-polarized light by a quarter-wave plate, and passes through a wire grid type polarizing beam splitter 29. The substantially parallel light beam converted into the linearly polarized light (S-polarized light) is guided to a conventionally well-known color separation optical system shown in FIG. With the optical system configured as described above,
The light collection efficiency and polarization conversion efficiency of the irradiation device for a liquid crystal projector are dramatically improved.

【0015】次に、図3を用いて第三の実施形態を説明
する。図1の実施形態との相違点は放物面反射鏡2を球
面反射鏡8aとし、さらに、開口球面反射鏡3をコリメ
ーターレンズ9としたことである。白色光源1は球面反
射鏡8aのほぼ焦点位置に配置され、さらにコリメータ
ーレンズ9のほぼ焦点位置に配置されている。従って、
白色光源1から出射した光線の大部分は球面反射鏡8a
およびコリメーターレンズ9により集光され、平行光に
変換される。平行光に変換された光線は4分の1波長板
4により偏光面変調され、プリズム型偏光ビームスプリ
ッター5に入射し、P偏光成分は透過するがS偏光成分
は反射面6および7により反射される。反射されたS偏
光成分は再び4分の1波長板を通過し、円偏光に変換さ
れる。
Next, a third embodiment will be described with reference to FIG. The difference from the embodiment of FIG. 1 is that the parabolic reflector 2 is a spherical reflector 8a, and the aperture spherical reflector 3 is a collimator lens 9. The white light source 1 is disposed substantially at the focal position of the spherical reflecting mirror 8a, and further disposed substantially at the focal position of the collimator lens 9. Therefore,
Most of the light emitted from the white light source 1 is a spherical reflecting mirror 8a.
The light is condensed by the collimator lens 9 and converted into parallel light. The light converted into parallel light is subjected to polarization plane modulation by the quarter-wave plate 4 and enters the prism-type polarization beam splitter 5, where the P-polarized light component is transmitted but the S-polarized light component is reflected by the reflection surfaces 6 and 7. You. The reflected S-polarized light component passes through the quarter-wave plate again and is converted into circularly polarized light.

【0016】さらに、コリメーターレンズ9により、白
色光源1の位置に集光し、再び発散光となり球面反射鏡
8aで反射され、再び白色光源1の位置に集光し、さら
に発散光となりコリメーターレンズ9により平行光に変
換される。平行光に変換された円偏光の光線は4分の1
波長板4を透過することにより、P偏光に変換されるの
でプリズム型偏光ビームスプリッター5を透過すること
ができる。この直線偏光に変換された略平行光線は図7
に示す従来よく知られている色分離光学系に導かれる。
以上のように本発明を用いることにより効率よく直線偏
光を得ることができる。従ってこの光学系によって、液
晶プロジェクター用照射装置の集光効率および偏光変換
効率が飛躍的に向上する。
Further, the light is condensed at the position of the white light source 1 by the collimator lens 9 and again becomes divergent light, reflected by the spherical reflecting mirror 8a, again condensed at the position of the white light source 1, and further becomes divergent light. The light is converted into parallel light by the lens 9. One-quarter of the circularly polarized light converted to parallel light
By transmitting the light through the wavelength plate 4, it is converted into P-polarized light, so that the light can be transmitted through the prism-type polarizing beam splitter 5. The substantially parallel light beam converted into the linearly polarized light is shown in FIG.
And a well-known color separation optical system shown in FIG.
As described above, by using the present invention, linearly polarized light can be efficiently obtained. Therefore, with this optical system, the light collection efficiency and the polarization conversion efficiency of the irradiation device for a liquid crystal projector are dramatically improved.

【0017】図4は第四の実施形態を説明する。図3に
示す実施形態との相違点はプリズム型偏光ビームスプリ
ッター5がワイヤグリッド型偏光ビームスプリッター2
9に置き代わっていることである。図4でコリメーター
レンズ9により平行光に変換された光線は4分の1波長
板4、ワイヤグリッド型偏光ビームスプリッター5に入
射し、S偏光成分は透過するがP偏光成分は反射され
る。反射されたP偏光成分は再び4分の1波長板を通過
し、円偏光に変換される。
FIG. 4 illustrates a fourth embodiment. The difference from the embodiment shown in FIG. 3 is that the prism type polarizing beam splitter 5 is different from the wire grid type polarizing beam splitter 2 in FIG.
9 is being replaced. In FIG. 4, the light beam converted into parallel light by the collimator lens 9 is incident on the quarter-wave plate 4 and the wire grid type polarizing beam splitter 5, where the S-polarized light component is transmitted but the P-polarized light component is reflected. The reflected P-polarized component again passes through the quarter-wave plate and is converted into circularly polarized light.

【0018】さらに、コリメーターレンズ9により、白
色光源1の位置に集光し、再び発散光となり球面反射鏡
8aで反射され、再び白色光源1の位置に集光し、さら
に発散光となりコリメーターレンズ9により平行光に変
換される。平行光に変換された円偏光の光線は4分の1
波長板4を透過することにより、S偏光に変換されるの
でワイヤグリッド型偏光ビームスプリッター5を透過す
ることができる。この直線偏光に変換された略平行光線
は図7に示す従来よく知られている色分離光学系に導か
れる。以上のように本発明を用いることにより効率よく
直線偏光を得ることができる。従ってこの光学系によっ
て、液晶プロジェクター用照射装置の集光効率および偏
光変換効率が飛躍的に向上する。
Further, the light is condensed at the position of the white light source 1 by the collimator lens 9 and becomes divergent light again, is reflected by the spherical reflecting mirror 8a, is again condensed at the position of the white light source 1, and becomes divergent light again. The light is converted into parallel light by the lens 9. One-quarter of the circularly polarized light converted to parallel light
By transmitting the light through the wavelength plate 4, the light is converted into S-polarized light, and thus can be transmitted through the wire grid type polarizing beam splitter 5. The substantially parallel light beam converted into the linearly polarized light is guided to a conventionally well-known color separation optical system shown in FIG. As described above, by using the present invention, linearly polarized light can be efficiently obtained. Therefore, with this optical system, the light collection efficiency and the polarization conversion efficiency of the irradiation device for a liquid crystal projector are dramatically improved.

【0019】次に、図5を用いて第五の実施形態を説明
する。図3の実施形態との相違点は球面反射鏡8aを楕
円面反射鏡8bとし且つ開口球面反射鏡を付加し、白色
光源1は楕円面反射鏡8bに近い側の焦点位置にほぼ一
致する位置に配置され、さらにコリメーターレンズ9は
その焦点位置が楕円反射鏡8bのもう一方の焦点にほぼ
一致するように配置されている。従って、白色光源1か
ら出射した光線の大部分は楕円面反射鏡8b、開口球面
反射鏡3およびコリメーターレンズ9により集光され、
平行光に変換される。平行光に変換された光線は4分の
1波長板4により偏光面変調され、プリズム型偏光ビー
ムスプリッター5に入射し、P偏光成分は透過するがS
偏光成分は反射面6および7により反射される。反射さ
れたS偏光成分は再び4分の1波長板を通過し、円偏光
に変換される。
Next, a fifth embodiment will be described with reference to FIG. The difference from the embodiment of FIG. 3 is that the spherical reflecting mirror 8a is an ellipsoidal reflecting mirror 8b and an open spherical reflecting mirror is added, and the white light source 1 is located at a position almost coincident with the focal position on the side closer to the elliptical reflecting mirror 8b. And the collimator lens 9 is arranged such that its focal position substantially coincides with the other focal point of the elliptical reflecting mirror 8b. Therefore, most of the light emitted from the white light source 1 is condensed by the elliptical reflecting mirror 8b, the opening spherical reflecting mirror 3 and the collimator lens 9, and
It is converted to parallel light. The light beam converted into parallel light is subjected to polarization plane modulation by the quarter-wave plate 4 and is incident on the prism-type polarizing beam splitter 5, where the P-polarized light component is transmitted but the S-polarized light beam is transmitted.
The polarized light component is reflected by the reflecting surfaces 6 and 7. The reflected S-polarized light component passes through the quarter-wave plate again and is converted into circularly polarized light.

【0020】さらに、コリメーターレンズ9により、楕
円面反射鏡8bのコリメターレンズ3側の焦点位置に集
光し、再び発散光となり楕円面反射鏡8bで反射され、
再び白色光源1の位置に集光し、さらに発散して楕円面
反射鏡8bのコリメターレンズ3側の焦点位置に集光
し、さらに発散しコリメーターレンズ9により平行光に
変換される。平行光に変換された円偏光の光線は4分の
1波長板4を透過することにより、P偏光に変換される
のでプリズム型偏光ビームスプリッター5を透過するこ
とができる。この直線偏光に変換された略平行光線は図
7に示す従来よく知られている色分離光学系に導かれ
る。従って、本光学系によって液晶プロジェクター用照
射装置の集光効率および偏光変換効率が飛躍的に向上す
る。
Further, the light is condensed by the collimator lens 9 at the focal point on the collimator lens 3 side of the elliptical reflecting mirror 8b, becomes divergent light again, and is reflected by the elliptical reflecting mirror 8b.
The light is condensed again at the position of the white light source 1, further diverges, converges at the focal position of the elliptical reflecting mirror 8b on the collimator lens 3 side, further diverges, and is converted into parallel light by the collimator lens 9. The circularly polarized light beam converted into parallel light is converted into P-polarized light by transmitting through the quarter-wave plate 4, and thus can be transmitted through the prism-type polarizing beam splitter 5. The substantially parallel light beam converted into the linearly polarized light is guided to a conventionally well-known color separation optical system shown in FIG. Therefore, the light collection efficiency and the polarization conversion efficiency of the irradiation device for a liquid crystal projector are significantly improved by the present optical system.

【0021】次に、図6を用いて第六の実施形態を説明
する。図5の実施形態との相違点は図5でのプリズム型
偏光ビームスプリッター5が図6ではワイヤグリッド型
偏光ビームスプリッター29に置き代わっていることで
ある。図6で、コリメーターレンズ9により平行光に変
換された光線は4分の1波長板4により偏光面変調さ
れ、ワイヤグリッド型偏光ビームスプリッター29に入
射し、S偏光成分は透過するがP偏光成分は反射され
る。反射されたP偏光成分は再び4分の1波長板を通過
し、円偏光に変換される。
Next, a sixth embodiment will be described with reference to FIG. The difference from the embodiment of FIG. 5 is that the prism-type polarization beam splitter 5 in FIG. 5 is replaced with a wire grid type polarization beam splitter 29 in FIG. In FIG. 6, the light beam converted into parallel light by the collimator lens 9 is polarization-modulated by the quarter-wave plate 4, enters the wire grid type polarization beam splitter 29, and transmits S-polarized light components but P-polarized light. The components are reflected. The reflected P-polarized component again passes through the quarter-wave plate and is converted into circularly polarized light.

【0022】さらに、コリメーターレンズ9により、楕
円面反射鏡8bのコリメターレンズ3側の焦点位置に集
光し、再び発散光となり楕円面反射鏡8bで反射され、
再び白色光源1の位置に集光し、さらに発散して楕円面
反射鏡8bのコリメターレンズ3側の焦点位置に集光
し、さらに発散しコリメーターレンズ9により平行光に
変換される。平行光に変換された円偏光の光線は4分の
1波長板4を透過することにより、S偏光に変換される
のでワイヤグリッド型偏光ビームスプリッター29を透
過することができる。この直線偏光(S偏光)に変換さ
れた略平行光線は図7に示す従来よく知られている色分
離光学系に導かれる。以上のように本発明を用いること
により、液晶プロジェクター用照射装置の集光効率およ
び偏光変換効率が飛躍的に向上する。
Further, the light is condensed by the collimator lens 9 at the focal position of the elliptical reflecting mirror 8b on the collimator lens 3 side, becomes divergent light again, and is reflected by the elliptical reflecting mirror 8b.
The light is condensed again at the position of the white light source 1, further diverges, converges at the focal position of the elliptical reflecting mirror 8b on the collimator lens 3 side, further diverges, and is converted into parallel light by the collimator lens 9. The circularly polarized light beam converted to parallel light is transmitted to the quarter-wave plate 4 to be converted to S-polarized light, so that it can pass through the wire grid type polarizing beam splitter 29. The substantially parallel light beam converted into the linearly polarized light (S-polarized light) is guided to a conventionally well-known color separation optical system shown in FIG. As described above, by using the present invention, the light-collecting efficiency and the polarization conversion efficiency of the irradiation device for a liquid crystal projector are dramatically improved.

【0023】図7は従来よく知られている色分離光学系
を示す。直線偏光に変換された略平行光線はダイクロイ
ックミラー10により、赤色光は透過し、それ以外は反
射される。反射された光線はダイクロイックミラー11
により青色光は透過し、緑色光は反射される。透過した
青色光はミラー12により反射され、コンデンサーレン
ズ19により液晶ライトバルブ20に照射される。通過
した画像情報を有する青色光はダイクロイックミラー2
1を透過し、投射レンズ22に入射する。また、ダイク
ロイックミラー10を透過した赤色光はミラー13によ
り反射され、コンデンサレンズ14により液晶ライトバ
ルブ15に照射される。透過した赤色光はダイクロイッ
クミラー16を透過し、さらにダイクロイックミラー2
1により反射され投射レンズ22に入射する。また、ダ
イクロイックミラー11により反射された緑色光はコン
デンサーレンズ17により液晶ライトバルブ18に照射
される。透過した緑色光はダイクロイックミラー16に
より反射され、さらにダイクロイックミラー21により
反射され、投射レンズ22へ入射する。
FIG. 7 shows a well-known color separation optical system. The substantially parallel light rays converted to linearly polarized light are transmitted by the dichroic mirror 10 to red light, and the others are reflected. The reflected light is a dichroic mirror 11
Thereby, blue light is transmitted and green light is reflected. The transmitted blue light is reflected by the mirror 12 and is irradiated on the liquid crystal light valve 20 by the condenser lens 19. The blue light having the passed image information is a dichroic mirror 2
1 and is incident on the projection lens 22. The red light transmitted through the dichroic mirror 10 is reflected by the mirror 13 and is irradiated on the liquid crystal light valve 15 by the condenser lens 14. The transmitted red light passes through the dichroic mirror 16 and further passes through the dichroic mirror 2.
The light is reflected by 1 and enters the projection lens 22. The green light reflected by the dichroic mirror 11 is applied to the liquid crystal light valve 18 by the condenser lens 17. The transmitted green light is reflected by the dichroic mirror 16, further reflected by the dichroic mirror 21, and enters the projection lens 22.

【0024】液晶ライトバルブ15、18および20の
各画素は画像データによってON、OFFされ、光線の
透過量が制御される。投射レンズ22に入射した赤色、
青色および緑色の画像情報は重ね合わされて最終的な画
像としてスクリーンに投影される。図7に示した色分離
光学系に用いられている全ての液晶ライトバルブは、光
線の入射側に偏光変換用の偏光板はなく、液晶の配向方
向と入射光線の偏光方向は一致しているため、投射効率
を改善できる。
Each pixel of the liquid crystal light valves 15, 18 and 20 is turned on and off according to image data, and the amount of transmitted light is controlled. The red light incident on the projection lens 22;
The blue and green image information is superimposed and projected on a screen as a final image. All the liquid crystal light valves used in the color separation optical system shown in FIG. 7 do not have a polarizing plate for polarization conversion on the light incident side, and the alignment direction of the liquid crystal and the polarization direction of the incident light coincide. Therefore, the projection efficiency can be improved.

【0025】次に、第七の実施形態について説明する。
図8は集光光学系により集光された後の光線を赤色、青
色および緑色に分離し、直線偏光化する光学系の概略構
成図である。本発明の特徴は赤色、青色および緑色のそ
れぞれの中心波長に最適化した4分の1波長板とプリズ
ム型偏光ビームスプリッターの組み合わせを用い、それ
ぞれの色に対して独立に直線偏光化機能を持つように構
成してある。すなわち、4分の1波長板27とプリズム
型偏光ビームスプリッター28は赤色の中心波長に最適
化されており、プリズム型偏光ビームスプリッター28
により反射されたS偏光成分の赤色光線は図1、図3あ
るいは図5で説明した偏光変換光学系を除いた集光光学
系に戻り、再び4分の1波長板27とプリズム型偏光ビ
ームスプリッター28からなる偏光変換光学系に入射
し、効率よく赤色光線はP偏光に変換される。同様に、
4分の1波長板23とプリズム型偏光ビームスプリッタ
ー24は緑色の中心波長に最適化されており、効率よく
緑色光線はP偏光に変換される。さらに、4分の1波長
板25とプリズム型偏光ビームスプリッター26は青色
の中心波長に最適化されており、効率よく青色光線はP
偏光に変換される。
Next, a seventh embodiment will be described.
FIG. 8 is a schematic configuration diagram of an optical system that separates a light beam condensed by a condensing optical system into red, blue, and green light and linearly polarizes it. The feature of the present invention is to use a combination of a quarter-wave plate and a prism-type polarizing beam splitter optimized for each central wavelength of red, blue and green, and have a linear polarization function independently for each color. It is configured as follows. That is, the quarter-wave plate 27 and the prism-type polarization beam splitter 28 are optimized for the center wavelength of red light, and the prism-type polarization beam splitter 28
The red light of the S-polarized light component reflected by the light returns to the condensing optical system except for the polarization conversion optical system described with reference to FIG. 1, FIG. 3 or FIG. 5, and is again subjected to the quarter-wave plate 27 and the prism type polarizing beam splitter. The red light enters the polarization conversion optical system consisting of 28 and is efficiently converted into P-polarized light. Similarly,
The quarter-wave plate 23 and the prism-type polarizing beam splitter 24 are optimized for the center wavelength of green, and the green light is efficiently converted to P-polarized light. Further, the quarter-wave plate 25 and the prism-type polarizing beam splitter 26 are optimized for the center wavelength of blue light, and the blue light is efficiently
Converted to polarized light.

【0026】上述の如く、赤色、緑色および青色が独立
にP偏光変換されるため、各原色において極めて高品質
の直線偏光を得ることができる。このように、直線偏光
化した光線は投射レンズ22に入射する。液晶ライトバ
ルブ15、18および20の各画素は画像データによっ
てON、OFFされ、光線の透過量が制御され、赤色、
青色および緑色の画像情報が重ね合わされて最終的な画
像としてスクリーンに投影される。図8に示した色分離
光学系に用いられている全ての液晶ライトバルブは、光
線の入射側に偏光変換用の偏光板はなく、液晶の配向方
向と入射光線の偏光方向を一致させることにより、投射
効率を飛躍的に改善できる。
As described above, since red, green and blue are independently subjected to P-polarization conversion, extremely high quality linearly polarized light can be obtained for each primary color. In this manner, the linearly polarized light beam enters the projection lens 22. Each pixel of the liquid crystal light valves 15, 18 and 20 is turned on and off according to image data, the amount of transmitted light is controlled, and red,
The blue and green image information is superimposed and projected on a screen as a final image. All the liquid crystal light valves used in the color separation optical system shown in FIG. 8 have no polarizing plate for polarization conversion on the light incident side, and the alignment direction of the liquid crystal and the polarization direction of the incident light are matched. , Can greatly improve the projection efficiency.

【0027】本発明の第七の実施形態で示したダイクロ
イックミラー10、11、16および21、さらにミラ
ー12および13の反射率および透過率の偏光依存性は
小さいことが望ましい。
It is desirable that the reflectance and transmittance of the dichroic mirrors 10, 11, 16 and 21 and the mirrors 12 and 13 shown in the seventh embodiment of the present invention have small polarization dependence.

【0028】次に、図9に示す第八の実施形態について
説明する。図9において、図8の実施形態との相違点は
図8でのプリズム型偏光ビームスプリッター24、2
6、28が図9ではワイヤグリッド型偏光ビームスプリ
ッター29に置き代わっていることである。図9は集光
光学系により集光された後の光線を赤色、青色および緑
色に分離し、直線偏光化する光学系の概略構成図であ
る。本発明の特徴は赤色、青色および緑色のそれぞれの
中心波長に最適化した4分の1波長板4とワイヤグリッ
ド型偏光ビームスプリッター29の組み合わせを用い、
それぞれの色に対して独立に直線偏光化機能を持つよう
に構成してある。
Next, an eighth embodiment shown in FIG. 9 will be described. 9, the difference from the embodiment of FIG. 8 is that the prism type polarization beam splitters 24, 2 in FIG.
6 and 28 are that the wire grid type polarizing beam splitter 29 is replaced in FIG. FIG. 9 is a schematic configuration diagram of an optical system that separates a light beam condensed by a condensing optical system into red, blue, and green light and linearly polarizes it. The feature of the present invention is to use the combination of the quarter-wave plate 4 and the wire grid type polarizing beam splitter 29 optimized for the respective center wavelengths of red, blue and green,
It is configured to have a linear polarization function independently for each color.

【0029】すなわち、4分の1波長板4とワイヤグリ
ッド型偏光ビームスプリッター29は赤色の中心波長に
最適化されており、ワイヤグリッド型偏光ビームスプリ
ッター29により反射されたP偏光成分の赤色光線は図
2、図4あるいは図6で説明した偏光変換光学系を除い
た集光光学系に戻り、再び4分の1波長板4とワイヤグ
リッド型偏光ビームスプリッター29からなる偏光変換
光学系に入射し、効率よく赤色光線はS偏光に変換され
る。同様に、他の4分の1波長板4とワイヤグリッド型
偏光ビームスプリッター29も緑色、青色の中心波長に
最適化されており、効率よく緑色光線はS偏光に変換さ
れる。上述の如く、赤色、緑色および青色が独立にS偏
光変換されるため、各原色において極めて高品質の直線
偏光を得ることができる。従ってこの光学系によって、
液晶プロジェクター用照射装置の集光効率および偏光変
換効率が飛躍的に向上する。
That is, the quarter-wave plate 4 and the wire grid type polarizing beam splitter 29 are optimized for the center wavelength of red, and the red light of the P-polarized component reflected by the wire grid type polarizing beam splitter 29 is Returning to the condenser optical system except for the polarization conversion optical system described in FIG. 2, FIG. 4 or FIG. 6, the light again enters the polarization conversion optical system including the quarter-wave plate 4 and the wire grid type polarization beam splitter 29. The red light is efficiently converted into S-polarized light. Similarly, the other quarter-wave plate 4 and the wire grid type polarizing beam splitter 29 are also optimized for green and blue center wavelengths, and efficiently convert green light into S-polarized light. As described above, since red, green, and blue are independently subjected to S-polarization conversion, extremely high-quality linearly polarized light can be obtained for each primary color. Therefore, with this optical system,
The light collection efficiency and polarization conversion efficiency of the irradiation device for a liquid crystal projector are dramatically improved.

【0030】図10は、第九の発明の実施の形態を示す
光学系の概略構成図である。メタルハライドランプ、ハ
ロゲンランプあるいはキセノンランプである白色光源1
から出射した光線の一部は開口楕円面反射鏡8cにより
反射される。この際、白色光源1は開口楕円面反射鏡8
cのほぼ第一焦点位置に配置されており、反射された光
線は楕円面反射鏡8cのほぼ第二焦点位置に集光する。
コリメータレンズ9の焦点位置を楕円面反射鏡8cのほ
ぼ第二焦点位置に合せておくと、第二焦点位置に集光し
た光線はコリメータレンズ9でほぼ平行光に変換され
る。その平行光の振る舞いは、図1、図3に示す実施例
で説明した内容と同じで、この直線偏光に変換された略
平行光線は図7に示す従来よく知られている色分離光学
系に導かれる。従って本光学系によって、液晶プロジェ
クター用照射装置の集光効率および偏光変換効率が飛躍
的に向上する。
FIG. 10 is a schematic structural view of an optical system showing an embodiment of the ninth invention. White light source 1 that is a metal halide lamp, halogen lamp or xenon lamp
Are reflected by the aperture ellipsoidal reflecting mirror 8c. At this time, the white light source 1 has an aperture elliptical reflecting mirror 8.
c is disposed substantially at the first focal position, and the reflected light beam is condensed substantially at the second focal position of the elliptical reflecting mirror 8c.
When the focal position of the collimator lens 9 is set substantially at the second focal position of the elliptical reflecting mirror 8c, the light beam condensed at the second focal position is converted by the collimator lens 9 into substantially parallel light. The behavior of the parallel light is the same as that described in the embodiment shown in FIGS. 1 and 3, and the substantially parallel light converted into the linearly polarized light is applied to a conventionally well-known color separation optical system shown in FIG. Be guided. Therefore, with this optical system, the light collection efficiency and the polarization conversion efficiency of the irradiation device for a liquid crystal projector are dramatically improved.

【0031】図11は、第十の発明の実施の形態を示す
光学系の概略構成図である。図11において、図10の
実施形態との相違点は図10でのプリズム型偏光ビーム
スプリッター5が図11ではワイヤグリッド型偏光ビー
ムスプリッター29に置き代わっていることと、ワイヤ
グリッド型偏光ビームスプリッター29を出た光束がS
偏光になっていることである。このワイヤグリッドに垂
直な方向に振動するS偏光から成る直線偏光に変換され
た略平行光線は図7に示す従来よく知られている色分離
光学系に導かれる。従ってこの光学系によって、液晶プ
ロジェクター用照射装置の集光効率および偏光変換効率
が飛躍的に向上する。
FIG. 11 is a schematic configuration diagram of an optical system showing an embodiment of the tenth invention. 11 differs from the embodiment of FIG. 10 in that the prism-type polarization beam splitter 5 in FIG. 10 is replaced with the wire-grid polarization beam splitter 29 in FIG. The luminous flux exiting is S
That is, it is polarized. The substantially parallel light beam converted into linearly polarized light composed of S-polarized light oscillating in a direction perpendicular to the wire grid is guided to a conventionally well-known color separation optical system shown in FIG. Therefore, with this optical system, the light collection efficiency and the polarization conversion efficiency of the irradiation device for a liquid crystal projector are dramatically improved.

【0032】次に、図12、13、14、15、16を
用いて、図2、4、6、9、11に示す本発明実施例の
照明光学系で用いられている、ワイヤグリッド型偏光ビ
ームスプリッター29の作成方法の一例を述べる。
Next, referring to FIGS. 12, 13, 14, 15, and 16, a wire grid type polarized light used in the illumination optical system of the embodiment of the present invention shown in FIGS. 2, 4, 6, 9, and 11 will be described. An example of a method for forming the beam splitter 29 will be described.

【0033】図12は、ワイヤグリッド型偏光ビームス
プリッターの構成原理図を示す。ワイヤグリッド偏光ス
プリッター37は、多数の平行導体線36が配列されて
構成されており、これら平行導体線36のピッチ(周
期)dは、このワイヤグリッド偏光スプリッター37に
入射される光の波長よりも短くなされている。そして、
このワイヤグリッド偏光スプリッター37においては、
偏光方向が上記各平行導体線の方向に一致したP偏光
は、このワイヤグリッド偏光スプリッター37を透過す
ることなく、反射される。また、このワイヤグリッド偏
光スプリッター37においては、偏光方向が上記各平行
導体線36の方向に対して垂直であるS偏光は、このワ
イヤグリッド偏光スプリッター37により反射されるこ
となく、透過する。このワイヤグリッド偏光スプリッタ
ーにおいては、上記各平行導体線36の幅をaとし、ピ
ッチ(周期)をdとしたとき、(a/d)≒0.6であ
ることが望ましく、また、光線の波長をλとしたとき、
(λ/d)≧5であることが望ましい。さらに、ワイヤ
グリッドが被着された透明ガラス板の屈折率は、1に近
いことが望ましい。
FIG. 12 shows a configuration principle diagram of a wire grid type polarizing beam splitter. The wire grid polarization splitter 37 is configured by arranging a number of parallel conductor lines 36, and the pitch (period) d of these parallel conductor lines 36 is larger than the wavelength of light incident on the wire grid polarization splitter 37. It has been made short. And
In this wire grid polarization splitter 37,
The P-polarized light whose polarization direction matches the direction of each parallel conductor line is reflected without passing through this wire grid polarization splitter 37. In the wire grid polarization splitter 37, S-polarized light whose polarization direction is perpendicular to the direction of each of the parallel conductor lines 36 is transmitted without being reflected by the wire grid polarization splitter 37. In this wire grid polarization splitter, when the width of each parallel conductor line 36 is a and the pitch (period) is d, it is preferable that (a / d) ≒ 0.6, and the wavelength of the light beam Is λ,
It is desirable that (λ / d) ≧ 5. Further, it is desirable that the refractive index of the transparent glass plate on which the wire grid is adhered is close to 1.

【0034】上記ワイヤグリッド偏光スプリッター37
を作成するには、まず、図13に示すように、両面に反
射防止膜33,35が設けられたガラス基板34の片面
上に、Ni−Cr(ニッケルクローム)層32(厚さ5
nm)及びAu(金)層31(厚さ100nm)を真空
蒸着により形成し、さらに、フォトレジスト層30(厚
さ300nm)をスピンコート法により形成する。上記
Ni−Cr層32は、上記反射防止膜33と上記Au層
31との付着力を強めるためのアンダーコーティングで
ある。
The wire grid polarization splitter 37
First, as shown in FIG. 13, a Ni—Cr (nickel chrome) layer 32 (having a thickness of 5 mm) is formed on one side of a glass substrate 34 on which antireflection films 33 and 35 are provided on both sides.
nm) and an Au (gold) layer 31 (thickness 100 nm) are formed by vacuum evaporation, and a photoresist layer 30 (thickness 300 nm) is further formed by spin coating. The Ni-Cr layer 32 is an undercoat for enhancing the adhesion between the antireflection film 33 and the Au layer 31.

【0035】次に、図14に示すように、He−Cdレ
ーザ(発光波長:λ=441.6nm)の2光束干渉
で、ホログラフイック露光を行い、現像する。この状態
で、レジストパターンの断面形状は、正弦半波状とな
る。ここで、露光及び現像条件を制御することにより、
上記Au層31の一部を露出させ、上述の(a/d)を
0.6に近づける。
Next, as shown in FIG. 14, holographic exposure is performed by two-beam interference of a He-Cd laser (emission wavelength: λ = 441.6 nm), and development is performed. In this state, the cross-sectional shape of the resist pattern becomes a half sinusoidal shape. Here, by controlling the exposure and development conditions,
A part of the Au layer 31 is exposed, and the above (a / d) approaches 0.6.

【0036】そして、図15に示すように、垂直方向か
らAr(アルゴン)イオンビームエッチングを行う。こ
のArイオンビームエッチングでは、上記Au層31の
方がフォトレジストよりも早く削れるので、露出してい
たAu部分のみが上記Ni−Cr層32を含めて除去さ
れ、フォトレジスト部が残存することで、グリッドパタ
ーンが形成される。
Then, as shown in FIG. 15, Ar (argon) ion beam etching is performed from the vertical direction. In this Ar ion beam etching, since the Au layer 31 is polished faster than the photoresist, only the exposed Au portion is removed including the Ni—Cr layer 32, and the photoresist portion remains. , A grid pattern is formed.

【0037】次に、図16に示すように、図示していな
いがプラズマ照射により、残存しているフォトレジスト
を灰化除去することにより、上記各平行導体線(Au
線)36が配列された上記ワイヤグリッド偏光スプリッ
ター37が作成される。
Next, as shown in FIG. 16, although not shown, the remaining photoresist is ashed and removed by plasma irradiation, thereby forming each of the parallel conductor lines (Au).
The wire grid polarization splitter 37 in which the lines 36 are arranged is created.

【0038】[0038]

【発明の効果】本発明の液晶プロジェクター用照射装置
を用いることにより、直線偏光化のために使用されてい
た偏光板の替わりに、4分の1波長板と偏光ビームスプ
リッターを組み合わせることにより極めて効率のよい直
線偏光化が可能になる。また、放物面反射鏡、楕円面反
射鏡、球面反射鏡、コリメーターレンズ等の組み合わせ
による集光光学系と上記4分の1波長板と偏光ビームス
プリッターの組み合わせによる偏光変換光学系の相乗効
果は特に大きい。また、上記偏光変換光学系を赤色、緑
色および青色のそれぞれに対して独立に設けることによ
って、液晶プロジェクター用照射装置の偏光変換効率を
飛躍的に改善できる。
By using the illuminating device for a liquid crystal projector of the present invention, the efficiency is extremely improved by combining a quarter-wave plate and a polarizing beam splitter instead of the polarizing plate used for linear polarization. Linear polarization can be achieved. Also, a synergistic effect of a condensing optical system using a combination of a parabolic reflecting mirror, an elliptical reflecting mirror, a spherical reflecting mirror, a collimator lens, and the like, and a polarization converting optical system using a combination of the above quarter-wave plate and a polarizing beam splitter. Is particularly large. Further, by independently providing the polarization conversion optical system for each of red, green and blue, the polarization conversion efficiency of the irradiation device for a liquid crystal projector can be remarkably improved.

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

【図1】本発明の液晶プロジェクター用照射装置の概略
光学系構成図である。
FIG. 1 is a schematic optical system configuration diagram of an irradiation device for a liquid crystal projector of the present invention.

【図2】本発明の液晶プロジェクター用照射装置の概略
光学系構成図である。
FIG. 2 is a schematic optical system configuration diagram of the irradiation device for a liquid crystal projector of the present invention.

【図3】本発明の液晶プロジェクター用照射装置の概略
光学系構成図である。
FIG. 3 is a schematic optical system configuration diagram of an irradiation device for a liquid crystal projector of the present invention.

【図4】本発明の液晶プロジェクター用照射装置の概略
光学系構成図である。
FIG. 4 is a schematic optical system configuration diagram of an irradiation device for a liquid crystal projector according to the present invention.

【図5】本発明の液晶プロジェクター用照射装置の概略
光学系構成図である。
FIG. 5 is a schematic optical system configuration diagram of an irradiation device for a liquid crystal projector according to the present invention.

【図6】本発明の液晶プロジェクター用照射装置の概略
光学系構成図である。
FIG. 6 is a schematic optical system configuration diagram of an irradiation device for a liquid crystal projector of the present invention.

【図7】従来の色分離光学系の概略構成図である。FIG. 7 is a schematic configuration diagram of a conventional color separation optical system.

【図8】本発明の偏光変換光学系と色分離光学系の概略
構成図である。
FIG. 8 is a schematic configuration diagram of a polarization conversion optical system and a color separation optical system of the present invention.

【図9】本発明の液晶プロジェクター用照射装置の概略
光学系構成図である。
FIG. 9 is a schematic diagram of an optical system configuration of an irradiation device for a liquid crystal projector according to the present invention.

【図10】本発明の液晶プロジェクター用照射装置の概
略光学系構成図である。
FIG. 10 is a schematic optical system configuration diagram of an irradiation device for a liquid crystal projector of the present invention.

【図11】本発明の液晶プロジェクター用照射装置の概
略光学系構成図である。
FIG. 11 is a schematic optical system configuration diagram of an irradiation device for a liquid crystal projector of the present invention.

【図12】本発明に用いられるワイヤグリッド型偏光ビ
ームスプリッターの構成原理図である。
FIG. 12 is a configuration principle diagram of a wire grid type polarization beam splitter used in the present invention.

【図13】本発明に用いられるワイヤグリッド型偏光ビ
ームスプリッター作成工程の図である。
FIG. 13 is a diagram of a wire grid type polarizing beam splitter forming step used in the present invention.

【図14】本発明に用いられるワイヤグリッド型偏光ビ
ームスプリッター作成工程の図である。
FIG. 14 is a diagram of a wire grid type polarizing beam splitter forming process used in the present invention.

【図15】本発明に用いられるワイヤグリッド型偏光ビ
ームスプリッター作成工程の図である。
FIG. 15 is a diagram of a wire grid type polarizing beam splitter forming process used in the present invention.

【図16】本発明に用いられるワイヤグリッド型偏光ビ
ームスプリッター作成工程の図である。
FIG. 16 is a diagram of a wire grid type polarizing beam splitter forming process used in the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 白色光源 2 放物面反射鏡 3 開口球面反射鏡 4 4分の1波長板 5 プリズム型偏光ビームスプリッター 6 反射面 7 反射面 8a 球面反射鏡 8b 楕円面反射鏡 9 コリメーターレンズ 10 ダイクロイックミラー 11 ダイクロイックミラー 12 ミラー 13 ミラー 14 コンデンサーレンズ 15 液晶ライトバルブ 16 ダイクロイックミラー 17 コンデンサーレンズ 18 液晶ライトバルブ 19 コンデンサーレンズ 20 液晶ライトバルブ 21 ダイクロイックミラー 22 投射レンズ 23 4分の1波長板 24 プリズム型偏光ビームスプリッター 25 4分の1波長板 26 プリズム型偏光ビームスプリッター 27 4分の1波長板 28 プリズム型偏光ビームスプリッター 29 ワイヤグリッド型偏光ビームスプリッター 30 レジスト 31 Au膜 32 Ni−Cr膜 33 反射防止膜 34 基盤 35 反射防止膜 36 導体線 37 ワイヤグリッド偏光スプリッター REFERENCE SIGNS LIST 1 white light source 2 parabolic reflector 3 open spherical reflector 4 quarter-wave plate 5 prism-type polarizing beam splitter 6 reflective surface 7 reflective surface 8 a spherical reflector 8 b elliptical reflector 9 collimator lens 10 dichroic mirror 11 Dichroic mirror 12 Mirror 13 Mirror 14 Condenser lens 15 Liquid crystal light valve 16 Dichroic mirror 17 Condenser lens 18 Liquid crystal light valve 19 Condenser lens 20 Liquid crystal light valve 21 Dichroic mirror 22 Projection lens 23 Quarter wave plate 24 Prism type polarizing beam splitter 25 Quarter-wave plate 26 Prism-type polarizing beam splitter 27 Quarter-wave plate 28 Prism-type polarizing beam splitter 29 Wire grid-type polarizing beam splitter 30 Regis G 31 Au film 32 Ni-Cr film 33 Anti-reflection film 34 Base 35 Anti-reflection film 36 Conductor line 37 Wire grid polarization splitter

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1の凹面反射鏡と該第1凹面反射鏡の
ほぼ焦点位置に配設された白色光源と、 焦点が第1の凹面反射鏡の焦点とほぼ一致するように対
向して配設した出射開口を有する第2の凹面反射鏡と、 第2の凹面反射鏡の出射開口の後方に配設した4分の1
波長板と、 該4分の1波長板の後方に配設された偏光ビームスプリ
ッターとを有することを特徴とする液晶プロジェクター
用照射装置。
A first concave reflecting mirror, a white light source disposed substantially at a focal point of the first concave reflecting mirror, and a white light source facing the first concave reflecting mirror such that the focal point substantially coincides with the focal point of the first concave reflecting mirror; A second concave reflector having an exit aperture disposed therein, and a quarter disposed behind the exit aperture of the second concave reflector.
An irradiation device for a liquid crystal projector, comprising: a wave plate; and a polarizing beam splitter disposed behind the quarter wave plate.
【請求項2】 前記第1の凹面反射鏡が放物面反射鏡
で、第2の凹面反射鏡が球面反射鏡であることを特徴と
する請求項1記載の液晶プロジェクター用照射装置。
2. The illuminating device for a liquid crystal projector according to claim 1, wherein said first concave reflecting mirror is a parabolic reflecting mirror, and said second concave reflecting mirror is a spherical reflecting mirror.
【請求項3】 第1の凹面反射鏡と該第1凹面反射鏡の
ほぼ焦点位置に配設された白色光源と、 焦点が第1の凹面反射鏡の焦点とほぼ一致するように対
向して配設したコリメーターレンズと、 該コリメーターレンズの後方に配設した4分の1波長板
と、 該4分の1波長板の後方に配設された偏光ビームスプリ
ッターとを有することを特徴とする液晶プロジェクター
用照射装置。
3. A first concave reflecting mirror, a white light source disposed substantially at a focal position of the first concave reflecting mirror, and a white light source facing the first concave reflecting mirror such that the focal point substantially coincides with the focal point of the first concave reflecting mirror. A collimator lens disposed, a quarter-wave plate disposed behind the collimator lens, and a polarizing beam splitter disposed behind the quarter-wave plate. Irradiation equipment for liquid crystal projectors.
【請求項4】 開口を有する楕円面反射鏡と、 該楕円面反射鏡の開口側とは反対側の焦点にほぼ配設さ
れる白色光源と、 焦点が前記楕円面反射鏡の開口側とは反対側に位置する
焦点にほぼ一致するように対向配設された出射開口を有
する開口球面反射鏡と、 焦点が前記楕円面反射鏡の開口側に位置する焦点にほぼ
一致するように配設されたコリメーターレンズと、 該コリメーターレンズに後置された4分の1波長板と4
分の1波長板に後置された偏光ビームスプリッターとを
有することを特徴とする液晶プロジェクター用照射装
置。
4. An ellipsoidal reflecting mirror having an opening, a white light source substantially disposed at a focal point opposite to the opening side of the elliptical reflecting mirror, and a focal point at an opening side of the elliptical reflecting mirror. An open spherical reflecting mirror having an exit aperture disposed so as to substantially coincide with a focal point located on the opposite side, and disposed so that the focal point substantially coincides with a focal point located on the opening side of the elliptical reflecting mirror. A collimator lens, a quarter-wave plate subsequent to the collimator lens, and 4
An irradiation device for a liquid crystal projector, comprising: a polarizing beam splitter provided after a half-wave plate.
【請求項5】 開口を有する楕円面反射鏡と、 該開口を有する楕円面反射鏡の開口と反対側に位置する
焦点にほぼ配設される白色光源と、 焦点が前記楕円面反射鏡の開口側に位置する焦点にほぼ
一致するように配設されたコリメーターレンズと、 該コリメーターレンズに後置された4分の1波長板と、 該4分の1波長板に後置された偏光ビームスプリッター
とを有することを特徴とする液晶プロジェクター用照射
装置。
5. An elliptical reflecting mirror having an opening, a white light source substantially disposed at a focal point located on the opposite side of the opening of the elliptical reflecting mirror having the opening, and a focal point having an opening of the elliptical reflecting mirror. A collimator lens disposed so as to substantially coincide with a focal point located on the side, a quarter-wave plate provided behind the collimator lens, and a polarized light provided behind the quarter-wave plate An irradiation device for a liquid crystal projector, comprising: a beam splitter.
【請求項6】 白色光源と、該白色光源からの光線を平
行光線とする凹面反射鏡とを含む集光光学系と、 該集光光学系からの光線を、赤色光、緑色光、青色光に
分離する第1および第2のダイクロイックミラーと、 分離された赤色光、緑色光、青色光のそれぞれに対する
4分の1波長板と偏光ビームスプリッターとから成る光
学素子と、 該それぞれの光学素子からの光線をダイクロイックミラ
ーを介して合成する手段とを有することを特徴とする液
晶プロジェクター用照射装置。
6. A condensing optical system including a white light source, a concave reflecting mirror that converts light from the white light source into parallel light, and converting the light from the condensing optical system into red light, green light, and blue light. First and second dichroic mirrors, an optical element comprising a quarter-wave plate and a polarizing beam splitter for each of the separated red light, green light, and blue light; and the respective optical elements Means for synthesizing the light beams via a dichroic mirror.
【請求項7】 偏光ビームスプリッターがプリズム型偏
光ビームスプリッターであることを特徴とする請求項1
から6までのいずれか1項記載の液晶プロジェクター用
照射装置。
7. The polarizing beam splitter according to claim 1, wherein the polarizing beam splitter is a prism type polarizing beam splitter.
7. The irradiation device for a liquid crystal projector according to any one of items 1 to 6.
【請求項8】 偏光ビームスプリッターがワイヤグリッ
ド型偏光ビームスプリッターであることを特徴とする請
求項1から6までのいずれか1項記載の液晶プロジェク
ター用照射装置。
8. The irradiation device for a liquid crystal projector according to claim 1, wherein the polarization beam splitter is a wire grid type polarization beam splitter.
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