JP2001305485A - Projector - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、光源からの光束
を、光束分割光学素子によって該光束分割光学素子の略
中心を通る仮想の照明光軸と略直交する仮想面内に複数
の光源像を形成する複数の部分光束に分割し、複数の部
分光束のそれぞれを偏光変換素子により偏光方向が揃っ
た１種類の偏光光束に変換し、この偏光変換素子により
変換された複数の部分光束を１つの電気光学装置により
画像情報に応じて変調するプロジェクタに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for dividing a light beam from a light source into a plurality of light source images in a virtual plane substantially orthogonal to a virtual illumination optical axis passing through a substantially center of the light beam splitting optical element by a light beam splitting optical element. It is divided into a plurality of partial light beams to be formed, and each of the plurality of partial light beams is converted into one kind of polarized light beam having the same polarization direction by a polarization conversion element, and the plurality of partial light beams converted by the polarization conversion element are converted into one light beam. The present invention relates to a projector that modulates an electro-optical device according to image information.
【０００２】[0002]
【背景技術】カラー画像を投写表示できるプロジェクタ
としては、３つの色光毎に電気光学装置を備えた３板型
プロジェクタの他に、１つの電気光学装置でカラー画像
を形成する単板型プロジェクタが実用化されている。単
板型プロジェクタでは、装置の小型化と低コスト化を達
成し易いという利点がある。BACKGROUND ART As a projector capable of projecting and displaying a color image, in addition to a three-plate type projector having an electro-optical device for each of three color lights, a single-plate type projector that forms a color image with one electro-optical device is practically used. Has been The single-panel type projector has an advantage that the size and cost of the device can be easily reduced.
【０００３】単板型プロジェクタにも種々の形態がある
が、特開平４−６０５３８号公報に開示されたカラー液
晶表示装置のように、μレンズアレイを具備した１つの
液晶表示装置（電気光学装置）を特殊な配置の３枚のダ
イクロイックミラーによって色分解した色光で照明する
形態を有する単板型プロジェクタが知られている（以下
では、このような形態の電気光学装置を空間色分離型の
電気光学装置と呼称する）。この形態のプロジェクタ
は、単板型であるにも係わらず光利用効率が高く、明る
い投写画像を実現しやすいという点で注目されている。[0003] There are various types of single-panel projectors. One type of liquid crystal display device (electro-optical device) having a [mu] lens array, such as a color liquid crystal display device disclosed in JP-A-4-60538. A single-panel type projector is known which has a configuration in which an image is illuminated with color light separated by three dichroic mirrors having a special arrangement (hereinafter, an electro-optical device having such a configuration is used as a spatial color separation type electric device). Optical device). This type of projector has attracted attention because it has a high light use efficiency despite being a single-panel type and is easy to realize a bright projected image.
【０００４】上述の単板型プロジェクタでは、さらに、
光源から電気光学装置に至る光路上に光束分割光学素
子、偏光変換素子、および色分離光学素子等の種々の光
学素子を配置して、光源光を無駄なく利用し、かつ明る
さや色ムラのない投写画像を形成できるような工夫が施
されている。In the single-panel type projector described above,
Various optical elements such as a light beam splitting optical element, a polarization conversion element, and a color separation optical element are arranged on the optical path from the light source to the electro-optical device, so that the light from the light source is used without waste, and there is no brightness or color unevenness. The device is designed so that a projected image can be formed.
【０００５】光束分割光学素子は、光源からの光束を複
数の部分光束に分割して、該光束分割光学素子の略中心
を通る仮想の照明光軸と略直交する仮想面内に複数の光
源像を形成し、それらを疑似光源と見立てて、複数の光
源像からの光束を電気光学装置上で重畳させることによ
り、強度分布が揃った照明光束を得る光学素子である。
具体的には、光束分割光学素子としては、入射端面から
入射した光束を複数対の反射面にて反射させ、反射位置
の違いにより複数の部分光束に分割して射出端面から射
出する棒状の導光体や、電気光学装置の画素領域に対向
する面に沿って複数のレンズを配列して構成されるレン
ズアレイ等が採用される。[0005] The light beam splitting optical element splits the light beam from the light source into a plurality of partial light beams, and a plurality of light source images are provided in a virtual plane substantially orthogonal to a virtual illumination optical axis passing through a substantially center of the light beam splitting optical element. Are formed as pseudo light sources, and light beams from a plurality of light source images are superimposed on an electro-optical device to obtain an illumination light beam having a uniform intensity distribution.
Specifically, as a light beam splitting optical element, a light beam incident from an incident end face is reflected by a plurality of pairs of reflecting surfaces, and is divided into a plurality of partial light fluxes depending on the difference in the reflection position, and a rod-shaped light guide is emitted from the exit end face. An optical element, a lens array configured by arranging a plurality of lenses along a surface facing a pixel region of the electro-optical device, or the like is employed.
【０００６】偏光変換素子は、偏光方向がランダムな入
射光束を２種類の偏光光束に分離し、一方或いは両方の
偏光光束の偏光方向を回転させることにより、偏光方向
が揃った光束を射出する光学素子である。具体的には、
偏光変換素子は、偏光方向の異なる２種類の偏光光束の
うち、一方を透過し、他方を反射する偏光分離膜と、分
離された他方の偏光光束を反射する反射膜と、２種類の
偏光光束のいずれかの偏光方向を回転する位相差板とを
含んで構成される。The polarization conversion element separates an incident light beam having a random polarization direction into two types of polarized light beams, and rotates one or both polarized light beams to emit a light beam having a uniform polarization direction. Element. In particular,
The polarization conversion element includes a polarization separating film that transmits one of the two types of polarized light beams having different polarization directions and reflects the other, a reflective film that reflects the other separated polarized light beam, and two types of polarized light beams And a phase difference plate that rotates any one of the polarization directions.
【０００７】色分離光学素子は、入射光束を例えばＲＧ
Ｂ等の複数の色光に分離する光学素子であり、赤、緑、
青の各色光を反射する３枚のダイクロイックミラーを、
光束の入射方向に対して互いに異なる角度となるように
配置し、３枚のダイクロイックミラーにより分離された
各色光が互いに異なる角度で射出するように構成されて
いる。The color separation optical element converts the incident light beam into, for example, RG
It is an optical element that separates into multiple color lights such as B, red, green,
Three dichroic mirrors that reflect each blue light,
The light beams are arranged so as to be at different angles with respect to the incident direction of the light beam, and the respective color lights separated by the three dichroic mirrors are emitted at different angles.
【０００８】空間色分離型の電気光学装置は、前記色分
離光学素子で分離された光束を、色光毎に画像情報に応
じて変調し、カラー画像を形成するものである。この電
気光学装置では、ＲＧＢの各色光に対応した長方形状の
３つのサブ画素が並置され、それら３つのサブ画素に対
して１つのμレンズが形成される。μレンズに対して異
なる角度で入射した各色光は、μレンズにより集光さ
れ、対応する各サブ画素に入射して色光毎に変調された
後、投写レンズを介して射出され、カラーの投写画像を
形成する。The spatial color separation type electro-optical device modulates a light beam separated by the color separation optical element according to image information for each color light to form a color image. In this electro-optical device, three rectangular sub-pixels corresponding to each color light of RGB are arranged side by side, and one μ lens is formed for the three sub-pixels. Each color light incident on the μ lens at a different angle is condensed by the μ lens, enters each corresponding sub-pixel, is modulated for each color light, is emitted through the projection lens, and is a color projection image. To form
【０００９】[0009]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな構造の単板型のプロジェクタでは、色光毎のサブ画
素が長方形状に設定されているため、長方形状の短辺方
向に角度のついた光が入射すると、隣接するサブ画素に
異なる色光が混入し、他の色光の画素にその光が漏れて
混色が発生し、スクリーン上に投写された画像のコント
ラストや色再現性が低下するという問題がある。従っ
て、単板型のプロジェクタでは、電気光学装置に入射す
る当該方向（サブ画素の短辺方向）における光の角度分
布を如何に抑えるかが重要な問題となる。However, in the single-plate type projector having such a structure, since the sub-pixels for each color light are set in a rectangular shape, the light having an angle in the short side direction of the rectangular shape. When light is incident, different color light is mixed into adjacent sub-pixels, the light leaks to the other color light pixels, causing color mixing, and the contrast and color reproducibility of the image projected on the screen are reduced. is there. Therefore, in the single-plate type projector, it is an important issue how to suppress the angular distribution of light incident on the electro-optical device in the direction (short side direction of the sub-pixel).
【００１０】本発明の目的は、空間色分離型の電気光学
装置を用いて構成した単板型のプロジェクタにおいて、
混色を防ぎ、コントラストや色再現性の高いプロジェク
タを提供することにある。An object of the present invention is to provide a single-plate type projector constructed using a spatial color separation type electro-optical device.
An object of the present invention is to provide a projector that prevents color mixture and has high contrast and color reproducibility.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】本発明に係るプロジェク
タは、偏光変換素子による偏光分離の方向を工夫するこ
とにより、前記目的を達成するものである。A projector according to the present invention achieves the above object by devising a direction of polarization separation by a polarization conversion element.
【００１２】（１）本発明に係るプロジェクタは、光源
からの光束を、複数の部分光束に分割する光束分割光学
素子と、前記複数の部分光束のそれぞれを２種類の偏光
光束に分離した後、偏光方向が揃った１種類の偏光光束
に変換する偏光変換素子と、前記偏光変換素子から射出
された照明光束を変調する電気光学装置と、前記電気光
学装置によって変調された光を投写する投写レンズと、
を備えたプロジェクタであって、前記電気光学装置は、
各部分光束において異なる角度で入射する色光を色光ご
とに光変調処理を施すため、色光ごとに対応し互いに隣
接して配置された細長形状の画素を複数備え、前記偏光
変換素子による複数の部分光束の偏光分離方向は、前記
画素の長辺方向と略一致していることを特徴とする。(1) A projector according to the present invention comprises a light beam splitting optical element for splitting a light beam from a light source into a plurality of partial light beams, and separating each of the plurality of partial light beams into two types of polarized light beams. A polarization conversion element for converting into one kind of polarized light beam having a uniform polarization direction, an electro-optical device for modulating an illumination light beam emitted from the polarization conversion device, and a projection lens for projecting the light modulated by the electro-optical device When,
Wherein the electro-optical device comprises:
In order to perform light modulation processing on color light incident on each partial light beam at a different angle for each partial light beam, a plurality of elongated pixels arranged adjacent to each other corresponding to each color light are provided, and a plurality of partial light beams by the polarization conversion element are provided. Is characterized by that the polarization separation direction substantially coincides with the long side direction of the pixel.
【００１３】光の利用効率を向上させることを目的とし
て、光源と電気光学装置との間に偏光変換素子を配置し
た場合、偏光変換素子による偏光分離によって、偏光分
離方向においては光の角度分布が広がってしまう。しか
しながら、本発明では、偏光変換素子による偏光分離の
方向が電気光学装置の画素の長辺方向に略一致している
ため、画素の長辺方向では照明光束の角度分布の広がり
が発生してしまうものの、画素の短辺方向では角度分布
の広がりを生じることは殆ど無い。したがって、隣接す
る画素へ他の色光が入射すること（光漏れ）によって生
じる混色を低減することができ、コントラストが高く色
再現性の良い投写画像を実現できる。When a polarization conversion element is arranged between a light source and an electro-optical device for the purpose of improving the light use efficiency, the angle distribution of light in the polarization separation direction is reduced by the polarization separation by the polarization conversion element. Will spread. However, in the present invention, since the direction of polarization separation by the polarization conversion element substantially coincides with the long side direction of the pixel of the electro-optical device, the spread of the angular distribution of the illumination light beam occurs in the long side direction of the pixel. However, the angular distribution hardly spreads in the short side direction of the pixel. Therefore, it is possible to reduce color mixture caused by the incidence of another color light on adjacent pixels (light leakage), and it is possible to realize a projection image with high contrast and good color reproducibility.
【００１４】（２）電気光学装置としては、入射した光
束を前記画素で変調し、光束の入射方向とは反対側に射
出する透過型の電気光学装置である場合に本発明を採用
するのが好ましい。(2) The present invention is applied to an electro-optical device which is a transmissive electro-optical device in which an incident light beam is modulated by the pixels and emitted to the side opposite to the incident direction of the light beam. preferable.
【００１５】もちろん、入射した光束を画素で変調した
後、光束の入射方向に射出する反射型の電気光学装置を
使用することもできる。但し、その場合には、通常、電
気光学装置と照明装置との間、ならびに、電気光学装置
と投写レンズとの間に、偏光ビームスプリッタ等の偏光
選択素子が配置されるため、偏光選択素子の特性を維持
するために、上述した偏光変換素子、光束分割光学素子
の特性を、この偏光選択素子の特性が維持できるように
最適化することが必要となる。これに対して、透過型の
電気光学装置の場合、このような偏光選択素子を必要と
しないので、偏光選択素子の特性を考慮することなく、
プロジェクタを構成し易いという特徴がある。Of course, it is also possible to use a reflection type electro-optical device that modulates the incident light beam by the pixel and then emits the light beam in the incident direction. However, in that case, usually, a polarization selection element such as a polarization beam splitter is disposed between the electro-optical device and the illumination device, and between the electro-optical device and the projection lens. In order to maintain the characteristics, it is necessary to optimize the characteristics of the polarization conversion element and the light beam splitting optical element described above so that the characteristics of the polarization selection element can be maintained. On the other hand, in the case of a transmission type electro-optical device, since such a polarization selection element is not required, without considering the characteristics of the polarization selection element,
There is a feature that a projector can be easily configured.
【００１６】（３）光束分割光学素子は、画素の長辺方
向よりも画素の短辺方向に対して、より狭い間隔で複数
の光源像を形成するように、構成されているのが好まし
い。(3) The light beam splitting optical element is preferably configured to form a plurality of light source images at smaller intervals in the short side direction of the pixel than in the long side direction of the pixel.
【００１７】すなわち、画素の短辺方向における光源像
の間隔を狭めることにより、画素の短辺方向における照
明光束の角度分布の広がりをより確実に低減することが
できる。したがって、隣接する画素への光漏れによる混
色をより低減することができ、極めてコントラストが高
く色再現性の良い投写画像を実現できる。That is, by narrowing the interval between the light source images in the short side direction of the pixel, the spread of the angular distribution of the illumination light beam in the short side direction of the pixel can be reduced more reliably. Therefore, it is possible to further reduce color mixture due to light leakage to an adjacent pixel, and to realize a projection image having extremely high contrast and excellent color reproducibility.
【００１８】(3-1)光束分割光学素子としては、入射端
面から入射した光源からの光束を複数対の反射面にて反
射させ、複数の部分光束に分割して射出端面から射出す
るロッドを採用することができる。(3-1) As the light beam splitting optical element, a rod that reflects a light beam from a light source incident from an incident end face on a plurality of pairs of reflecting surfaces, splits the light beam into a plurality of partial light beams, and emits the light beam from an exit end face is used. Can be adopted.
【００１９】ここで、ロッドとしては、導光性を有する
材料からなる中実のもの（中実ロッド）や、筒状体の内
側面に光反射面を形成した中空のもの（中空ロッド）を
採用することができる。中実ロッドであれば、反射にお
ける反射が光損失を伴わない全反射となるので、光の利
用効率を一層向上できる。中空ロッドであれば、入射端
面から入射した光束がロッド内部の空気層を介して射出
端面に達するので、入射端面から射出端面までの寸法を
比較的短く設定しても均一な照明光束を実現することが
でき、さらに中実ロッドの場合よりも製造が容易である
という利点がある。Here, as the rod, a solid rod (solid rod) made of a material having a light guiding property or a hollow rod (hollow rod) having a light reflecting surface formed on the inner surface of a cylindrical body is used. Can be adopted. In the case of a solid rod, since the reflection in reflection is total reflection without light loss, the light use efficiency can be further improved. In the case of a hollow rod, the light beam incident from the incident end face reaches the exit end face via the air layer inside the rod, so that even if the dimension from the incident end face to the exit end face is set relatively short, a uniform illumination light flux is realized. Has the advantage that it is easier to manufacture than a solid rod.
【００２０】中実ロッドまたは中空ロッドを採用する場
合、少なくとも画素の長辺方向および短辺方向に向けて
対向する２組の反射面を備えていればよく、ロッド断面
を四角形以上の多角形、例えば八角形、十二角形等とす
ることもできる。When a solid rod or a hollow rod is employed, it is sufficient if at least two sets of reflecting surfaces facing each other in the long side direction and the short side direction of the pixel are provided. For example, the shape may be an octagon, a dodecagon, or the like.
【００２１】但し、光源から光束分割光学素子への光伝
達効率を考慮すれば、光源から光束分割光学素子に入射
する光の断面形状は略円形であるため、これらのロッド
の入射端面は正方形状にすることが好ましく、電気光学
装置への照明効率を考慮すれば、ロッドの射出端面を電
気光学装置の表示領域の形状と略相似形にすることが好
ましい。However, considering the light transmission efficiency from the light source to the light beam splitting optical element, the cross-sectional shape of the light incident on the light beam splitting optical element from the light source is substantially circular. In consideration of the illumination efficiency of the electro-optical device, it is preferable that the exit end face of the rod be substantially similar to the shape of the display area of the electro-optical device.
【００２２】光束分割光学素子として上述したロッドを
採用する場合、画素の短辺方向において対向する一対の
反射面を入射端面から射出端面に向かって次第に広がる
ように傾斜させることにより、画素の長辺方向よりも短
辺方向に対して、より狭い間隔で複数の光源像を形成す
ることができる。従って、隣接する画素への光漏れによ
る混色をより低減することができ、極めてコントラスト
が高く色再現性の良い投写画像を実現できる。When the above-described rod is adopted as the light beam splitting optical element, a pair of reflecting surfaces facing each other in the short side direction of the pixel are inclined so as to gradually widen from the incident end surface toward the emission end surface, thereby forming the long side of the pixel. A plurality of light source images can be formed at narrower intervals in the short side direction than in the direction. Therefore, it is possible to further reduce color mixture due to light leakage to adjacent pixels, and to realize a projection image having extremely high contrast and excellent color reproducibility.
【００２３】また、さらに、画素の長辺方向において対
向するロッドの、一対の反射面の間隔を、ロッドの入射
端面から射出端面に向かって次第に狭くなるようにして
もよい。この場合には、画素の、長辺方向の光源像の配
置間隔を広げることができるので、光源像の大きさを十
分考慮して偏光変換素子の偏光分離膜と反射膜との間隔
を設定できる。よって、偏光変換素子における偏光変換
効率を向上させることができ、結果的にプロジェクタに
おける光利用効率を向上させることが可能となる。Further, the interval between the pair of reflecting surfaces of the rod facing each other in the long side direction of the pixel may be gradually narrowed from the incident end face to the emission end face of the rod. In this case, since the arrangement interval of the light source images in the long side direction of the pixel can be widened, the interval between the polarization separation film and the reflection film of the polarization conversion element can be set in consideration of the size of the light source image. . Therefore, the polarization conversion efficiency of the polarization conversion element can be improved, and as a result, the light use efficiency of the projector can be improved.
【００２４】(3-2)光束分割素子としては、電気光学装
置の画素の長辺方向および短辺方向に複数のレンズを配
列して構成されるレンズアレイを採用することができ
る。(3-2) As the light beam splitting element, a lens array formed by arranging a plurality of lenses in the long side direction and the short side direction of the pixel of the electro-optical device can be adopted.
【００２５】この場合、複数のレンズの集光特性は、画
素の長辺方向よりも短辺方向により狭い間隔で複数の光
源像を形成するように、設定されていることが好まし
い。各レンズの集光特性をこのように設定すれば、画素
の短辺方向における照明光束の角度分布の広がりをより
確実に低減することができる。したがって、隣接する画
素への光漏れによる混色をより低減することができ、極
めてコントラストが高く色再現性の良い投写画像を実現
できる。In this case, the light-collecting characteristics of the plurality of lenses are preferably set so that a plurality of light source images are formed at a smaller interval in the short side direction than in the long side direction of the pixel. If the light-collecting characteristics of each lens are set in this way, the spread of the angular distribution of the illumination light beam in the short side direction of the pixel can be reduced more reliably. Therefore, it is possible to further reduce color mixture due to light leakage to an adjacent pixel, and to realize a projection image having extremely high contrast and excellent color reproducibility.
【００２６】尚、ここで、レンズアレイを構成するレン
ズとしては、表面を曲面状に成形してなる一般的なレン
ズを採用することができる他、ホログラフィ効果や回折
により光を集光するホログラムレンズや回折レンズを採
用することもできる。Here, as a lens constituting the lens array, a general lens having a curved surface can be used, and a hologram lens for condensing light by a holographic effect or diffraction. Alternatively, a diffractive lens can be employed.
【００２７】光束分割光学素子としてレンズアレイを採
用する場合、複数のレンズは、電気光学装置の表示領域
と略相似形とすることが好ましい。レンズアレイのレン
ズ上に形成された像は、１カ所の被照明領域である電気
光学装置の表示領域上で重畳される。従って、レンズの
形状を電気光学装置の表示領域の形状と略相似形とする
ことにより、レンズから射出された光束を無駄なく表示
領域に導き入れることができるので、照明効率を向上さ
せることができる。When a lens array is employed as the light beam splitting optical element, it is preferable that the plurality of lenses have a substantially similar shape to the display area of the electro-optical device. The image formed on the lens of the lens array is superimposed on the display area of the electro-optical device, which is one illuminated area. Therefore, by making the shape of the lens substantially similar to the shape of the display area of the electro-optical device, the light beam emitted from the lens can be introduced into the display area without waste, and the illumination efficiency can be improved. .
【００２８】また、レンズアレイを構成する複数のレン
ズの一部或いは全部は、偏心レンズであることが好まし
い。すなわち、レンズの一部或いは全部を偏心レンズと
することにより、各レンズの物理的中心以外の位置に光
源像を形成できるため、仮想面上に形成される複数の光
源像間の間隔を自在に制御することができる。It is preferable that some or all of the plurality of lenses constituting the lens array are decentered lenses. That is, since a part or all of the lenses are decentered lenses, light source images can be formed at positions other than the physical center of each lens, so that the distance between a plurality of light source images formed on a virtual plane can be freely set. Can be controlled.
【００２９】（４）光束分割光学素子としてレンズアレ
イを採用した場合、光源から偏光変換素子に至る光路中
に縮小光学系を配置することが好ましい。そして、この
縮小光学系によって、照明光束の全体の断面寸法を画素
の短辺方向に縮めることにより、画素の短辺方向におけ
る照明光束の角度分布の広がりをさらに低減することが
可能となる。したがって、隣接する画素への光漏れによ
る混色をより低減することができ、極めてコントラスト
が高く色再現性の良い投写画像を実現できる。また、被
照明領域を照明する光束全体の光束径を小さくできるた
め、電気光学装置の射出面側に配置される投写レンズと
して、口径の小さな安価な投写レンズを使用でき、プロ
ジェクタの低コスト化を実現できる。(4) When a lens array is employed as the light beam splitting optical element, it is preferable to arrange a reduction optical system in the optical path from the light source to the polarization conversion element. By reducing the overall cross-sectional dimension of the illumination light beam in the short side direction of the pixel by the reduction optical system, it is possible to further reduce the spread of the angular distribution of the illumination light beam in the short side direction of the pixel. Therefore, it is possible to further reduce color mixture due to light leakage to an adjacent pixel, and to realize a projection image having extremely high contrast and excellent color reproducibility. In addition, since the diameter of the entire luminous flux illuminating the illuminated area can be reduced, an inexpensive projection lens with a small aperture can be used as the projection lens disposed on the exit surface side of the electro-optical device, and the cost of the projector can be reduced. realizable.
【００３０】また、この場合において、画素の短辺方向
の断面寸法のみならず、画素の長辺方向の断面寸法を小
さくしてもよい。その場合には隣接する画素への光漏れ
による混色をさらに低減することができる。In this case, not only the cross-sectional dimension in the short side direction of the pixel but also the cross-sectional dimension in the long side direction of the pixel may be reduced. In that case, it is possible to further reduce color mixing due to light leakage to adjacent pixels.
【００３１】このような縮小光学系は、レンズアレイの
入射側または射出側の一方に配置される少なくとも１つ
の凸レンズと、偏光変換素子の入射側に配置される少な
くとも１つの凹レンズとにより構成することができる。
そして、画素の短辺方向における照明光束の断面寸法の
みを小さくする場合には、凹レンズ及び凸レンズとして
シリンドリカルレンズを用いることができる。尚、凸レ
ンズ及び凹レンズはそれぞれ１つのレンズ体により構成
できるが、光学収差の低減を考慮すれば、複数のレンズ
を組み合わせた組レンズとすることが好ましい。Such a reduction optical system comprises at least one convex lens disposed on one of the entrance side and the exit side of the lens array, and at least one concave lens disposed on the entrance side of the polarization conversion element. Can be.
When only the cross-sectional dimension of the illumination light beam in the short side direction of the pixel is reduced, a cylindrical lens can be used as the concave lens and the convex lens. Note that each of the convex lens and the concave lens can be constituted by one lens body. However, in consideration of reduction of optical aberration, it is preferable to form a combined lens of a plurality of lenses.
【００３２】(５)上記のプロジェクタにおいて、偏光変
換素子と電気光学装置との間に、照明光束の全体の断面
寸法を画素の短辺方向に縮める縮小光学系を採用するこ
とができる。(5) In the above projector, a reduction optical system for reducing the overall sectional dimension of the illumination light beam in the short side direction of the pixel can be employed between the polarization conversion element and the electro-optical device.
【００３３】このような縮小光学系は、１つの凹レンズ
により構成できるが、光学収差の低減を考慮すれば、複
数のレンズを組み合わせた組レンズにより構成すること
が好ましい。また、画素の短辺方向における照明光束の
断面寸法のみを小さくする場合には、凸レンズ及び凹レ
ンズとしてシリンドリカルレンズを用いることができ
る。このような縮小光学系を採用することによっても、
上述した（４）の場合と同様の効果を得ることができ
る。Such a reduction optical system can be constituted by one concave lens. However, in consideration of reduction of optical aberrations, it is preferable to constitute a reduction lens by combining a plurality of lenses. When only the cross-sectional dimension of the illumination light beam in the short side direction of the pixel is reduced, a cylindrical lens can be used as the convex lens and the concave lens. By adopting such a reduction optical system,
The same effect as in the case of the above (4) can be obtained.
【００３４】また、この場合においても、画素の短辺方
向のみならず、画素の長辺方向における照明光束の断面
寸法を縮めるようにしてもよい。この場合には、凹レン
ズ及び凸レンズとしては軸対象である一般的な曲面レン
ズを用いることができる。Also in this case, the cross-sectional dimension of the illumination light beam not only in the short side direction of the pixel but also in the long side direction of the pixel may be reduced. In this case, as the concave lens and the convex lens, general curved lenses that are axially symmetric can be used.
【００３５】（６）偏光変換素子としては、２種類の偏
光光束のうち、一方の偏光光束を透過し、他方の偏光光
束を反射する偏光分離膜と、２種類の偏光光束の射出方
向を揃えるために、他方の偏光光束を反射する反射膜
と、２種類の偏光光束の偏光方向を揃える位相差板と、
を有する偏光変換素子を採用することが好ましい。(6) As the polarization conversion element, out of the two types of polarized light beams, a polarization separation film that transmits one polarized light beam and reflects the other polarized light beam and aligns the emission directions of the two types of polarized light beams. For this purpose, a reflective film that reflects the other polarized light beam, and a retardation plate that aligns the polarization directions of the two types of polarized light beams,
It is preferable to employ a polarization conversion element having
【００３６】[0036]
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を、図
面を参照しつつ説明する。Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
【００３７】１ 第１実施形態 図１には、本発明の第１実施形態に係るプロジェクタの
構造を表す模式図が示されている。このプロジェクタ
は、光源ランプ１０、光束分割光学素子としてのロッド
２０、リレー光学系３０、偏光変換素子４０、色分離光
学素子８０、空間色分離型の液晶装置１０００、および
投写光学系となる投写レンズ３００を備え、これらは仮
想の照明光軸Ｌに沿って配置されている。そして、光源
ランプ１０、ロッド２０、リレー光学系３０、および偏
光変換素子４０が本実施形態における照明装置１を構成
している。1. First Embodiment FIG. 1 is a schematic diagram showing a structure of a projector according to a first embodiment of the invention. This projector includes a light source lamp 10, a rod 20 as a light beam splitting optical element, a relay optical system 30, a polarization conversion element 40, a color separation optical element 80, a spatial color separation type liquid crystal device 1000, and a projection lens serving as a projection optical system. 300, which are arranged along a virtual illumination optical axis L. The light source lamp 10, the rod 20, the relay optical system 30, and the polarization conversion element 40 constitute the illumination device 1 according to the present embodiment.
【００３８】光源ランプ１０から出射された光束は、ロ
ッド２０により複数の部分光束に分割され、偏光変換素
子４０で略１種類の偏光光束に変換された後、色分離光
学素子８０で複数の色光に分離され、液晶装置１０００
により、色光毎に画像情報に応じた光変調が施され、変
調後の光学像は投写光学レンズ３００によってスクリー
ン等の投写面２０００上に拡大投写される。The light beam emitted from the light source lamp 10 is split into a plurality of partial light beams by the rod 20, converted into substantially one kind of polarized light beam by the polarization conversion element 40, and then converted by the color separation optical element 80 into a plurality of color lights. And the liquid crystal device 1000
As a result, light modulation according to image information is performed for each color light, and the modulated optical image is enlarged and projected on a projection surface 2000 such as a screen by the projection optical lens 300.
【００３９】尚、本実施形態および以下のすべての実施
形態において、Ｚ軸方向は入射光束２の進行方向を、Ｘ
軸方向は入射光束２の進行方向に向かって３時の方向
を、Ｙ軸方向は入射光束２の進行方向に向かって１２時
の方向（図１の紙面と直交する方向）を示す、ここで、
照明光軸ＬはＺ軸と略平行な関係にある。In this embodiment and all of the following embodiments, the Z-axis direction indicates the traveling direction of the incident light beam 2 and X
The axial direction indicates the direction of 3 o'clock toward the traveling direction of the incident light beam 2, and the Y-axis direction indicates the direction of 12:00 o'clock (the direction orthogonal to the plane of FIG. 1) toward the traveling direction of the incident light beam 2. ,
The illumination optical axis L is substantially parallel to the Z axis.
【００４０】１−１ 光源ランプ 光源ランプ１０は、放射状に光線を放射する光源１１
と、光源１１から放射された光を集める楕円リフレクタ
１２とを備えており、楕円リフレクタ１２の２つの焦点
の内、一方は光源１１またはその近傍に、また、他方は
ロッド２０の入射端面２２またはその近傍に位置するよ
うに設定されている。光源１１から放射された光束は、
ミラー１３により９０°曲折されるとともに、楕円リフ
レクタ１２によってロッド２０の入射端面２２付近に集
光され、集光された状態でロッド２０に入射する。な
お、楕円リフレクタ１２に代えてパラボラリフレクタや
球面リフレクタを使用することもできる。但し、その場
合にはリフレクタの射出側にリフレクタから射出される
略平行な光束をロッド２０の入射端面２２に向けて集光
するための集光素子を設置する必要がある。1-1 Light Source Lamp The light source lamp 10 is a light source 11 that radiates light rays radially.
And an elliptical reflector 12 that collects light emitted from the light source 11. Of the two focal points of the elliptical reflector 12, one is at or near the light source 11, and the other is at the incident end face 22 of the rod 20 or It is set to be located in the vicinity. The luminous flux emitted from the light source 11 is
While being bent by 90 ° by the mirror 13, the light is converged by the elliptical reflector 12 near the incident end face 22 of the rod 20, and is incident on the rod 20 in the condensed state. Note that a parabolic reflector or a spherical reflector may be used instead of the elliptical reflector 12. In this case, however, it is necessary to provide a light-collecting element on the emission side of the reflector for collecting substantially parallel light beams emitted from the reflector toward the incident end face 22 of the rod 20.
【００４１】１−２ 光束分割光学素子 光束分割光学素子としてのロッド２０は、光源ランプ１
０からの光束を複数の部分光束に分割して、Ｘ−Ｙ平面
内に略マトリクス状に位置する複数の光源像Ｓを形成す
るための部材である。1-2 Beam splitting optical element The rod 20 as a beam splitting optical element is a light source lamp 1
This is a member for dividing a light beam from 0 into a plurality of partial light beams to form a plurality of light source images S located in a substantially matrix shape in the XY plane.
【００４２】このロッド２０は透明な導光性の材料、例
えばガラス材によって形成された棒状の中実ロッドであ
り、図２に示すように、光束が入射する入射端面２２
と、光束を反射させて伝達する４つの反射面２４ａ、２
４ｂ、２４ｃ、２４ｄと、伝達された光束が射出される
射出端面２６と、を有する６面体である。この場合、４
つの反射面２４ａ、２４ｂ、２４、２４ｄでは光損失を
伴わない全反射を生じ、それを利用して光の伝達を行う
ため、ロッド２０では高い光伝達効率を実現できる。The rod 20 is a rod-shaped solid rod made of a transparent light-guiding material, for example, a glass material. As shown in FIG.
And four reflecting surfaces 24a, 2a that reflect and transmit the light flux
It is a hexahedron having 4b, 24c, 24d and an emission end face 26 from which the transmitted light flux is emitted. In this case, 4
Since the two reflection surfaces 24a, 24b, 24, and 24d generate total reflection without light loss and transmit light using the reflection, the rod 20 can realize high light transmission efficiency.
【００４３】ここで、ロッド２０は、射出端面２６のＸ
−Ｙ平面における形状が被照明領域である液晶装置１０
００の表示領域の形状（本実施形態の場合には正方形
状）と略相似形をなす直方体である。従って、入射端面
２２と射出端面２６の断面形状は等しく、反射面２４ａ
と２４ｂとは互いに平行であり、反射面２４ｂと２４ｄ
とは互いに平行である。このロッド２０に入射した光束
は、反射面２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄにおける反
射位置と反射回数の違いに応じて、射出端面２６からの
射出角度が異なる複数の部分光束に分割される。Here, the rod 20 is positioned at the X
-Liquid crystal device 10 whose shape in the Y plane is an illuminated area
It is a rectangular parallelepiped substantially similar in shape to the display area of 00 (square in this embodiment). Accordingly, the cross-sectional shapes of the incident end face 22 and the exit end face 26 are equal, and the reflection face 24a
And 24b are parallel to each other and the reflecting surfaces 24b and 24d
Are parallel to each other. The luminous flux incident on the rod 20 is divided into a plurality of partial luminous fluxes having different exit angles from the exit end face 26 in accordance with the difference between the reflection positions on the reflection surfaces 24a, 24b, 24c, and 24d and the number of reflections.
【００４４】ロッド２０から異なる角度で射出された複
数の部分光束は、集光レンズ３１によって集光され、ロ
ッド２０から所定の距離を隔てた位置で、射出端面２６
と略平行で照明光軸Ｌと直交するＸ−Ｙ平面内に略マト
リクス状に複数の光源像Ｓを形成する。ここで、複数の
光源像Ｓが形成されるＸ−Ｙ平面を仮想面Ｐと呼称する
（図２参照）。The plurality of partial light beams emitted from the rod 20 at different angles are condensed by the condensing lens 31 and at a position separated from the rod 20 by a predetermined distance, the exit end face 26
A plurality of light source images S are formed substantially in a matrix on an XY plane substantially parallel to and perpendicular to the illumination optical axis L. Here, the XY plane on which the plurality of light source images S are formed is referred to as a virtual plane P (see FIG. 2).
【００４５】複数の光源像Ｓが形成される仮想面Ｐまた
はその近傍には、図１に示すように、第１伝達レンズ５
０、偏光変換素子４０、第２伝達レンズ５２が配置され
ている。As shown in FIG. 1, the first transmission lens 5 is provided at or near the virtual plane P on which the plurality of light source images S are formed.
0, a polarization conversion element 40, and a second transmission lens 52 are arranged.
【００４６】１−３ 偏光変換素子 偏光変換素子４０は、入射した光束を所定の直線偏光光
束に変換する機能を有しており、図３はその構成を示す
説明図である。なお、図３において（ａ）はＸ軸方向か
ら見た垂直断面図、（ｂ）は外観斜視図である。1-3. Polarization Conversion Element The polarization conversion element 40 has a function of converting an incident light beam into a predetermined linearly polarized light beam, and FIG. 3 is an explanatory view showing the configuration. 3A is a vertical sectional view as viewed from the X-axis direction, and FIG. 3B is an external perspective view.
【００４７】偏光変換素子４０は、複数の透光性部材４
１Ａ、４１Ｂと、これらの透光性部材間に交互に配置さ
れた複数の偏光分離膜４２及び反射膜４４と、偏光分離
膜４２に対応する位置に設けられた偏光方向回転手段で
ある位相差板４８とを含んで形成されている。また、偏
光変換素子４０は、偏光分離膜４２及び反射膜４４が形
成された透光性部材４１Ａと、偏光分離膜４２、反射膜
４４が形成されていない透光性部材４１Ｂとを交互に接
着剤で貼り合わせ、その後、透光性部材４１Ｂに位相差
板４８を貼りつけることによって形成されている。後述
するが、このＹ軸方向が液晶装置１０００を構成するサ
ブ画素の長辺方向に、また、Ｘ軸方向が短辺方向に相当
する。なお、全ての偏光分離膜４２及び反射膜４４は同
じ向きに配列される必要はなく、１つの偏光分離膜４２
と１つの反射膜４４を構成単位（偏光変換部４１と呼称
する）として、例えばＹ−Ｚ平面を対称面として膜面の
方向が互い違いに異なるように構成単位が配置されてい
ても良い。また、本実施形態では偏光分離膜４２と反射
膜４４との配置間隔を全ての同じにしているが、異なっ
ていても良い。The polarization conversion element 40 includes a plurality of translucent members 4.
1A, 41B, a plurality of polarization separation films 42 and reflection films 44 alternately arranged between these translucent members, and a phase difference as a polarization direction rotation means provided at a position corresponding to the polarization separation film 42. And a plate 48. Further, the polarization conversion element 40 is formed by alternately bonding a light transmitting member 41A on which the polarization separation film 42 and the reflection film 44 are formed and a light transmission member 41B on which the polarization separation film 42 and the reflection film 44 are not formed. It is formed by sticking with an agent, and then sticking a retardation plate 48 to the translucent member 41B. As will be described later, the Y-axis direction corresponds to the long side direction of the sub-pixel constituting the liquid crystal device 1000, and the X-axis direction corresponds to the short side direction. Note that all the polarization separation films 42 and the reflection films 44 need not be arranged in the same direction, and one polarization separation film 42
And one reflecting film 44 as a constituent unit (referred to as a polarization conversion unit 41), for example, the constituent units may be arranged so that the direction of the film surface is alternately different with respect to the YZ plane as a plane of symmetry. Further, in the present embodiment, the arrangement intervals of the polarization separation film 42 and the reflection film 44 are all the same, but may be different.
【００４８】ここで、便宜上、偏光変換素子４０の光束
が入射する側の面において、偏光分離膜４２に直接対応
する面を「入射面４５Ａ」、反射膜４４に直接対応する
面を「入射面４５Ｂ」と呼称し、同様に、光束が射出さ
れる側の面において、偏光分離膜４２に直接対応する面
を「射出面４６Ａ」、反射膜４４に直接対応する面を
「射出面４６Ｂ」と呼称する。偏光変換部４１が上述の
ように配置されることから，図３（ａ）、（ｂ）に示す
ように、入射面４５Ａ及び入射面４５Ｂは、偏光分離膜
４２における偏光分離方向、すなわちＹ軸方向に沿って
交互に所定間隔をおいて複数形成されている。同様に、
射出面４６Ａ及び射出面４６Ｂも、Ｙ軸方向に沿って交
互に所定間隔をおいて複数形成されている。Here, for the sake of convenience, on the surface of the polarization conversion element 40 on the side where the light beam enters, the surface directly corresponding to the polarization separation film 42 is referred to as “incident surface 45A”, and the surface directly corresponding to the reflective film 44 is referred to as “incident surface Similarly, on the surface from which the light beam is emitted, the surface directly corresponding to the polarization splitting film 42 is referred to as “emission surface 46A”, and the surface directly corresponding to the reflection film 44 is referred to as “emission surface 46B”. Call it. Since the polarization converter 41 is arranged as described above, as shown in FIGS. 3A and 3B, the incident surface 45A and the incident surface 45B are in the polarization separation direction in the polarization separation film 42, that is, the Y axis. A plurality are formed alternately at predetermined intervals along the direction. Similarly,
A plurality of emission surfaces 46A and emission surfaces 46B are formed alternately at predetermined intervals along the Y-axis direction.
【００４９】偏光分離膜４２は、入射する非偏光な光束
を偏光方向が略直交する２種類の直線偏光光束に空間的
に分離する機能を有する。すなわち、偏光分離膜４２に
入射した光束は、偏光分離膜４２を透過する透過光であ
る第１の直線偏光光束と、偏光分離膜４２で反射されそ
の進行方向を略９０度曲げられる反射光である第２の直
線偏光光束とに分離される。本実施形態では、第１の直
線偏光光側をＰ偏光光束、第２の直線偏光光束をＳ偏光
光束としており、偏光分離膜４２は反射光をＹ軸方向と
略平行に反射するような特性及び角度に形成されてい
る。具体的には、偏光分離膜４２は、複数の光源像Ｓが
形成される仮想面Ｐに対して略４５°となるように傾斜
している。この偏光分離膜４２は、誘電体多層膜により
実現することができる。The polarization separating film 42 has a function of spatially separating an incident non-polarized light beam into two types of linearly polarized light beams whose polarization directions are substantially orthogonal to each other. That is, the light beam that has entered the polarization separation film 42 is composed of a first linearly polarized light beam that is transmitted light that passes through the polarization separation film 42 and reflected light that is reflected by the polarization separation film 42 and whose traveling direction is bent by approximately 90 degrees. It is separated into a certain second linearly polarized light beam. In the present embodiment, the first linearly polarized light beam is a P-polarized light beam, the second linearly polarized light beam is an S-polarized light beam, and the polarization separation film 42 reflects reflected light substantially parallel to the Y-axis direction. And an angle. Specifically, the polarization separation film 42 is inclined so as to be approximately 45 ° with respect to the virtual plane P on which the plurality of light source images S are formed. This polarization separation film 42 can be realized by a dielectric multilayer film.
【００５０】反射膜４４は、偏光分離膜４２からの反射
光を再度反射し、その進行方向を透過光の進行方向と略
同一方向に向ける機能を有する。この反射膜４４の機能
は、透光部材に形成された誘電体多層膜やアルミニウム
膜等で実現することができ、偏光分離膜４２と略平行に
配置される。The reflection film 44 has a function of reflecting the reflected light from the polarization splitting film 42 again and directing the traveling direction thereof to substantially the same direction as the traveling direction of the transmitted light. The function of the reflection film 44 can be realized by a dielectric multilayer film, an aluminum film, or the like formed on the light transmitting member, and is disposed substantially parallel to the polarization separation film 42.
【００５１】位相差板４８は、透過光または反射光の
内、一方の偏光光束の偏光方向を他方の偏光光束の偏光
方向に略一致させる機能を有する。本実施の形態では、
位相差板４８として１／２波長板が使用され、図３
（ａ）、（ｂ）に示すように、射出面４６Ｂを避けて射
出面４６Ａのみに選択的に設置されている。したがっ
て、偏光分離膜４２を透過した光の偏光方向だけが略９
０°回転され、その結果、偏光変換素子４０から射出す
る光束のほとんどが１種類の偏光光束となる。本実施形
態では、偏光変換素子４０から射出される光のほとんど
がＳ偏光光束となる。The phase plate 48 has a function of making the polarization direction of one polarized light beam of the transmitted light or the reflected light substantially coincide with the polarization direction of the other polarized light beam. In the present embodiment,
A half-wave plate is used as the phase difference plate 48, and FIG.
As shown in (a) and (b), it is selectively installed only on the emission surface 46A while avoiding the emission surface 46B. Therefore, only the polarization direction of the light transmitted through the polarization separation film 42 is substantially 9
The light beam is rotated by 0 °, and as a result, almost all of the light beam emitted from the polarization conversion element 40 becomes one kind of polarized light beam. In the present embodiment, most of the light emitted from the polarization conversion element 40 is an S-polarized light beam.
【００５２】なお、偏光分離膜４２にて分離された２つ
の偏光光束の偏光方向を１種類の偏光光束に統一するこ
とが可能である限り、位相差板の種類およびその位置は
限定されない。例えば、射出面４６Ａ及び射出面４６Ｂ
のそれぞれに位相差の異なる２種類の位相差板を各々配
置して、各位相差板を通過する偏光光束の偏光方向を揃
えるような構成とすることもできる。The type of retardation plate and its position are not limited as long as the polarization directions of the two polarized light beams separated by the polarization separating film 42 can be unified into one type of polarized light beam. For example, the emission surface 46A and the emission surface 46B
It is also possible to arrange two types of phase difference plates having different phase differences in each of them, and to arrange the polarization directions of the polarized light beams passing through each phase difference plate.
【００５３】このような偏光変換素子４０が用いられる
ことから、光源ランプ１０から射出された非偏光な光束
を１種類の偏光光束に効率よく変換することができる。
従って、１種類の偏光光束しか利用できない液晶装置１
０００において、光の利用効率を向上させることが可能
となる。Since such a polarization conversion element 40 is used, a non-polarized light beam emitted from the light source lamp 10 can be efficiently converted into one type of polarized light beam.
Therefore, the liquid crystal device 1 which can use only one kind of polarized light beam
000, the light use efficiency can be improved.
【００５４】１−４ リレー光学系 リレー光学系３０は、図１に示したように、ロッド２０
の射出端面２６に形成された像を被照明領域である液晶
装置１０００に伝達するための伝達光学系である。本実
施形態において、リレー光学系３０は、集光レンズ３
１、第１伝達レンズ５０、第２伝達レンズ５２、および
平行化レンズ３２を含んで構成されている。1-4. Relay Optical System The relay optical system 30 is, as shown in FIG.
Is a transmission optical system for transmitting an image formed on the exit end surface 26 of the liquid crystal device 1000 to the liquid crystal device 1000 which is an illuminated area. In the present embodiment, the relay optical system 30 includes the condenser lens 3
1, the first transmission lens 50, the second transmission lens 52, and the parallelizing lens 32.
【００５５】集光レンズ３１は、ロッド２０の射出端面
２６の近傍に配置され、ロッド２０からの部分光束を、
第１伝達レンズ５０を経て偏光変換素子４０に導き入れ
る機能を有する。本実施形態の集光レンズ３１は、集光
レンズ３１ａ，３１ｂの２枚の集光レンズを組み合わせ
た組レンズで構成されているが、これに限定されず、一
般的な単レンズを用いても良い。但し、部分光束を偏光
変換素子４０に導く際に発生し易い光学収差を低減する
ためには、組レンズや非球面レンズの使用が適してい
る。The condensing lens 31 is disposed near the exit end face 26 of the rod 20 and converts the partial light beam from the rod 20 into
It has a function of introducing the light into the polarization conversion element 40 through the first transmission lens 50. The condensing lens 31 of the present embodiment is constituted by a set lens in which two condensing lenses of the condensing lenses 31a and 31b are combined. However, the present invention is not limited to this, and a general single lens may be used. good. However, in order to reduce optical aberrations that are likely to occur when guiding the partial light beam to the polarization conversion element 40, it is appropriate to use a group lens or an aspherical lens.
【００５６】第１伝達レンズ５０は、複数の矩形状の微
小レンズ５１を略マトリックス状に組み合わせたレンズ
アレイであり、複数の部分光束のそれぞれを偏光変換素
子４０の入射面４５Ａ（図３参照）に効率的に導き入れ
る機能を有している。微小レンズ５１の数とその配置
は、ロッド２０によりにより形成される光源像の数とそ
の形成位置に対応させて決定されている。第１伝達レン
ズ５０を構成する微小レンズ５１の形状は限定されない
が、本実施形態のように、複数の矩形状の微小レンズ５
１を平面的に配列して板状に形成したものが利用しやす
い。また、複数の微小レンズ５１を用いて構成すれば、
各々の微小レンズ５１の集光特性を最適化できるため、
光束を伝達する際に発生しやすい光学収差を効果的に低
減することができる。ただし、ロッド２０から射出され
る光束の特性（例えば放射角が小さい場合）によって
は、複数の微小レンズ５１を用いずに、１つのレンズに
よって第１伝達レンズ５０を構成しても良く、さらに
は、省略することも可能である。The first transmission lens 50 is a lens array in which a plurality of rectangular minute lenses 51 are combined in a substantially matrix form, and converts each of the plurality of partial light beams into an incident surface 45A of the polarization conversion element 40 (see FIG. 3). It has a function to efficiently guide the user to The number and arrangement of the microlenses 51 are determined according to the number of light source images formed by the rods 20 and their formation positions. Although the shape of the micro lens 51 constituting the first transmission lens 50 is not limited, a plurality of rectangular micro lenses 5 as in this embodiment are used.
Those formed in a plate shape by arranging 1 in a plane are easy to use. In addition, if it is configured using a plurality of minute lenses 51,
Since the light-collecting characteristics of each microlens 51 can be optimized,
It is possible to effectively reduce optical aberrations that are likely to occur when transmitting a light beam. However, depending on the characteristics of the light beam emitted from the rod 20 (for example, when the radiation angle is small), the first transmission lens 50 may be configured by one lens without using the plurality of microlenses 51. Can be omitted.
【００５７】第２伝達レンズ５２は、偏光変換素子４０
の射出側に配置され、偏光変換素子４０から射出される
複数の部分光束を被照明領域である液晶装置１０００上
に伝達し、それらの部分光束を一カ所の被照明領域であ
る液晶装置１０００の表示領域上で重畳させる機能を有
する。本実施形態の第２伝達レンズ５２は、１枚のレン
ズによって構成されているが、先の第１伝達レンズ５０
と同様に複数のレンズによって構成されたレンズアレイ
としてもよい。The second transmission lens 52 is connected to the polarization conversion element 40
Are transmitted on the liquid crystal device 1000, which is an illuminated area, and the partial luminous fluxes emitted from the polarization conversion element 40 are transmitted to the liquid crystal device 1000, which is a single illuminated area. It has a function of superimposing on the display area. Although the second transmission lens 52 of the present embodiment is configured by one lens, the first transmission lens 50
Similarly to the above, a lens array composed of a plurality of lenses may be used.
【００５８】なお、本実施形態では、第１伝達レンズ５
０を偏光変換素子４０の入射側に、第２伝達レンズ５２
を偏光変換素子４０の射出側に配置しているが、これら
の伝達レンズ５０、５２は、偏光変換素子４０の入射側
あるいは射出側に２つまとめて配置しても良く、この場
合、２つの伝達レンズ５０、５２の機能をまとめて１つ
のレンズとしても良い。この場合には、照明装置の低コ
スト化を図ることができる。また、本実施形態では、第
１伝達レンズ５０を偏光変換素子４０の入射側に配置す
るため、これに複数の部分光束のそれぞれを偏光変換素
子４０の入射面４５Ａ（図３参照）に効率的に導き入れ
るという機能を持たせており、また、第２伝達レンズ５
２を偏光変換素子４０の射出側に配置しているため、こ
れに複数の部分光束を液晶装置１０００上に重畳させる
という機能を持たせている。しかしながら、各伝達レン
ズ５０、５２に持たせる機能は、各伝達レンズ５０、５
２が配置される位置によって適宜変更しても良い。In the present embodiment, the first transmission lens 5
0 on the incident side of the polarization conversion element 40, and the second transmission lens 52
Are disposed on the exit side of the polarization conversion element 40. However, these transmission lenses 50 and 52 may be disposed together on the entrance side or the exit side of the polarization conversion element 40. The functions of the transmission lenses 50 and 52 may be combined into one lens. In this case, the cost of the lighting device can be reduced. In the present embodiment, since the first transmission lens 50 is disposed on the incident side of the polarization conversion element 40, each of the plurality of partial light beams is efficiently applied to the incident surface 45A of the polarization conversion element 40 (see FIG. 3). And the second transmission lens 5
2 is disposed on the exit side of the polarization conversion element 40, and has a function of superimposing a plurality of partial light beams on the liquid crystal device 1000. However, the function provided to each transmission lens 50, 52 depends on each transmission lens 50, 5
It may be changed as appropriate depending on the position where 2 is arranged.
【００５９】平行化レンズ３２は、被照明領域である液
晶装置１０００の入射側に配置され、偏光変換素子４０
から第２伝達レンズ５２を経て液晶装置１０００に入射
する複数の部分光束を各々の中心軸に平行な光束に変換
して、効率的に液晶装置１０００に導き入れる機能を有
する。なお、後述する色分離光学素子８０はその色光分
離特性に入射角依存性を有するため、色ムラを発生し易
い。従って、色分離光学素子８０での色ムラの発生の防
止を重視して、平行化レンズ３２を色分離光学素子８０
の入射側に配置した構成としても良い。The collimating lens 32 is disposed on the incident side of the liquid crystal device 1000, which is the area to be illuminated.
Has a function of converting a plurality of partial luminous fluxes incident on the liquid crystal device 1000 through the second transmission lens 52 into luminous fluxes parallel to the respective central axes and efficiently leading the luminous fluxes into the liquid crystal device 1000. Since the color separation optical element 80 described later has an incident angle dependency in the color light separation characteristics, color unevenness easily occurs. Therefore, with emphasis placed on preventing the occurrence of color unevenness in the color separation optical element 80, the collimating lens 32 is
May be arranged on the light incident side.
【００６０】このようなリレー光学系３０を配置してい
ることから、ロッド２０の射出端面２６上に形成された
像は、拡大あるいは縮小されて被照明領域である液晶装
置１０００上に伝達される。Since such a relay optical system 30 is arranged, the image formed on the emission end face 26 of the rod 20 is enlarged or reduced and transmitted to the liquid crystal device 1000 which is an illuminated area. .
【００６１】１−５ 色分離光学素子 色分離光学素子８０は、図４に示すように、赤色光Ｒ、
緑色光Ｇおよび青色光Ｂを選択的に反射または透過させ
る光学素子であり、互いに異なる波長選択膜が形成され
た３枚のダイクロイックミラー８０Ｒ、８０Ｇ、８０Ｂ
を備えている。ダイクロイックミラー８０Ｒは、赤色光
Ｒを反射して、緑色光Ｇおよび青色光Ｂを透過させるミ
ラーである。また、ダイクロイックミラー８０Ｇは、ダ
イクロイックミラー８０Ｒを透過した緑色光Ｇと青色光
Ｂとを分離するミラーであり、緑色光Ｇを反射して、青
色光Ｂを透過させる。さらに、ダイクロイックミラー８
０Ｂは、ダイクロイックミラー８０Ｇを透過した青色光
Ｂを反射するミラーである。尚、このダイクロイックミ
ラー８０Ｂには青色光Ｂしか到達しないので、ダイクロ
イックミラー８０Ｂに代えて通常の全反射ミラーを採用
しても差し支えない。1-5 Color Separation Optical Element As shown in FIG.
An optical element that selectively reflects or transmits the green light G and the blue light B, and includes three dichroic mirrors 80R, 80G, and 80B on which different wavelength selection films are formed.
It has. The dichroic mirror 80R is a mirror that reflects the red light R and transmits the green light G and the blue light B. The dichroic mirror 80G is a mirror that separates the green light G and the blue light B transmitted through the dichroic mirror 80R, reflects the green light G, and transmits the blue light B. Furthermore, the dichroic mirror 8
A mirror 0B reflects the blue light B transmitted through the dichroic mirror 80G. Since only the blue light B reaches the dichroic mirror 80B, a normal total reflection mirror may be used instead of the dichroic mirror 80B.
【００６２】これら３枚のダイクロイックミラー８０
Ｒ、８０Ｇ、８０Ｂは、照明装置１から射出された光束
が互いに異なる角度でミラー面に入射するように配置さ
れ、各ダイクロイックミラー８０Ｒ、８０Ｇ、８０Ｂで
反射された赤色光Ｒ、緑色光Ｇ、青色光Ｂは、Ｚ−Ｘ平
面上で三方向に分岐して射出される。つまり、照明装置
１のロッド２０を経た光束が色分離光学素子８０により
赤、緑、青の各色光に分離される方向は、Ｚ―Ｘ平面と
略平行な方向である。The three dichroic mirrors 80
R, 80G, and 80B are arranged so that the light beams emitted from the illumination device 1 enter the mirror surfaces at different angles, and the red light R, the green light G, and the red light R reflected by the dichroic mirrors 80R, 80G, and 80B, respectively. The blue light B is branched and emitted in three directions on the ZX plane. In other words, the direction in which the light beam passing through the rod 20 of the illumination device 1 is separated by the color separation optical element 80 into red, green, and blue light is a direction substantially parallel to the ZX plane.
【００６３】１−６ 電気光学装置 電気光学装置となる空間色分離型の液晶装置１０００
は、入射した光束を光変調し、入射側とは反対側から変
調光束を射出する透過型の液晶装置１０００である。こ
の液晶装置１０００は、図５および図６に示すように、
２枚のガラス等の透明な基板１０１１、１０１２の間に
ツイステッドネマチック（ＴＮ）液晶１０１３が封入さ
れたものである。一方の基板１０１１には共通電極１０
１４および不要光を遮光するための遮光部１０１５等が
形成され、他方の基板１０１２にはサブ画素電極１０１
６、スイッチング素子としての薄膜トランジスタ（ＴＦ
Ｔ）１０１７等が形成され、ＴＦＴ１０１７を介してサ
ブ画素電極１０１６に電圧が印加されると共通電極１０
１４との間に挟まれた液晶１０１３が駆動される構成で
ある。なお、他方の基板１０１２には、複数の走査線１
０１８と複数のデータ線１０１９が交差して配置され、
その交差部付近にＴＦＴ１０１７がゲートを走査線１０
１８、ソースをデータ線１０１９、ドレインをサブ画素
電極１０１６に接続して配置される。サブ画素電極１０
１６は液晶装置１０００の開口部、すなわち遮光部１０
１５によって遮光されていない領域に相当する領域に配
置され、ＴＦＴ１０１７とサブ画素電極１０１６により
各サブ画素が構成される。なお、前記液晶１０１３はＴ
Ｎだけでなく、強誘電型や反強誘電型、この他水平配向
型、垂直配向型など種々用いることが可能である。尚、
サブ画素電極１０１６の短辺方向は色分離光学素子８０
で色光が分離される方向に略一致しており、また、サブ
画素電極１０１６の短辺方向（図５のＸ軸方向）のピッ
チは、長辺方向（図５のＹ軸方向）のピッチの１／３に
設定されている。1-6 Electro-Optical Device A spatial color separation type liquid crystal device 1000 to be an electro-optical device
Is a transmissive liquid crystal device 1000 that modulates an incident light beam and emits the modulated light beam from the side opposite to the incident side. As shown in FIG. 5 and FIG.
A twisted nematic (TN) liquid crystal 1013 is sealed between two transparent substrates 1011 and 1012 such as glass. One substrate 1011 has a common electrode 10
14 and a light-shielding portion 1015 for shielding unnecessary light, etc. are formed.
6. Thin film transistor (TF) as switching element
T) 1017 and the like are formed, and when a voltage is applied to the sub-pixel electrode 1016 via the TFT 1017, the common electrode 1017 is formed.
14 is driven. Note that the other substrate 1012 has a plurality of scanning lines 1
018 and a plurality of data lines 1019 are arranged crossing each other,
In the vicinity of the intersection, the TFT 1017 sets the gate to the scanning line 10.
18, the source is connected to the data line 1019, and the drain is connected to the sub-pixel electrode 1016. Sub-pixel electrode 10
Reference numeral 16 denotes an opening of the liquid crystal device 1000, that is,
Each of the sub-pixels is arranged in a region corresponding to a region that is not shielded from light by the TFT 15 and the TFT 1017 and the sub-pixel electrode 1016. The liquid crystal 1013 has a T
In addition to N, various types such as a ferroelectric type, an antiferroelectric type, a horizontal alignment type, and a vertical alignment type can be used. still,
The short side direction of the sub-pixel electrode 1016 is the color separation optical element 80
And the pitch in the short side direction (X-axis direction in FIG. 5) of the sub-pixel electrode 1016 is equal to the pitch in the long side direction (Y-axis direction in FIG. 5). It is set to 1/3.
【００６４】また、図６に示すように、一方の基板１０
１１の光入射側には、色分離光学素子８０により分離さ
れた各色光Ｒ、Ｇ、Ｂを、液晶装置１０００の対応する
サブ画素電極１０１６Ｒ、１０１６Ｇ、１０１６Ｂに集
光するためのマイクロレンズアレイ１０３１が設けられ
ている。マイクロレンズアレイ１０３１は、マトリック
ス状、モザイク状等に構成された複数の単位マイクロレ
ンズ１０３１Ａを備えており、各色光に対応してＸ軸方
向にならぶ３つのサブ画素（サブ画素電極）に対して１
つの単位マイクロレンズ１０３１Ａが対応する構成とな
っている。マイクロレンズ１０３１Ａは、エッチング等
により硝子板上に形成され、低屈折率の樹脂層（接着
剤）１０３２を介して基板１０１１に接着されている。
そして、図５にも示すように、基板１０１２の光射出側
およびマイクロレンズアレイ１０３１の光入射側には、
それぞれ、偏光板１０４１、１０４２が設けられてい
る。Further, as shown in FIG.
A microlens array 1031 for condensing the respective color lights R, G, B separated by the color separation optical element 80 on the corresponding sub-pixel electrodes 1016R, 1016G, 1016B of the liquid crystal device 1000 is provided on the light incident side of No. 11. Is provided. The microlens array 1031 includes a plurality of unit microlenses 1031A configured in a matrix, a mosaic, or the like, and for three subpixels (subpixel electrodes) arranged in the X-axis direction corresponding to each color light. 1
One unit micro lens 1031A has a corresponding configuration. The micro lens 1031A is formed on a glass plate by etching or the like, and is bonded to the substrate 1011 via a resin layer (adhesive) 1032 having a low refractive index.
Then, as shown in FIG. 5, on the light emitting side of the substrate 1012 and the light incident side of the microlens array 1031,
Polarizing plates 1041 and 1042 are provided respectively.
【００６５】図６に示すように、ダイクロイックミラー
８０Ｒ、８０Ｇ、８０Ｂで反射して、色分離光学素子８
０から異なる角度で射出された赤色光Ｒ、緑色光Ｇ、青
色光Ｂは、マイクロレンズアレイ１０３１の各単位マイ
クロレンズ１０３１Ａに異なる角度で入射する。単位マ
イクロレンズ１０３１Ａに入射した各色光は、単位マイ
クロレンズ１０３１Ａと対応する３つのサブ画素電極１
０１６付近に集光される。従って、液晶装置１０００に
入射した光は色光の種類に応じて空間的に分離され、異
なるサブ画素１０１６に選択的に入射した後、色光毎に
独立に光変調を受けるため、１枚の液晶装置でカラー画
像を形成できることになる。尚、単位マイクロレンズ１
０３１Ａは、このレンズ１０３１Ａと対応する３つのサ
ブ画素に、各色光を集光して入射させるような光学特性
（焦点距離）に設定されている。As shown in FIG. 6, the light is reflected by dichroic mirrors 80R, 80G, and 80B, and
The red light R, the green light G, and the blue light B emitted at different angles from 0 are incident on the unit microlenses 1031A of the microlens array 1031 at different angles. Each color light incident on the unit microlens 1031A is transmitted to three sub-pixel electrodes 1 corresponding to the unit microlens 1031A.
The light is focused near 016. Accordingly, the light incident on the liquid crystal device 1000 is spatially separated according to the type of the color light, and selectively incident on different sub-pixels 1016, and then subjected to light modulation independently for each color light. Thus, a color image can be formed. In addition, unit micro lens 1
Numeral 031A is set to an optical property (focal length) such that each color light is condensed and incident on three sub-pixels corresponding to the lens 1031A.
【００６６】図６（ａ）に示すように、Ｘ−Ｚ平面にお
いて、緑色光Ｇに対応するサブ画素１０１６Ｇは単位マ
イクロレンズ１０３１Ａの略中心軸上に位置しているた
め、単位マイクロレンズ１０３１Ａによって集光された
緑色光Ｇは、サブ画素１０１６Ｇを略垂直に通過する。
一方、赤色光Ｒに対応するサブ画素１０１６Ｒと青色光
Ｂに対応するサブ画素１０１６Ｂは、単位マイクロレン
ズ１０３１Ａの略中心軸上からずれた位置にあるため、
単位マイクロレンズ１０３１Ａによって集光された赤色
光Ｒと青色光Ｂは、サブ画素１０１６Ｒ，Ｇを略斜め方
向に通過する。なお、ダイクロイックミラー８０Ｒ、８
０Ｇ、８０Ｂでの分光の順序が異なれば、それに応じて
図６に示される液晶装置１０００への色光の入射位置も
異なる。As shown in FIG. 6A, on the XZ plane, the sub-pixel 1016G corresponding to the green light G is located substantially on the center axis of the unit microlens 1031A. The condensed green light G passes through the sub-pixel 1016G substantially vertically.
On the other hand, the sub-pixel 1016R corresponding to the red light R and the sub-pixel 1016B corresponding to the blue light B are located at positions shifted from substantially on the central axis of the unit microlens 1031A.
The red light R and the blue light B condensed by the unit microlens 1031A pass through the sub-pixels 1016R and 10G in a substantially oblique direction. The dichroic mirrors 80R, 8
If the order of the spectroscopy is different between 0G and 80B, the incident position of the color light on the liquid crystal device 1000 shown in FIG.
【００６７】このような液晶装置１０００において、図
６（ｂ）に示すように、Ｘ軸方向に沿って隣接配置され
た３つのサブ画素電極１０１６Ｒ、１０１６Ｇ、１０１
６Ｂによって、カラー画像を形成する１つの正方形状の
カラー画素１０２０を形成している。そのため、各サブ
画素電極１０１６Ｒ、１０１６Ｇ、１０１６Ｂは、正方
形のＸ軸方向に沿った辺を分割した細長い長方形状、す
なわち、短辺がＸ軸方向、長辺がＹ軸方向の細長い長方
形となっている。したがって、このような形状のサブ画
素電極１０１６Ｒ、１０１６Ｇ、１０１６Ｂに対してＸ
軸方向に角度分布が大きい光束が入射した場合には、Ｙ
軸方向に角度分布が大きい光束が入射した場合よりも混
色（隣接するサブ画素への光の漏れ）が発生し易いと言
える。In such a liquid crystal device 1000, as shown in FIG. 6B, three sub-pixel electrodes 1016R, 1016G and 101 arranged adjacently along the X-axis direction.
6B, one square color pixel 1020 forming a color image is formed. Therefore, each of the sub-pixel electrodes 1016R, 1016G, and 1016B has an elongated rectangular shape obtained by dividing a square along the X-axis direction, that is, an elongated rectangle having a short side in the X-axis direction and a long side in the Y-axis direction. I have. Therefore, X is applied to the sub-pixel electrodes 1016R, 1016G, and 1016B having such a shape.
When a light beam having a large angle distribution in the axial direction enters, Y
It can be said that color mixing (light leakage to adjacent sub-pixels) is more likely to occur than when a light beam having a large angle distribution in the axial direction is incident.
【００６８】１−７ 偏光分離方向とサブ画素電極１０
１６形状との関係 そこで、本実施形態のプロジェクタでは、図２、図３に
示すように、偏光変換素子４０による偏光分離方向を、
サブ画素電極１０１６Ｒ、１０１６Ｇ、１０１６Ｂの長
辺方向であるＹ軸方向とすることで、サブ画素電極に入
射する光束の、Ｘ軸方向の角度分布の広がりを防いでい
る。すなわち、偏光変換素子４０での偏光変換の過程に
おいては照明光束の角度分布の広がりを避けられない
が、その広がりが発生する方向をサブ画素電極で混色が
発生し難い長辺方向（Ｙ軸方向）とすることで、混色が
発生し易い短辺方向（Ｘ軸方向）における照明光束の角
度分布の広がりは防ぐことができる。よって、隣接する
サブ画素への光漏れによる混色を低減することが可能と
なり、コントラストが高く色再現性の良い投写画像を実
現することができる。1-7 Polarization Separation Direction and Subpixel Electrode 10
Therefore, in the projector of the present embodiment, as shown in FIGS. 2 and 3, the polarization separation direction by the polarization conversion element 40 is
The Y-axis direction, which is the long side direction of the sub-pixel electrodes 1016R, 1016G, and 1016B, prevents the luminous flux incident on the sub-pixel electrodes from spreading in the X-axis direction. That is, in the process of polarization conversion by the polarization conversion element 40, it is inevitable that the angular distribution of the illuminating luminous flux spreads, but the direction in which the spread occurs is determined in the long side direction (Y-axis direction) where color mixing is unlikely to occur in the sub-pixel electrode. ), It is possible to prevent the angular distribution of the illuminating light beam from spreading in the short side direction (X-axis direction) where color mixing is likely to occur. Therefore, it is possible to reduce color mixture due to light leakage to adjacent sub-pixels, and it is possible to realize a projected image with high contrast and good color reproducibility.
【００６９】２．第２実施形態 次に、本発明の第２実施形態について説明する。2. Second Embodiment Next, a second embodiment of the present invention will be described.
【００７０】仮想面Ｐ上に形成される光源像Ｓの間隔
は、ロッドの反射面の傾斜、或いは対向する一対の反射
面の間隔を調節することによって、任意に制御すること
ができる。ロッドの入射端面から射出端面に向かうにし
たがって反射面の間隔を狭くしていけば、光源像Ｓの間
隔を広げることができる。以下、ロッドの入射端面から
射出端面に向かうにしたがって反射面の間隔が狭くなっ
ている状態を「テーパー状態」と呼称する。逆に、入射
端面から射出端面に向かうにしたがって反射面の間隔を
広くしていけば、光源像Ｓの間隔を狭めることができ
る。以下、入射端面から射出端面に向かうにしたがって
反射面の間隔が広くなっている状態を「逆テーパー状
態」と呼称する。The distance between the light source images S formed on the virtual plane P can be arbitrarily controlled by adjusting the inclination of the reflecting surface of the rod or the distance between a pair of opposing reflecting surfaces. The distance between the light source images S can be increased by decreasing the distance between the reflecting surfaces from the incident end face of the rod toward the emission end face. Hereinafter, a state in which the interval between the reflecting surfaces becomes smaller from the incident end surface to the exit end surface of the rod is referred to as a “tapered state”. Conversely, if the distance between the reflecting surfaces is increased from the incident end face toward the output end face, the distance between the light source images S can be reduced. Hereinafter, a state in which the interval between the reflecting surfaces increases from the incident end face toward the exit end face is referred to as an “inverted tapered state”.
【００７１】本実施形態は、Ｘ軸方向において対向する
ロッドの反射面を逆テーパー状態とした実施形態を示す
ものであり、ロッドの形状以外は、第１実施形態のプロ
ジェクタと同様である。よって、ロッド以外の部分につ
いては、その説明を省略する。また、第１の実施形態で
説明した各構成要素の変形の形態を本実施形態に適用す
ることも可能である。This embodiment shows an embodiment in which the reflecting surfaces of the rods facing each other in the X-axis direction are in an inversely tapered state, and is the same as the projector of the first embodiment except for the shape of the rods. Therefore, the description of the parts other than the rod is omitted. Further, it is also possible to apply the modified form of each component described in the first embodiment to the present embodiment.
【００７２】図７は本実施形態におけるロッド２１０と
光源像Ｓとの形成位置との関係を示す概略斜視図であ
る。ロッド２１０の入射端面２１２と射出端面２１６の
Ｘ−Ｙ平面における断面形状はいずれも矩形状である。
本実施形態の場合は、射出端面２１６の形状が、被照明
領域である液晶装置の形状と略相似形となるように形成
されている。Ｘ軸方向で対向する一対の反射面２１４
ａ、２１４ｃは、逆テーパー状態となっている。Ｙ軸方
向で対向する一対の反射面２１４ｂ、２１４ｄは、互い
に平行である。このため、第１実施形態におけるロッド
２０の場合と比較すると、複数の光源像Ｓの配置間隔
は、逆テーパー状態を成す一対の反射面２１４ａ、２１
４ｃが対向するＸ軸方向に狭くなっている。FIG. 7 is a schematic perspective view showing the relationship between the rod 210 and the position where the light source image S is formed in the present embodiment. The cross-sectional shapes of the incident end surface 212 and the exit end surface 216 of the rod 210 on the XY plane are both rectangular.
In the case of the present embodiment, the shape of the emission end face 216 is formed so as to be substantially similar to the shape of the liquid crystal device which is the illuminated area. A pair of reflecting surfaces 214 facing each other in the X-axis direction
a and 214c are in an inversely tapered state. A pair of reflecting surfaces 214b and 214d facing each other in the Y-axis direction are parallel to each other. For this reason, compared with the case of the rod 20 in the first embodiment, the arrangement interval of the plurality of light source images S is a pair of reflecting surfaces 214a and 21 forming an inversely tapered state.
4c is narrower in the X-axis direction that faces.
【００７３】したがって本実施形態では、Ｘ軸方向にお
ける入射角度の広がりをさらに抑えることができ、隣接
するサブ画素への光漏れによる混色をさらに低減するこ
とが可能となる。よって、極めてコントラストが高く色
再現性の良い投写画像を実現することができる。Therefore, in the present embodiment, it is possible to further suppress the spread of the incident angle in the X-axis direction, and it is possible to further reduce color mixing due to light leakage to adjacent sub-pixels. Therefore, a projection image having extremely high contrast and good color reproducibility can be realized.
【００７４】さらに、本実施形態では、Ｘ軸方向におけ
る光源像Ｓの配置間隔を狭めた結果、偏光変換素子４０
のＸ軸方向の寸法も小さくすることができ、照明装置の
小型化と低コスト化、ひいてはプロジェクタの小型化と
低コスト化を実現することができる。さらに、投写レン
ズ３００の寸法も小さくでき、口径の小さなレンズを用
いても明るい投写画像を実現できる。Further, in this embodiment, as a result of reducing the arrangement interval of the light source images S in the X-axis direction, the polarization conversion element 40
Can be reduced in the X-axis direction, and the size and cost of the lighting device can be reduced, and the size and cost of the projector can be reduced. Further, the size of the projection lens 300 can be reduced, and a bright projection image can be realized even with a lens having a small aperture.
【００７５】３．第３実施形態 次に、本発明の第３実施形態について説明する。本実施
形態は、Ｘ軸方向において対向するロッドの反射面を第
２の実施形態と同様に逆テーパー状態とし、さらに、Ｙ
軸方向において対向するロッドの反射面をテーパー状態
とした実施形態を示すものであり、ロッドの形状以外
は、第１実施形態のプロジェクタと同様である。よっ
て、ロッド以外の部分については、その説明を省略す
る。また、第１実施形態で説明した各構成要素の変形の
形態を本実施形態に適用することも可能である。3. Third Embodiment Next, a third embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, the reflecting surfaces of the rods facing each other in the X-axis direction are in an inversely tapered state as in the second embodiment.
This shows an embodiment in which the reflection surfaces of the rods facing each other in the axial direction are tapered, and is the same as the projector of the first embodiment except for the shape of the rods. Therefore, the description of the parts other than the rod is omitted. Further, it is also possible to apply the modification of each component described in the first embodiment to the present embodiment.
【００７６】図８は本実施形態におけるロッド２２０と
光源像Ｓとの形成位置との関係を示す概略斜視図であ
る。ロッド２２０の入射端面２２２と射出端面２２６の
Ｘ−Ｙ平面における断面形状はいずれも矩形状である。
本実施形態の場合は、射出端面２２６の形状が、被照明
領域である液晶装置の形状と略相似形となるように形成
されている。Ｘ軸方向で対向する一対の反射面２２４
ａ、２２４ｃは、逆テーパー状態となっている。このた
め、第１実施形態におけるロッド２０の場合と比較する
と、複数の光源像Ｓの配置間隔は、逆テーパー状態を成
す一対の反射面２２４ａ、２２４ｃが対向するＸ軸方向
に狭くなっている。したがって本実施形態では、第２の
実施形態と同様の効果を得ることができる。FIG. 8 is a schematic perspective view showing the relationship between the rod 220 and the position where the light source image S is formed in the present embodiment. The cross-sectional shapes of the incident end face 222 and the exit end face 226 of the rod 220 in the XY plane are both rectangular.
In the case of the present embodiment, the shape of the emission end face 226 is formed so as to be substantially similar to the shape of the liquid crystal device which is the illuminated area. A pair of reflecting surfaces 224 facing each other in the X-axis direction
a and 224c are in an inversely tapered state. For this reason, compared with the case of the rod 20 in the first embodiment, the arrangement interval of the plurality of light source images S is narrower in the X-axis direction in which the pair of reflection surfaces 224a and 224c forming the inversely tapered state are opposed. Therefore, in the present embodiment, the same effect as in the second embodiment can be obtained.
【００７７】さらに、本実施形態では、Ｙ軸方向で対向
する一対の反射面２２４ｂ、２２４ｄが、テーパー状態
となっている。このため、第１実施形態におけるロッド
２０の場合と比較すると、複数の光源像Ｓの配置間隔
は、テーパー状態を成す一対の反射面２２４ｂ、２２４
ｄが対向するＹ軸方向に広くなる。Further, in this embodiment, a pair of reflecting surfaces 224b and 224d facing each other in the Y-axis direction are in a tapered state. For this reason, compared with the case of the rod 20 in the first embodiment, the arrangement interval of the plurality of light source images S is a pair of the reflecting surfaces 224b, 224 forming a taper state.
d increases in the opposite Y-axis direction.
【００７８】ここで、偏光変換素子４０の偏光変換効率
と光の入射位置との関係について、図３（ａ）、図３
（ｂ）を参照して説明する。第１の実施形態で説明した
ように、偏光変換素子４０は、入射面４５Ａに照射さ
れ、偏光分離膜４２に入射した光をＰ偏光光束とＳ偏光
光束とに分離し、Ｓ偏光光束を反射膜４４でＰ偏光光束
と同じ方向に反射するとともに、Ｐ偏光光束を位相差板
４８によってＳ偏光光光束に変換し、最終的にＳ偏光光
束を射出するものである。しかしながら、偏光変換素子
４０の入射面４５Ｂに光が照射されると、この光は反射
膜４４を経て偏光分離膜４２に入射することになる。し
たがって、偏光分離膜４２において、Ｐ偏光光束がＹ軸
方向に透過し、Ｓ偏光光束がＺ軸方向に反射され、その
結果、入射面４５Ａを介して偏光分離膜４２に直接入射
した場合とは異なる偏光光束が射出面４６Ａ、４６Ｂか
ら射出されることになる。すなわち、偏光変換素子４０
によって、非偏光な光束をＳ偏光光束に変換しようとす
る場合に、Ｐ偏光光束が射出されるため、偏光変換効率
が低下することになる。このことから、偏光変換素子４
０において高い偏光変換効率を得るためには、入射面４
５Ａのみに選択的に光束を入射させることが極めて重要
であることがわかる。すなわち、光源像Ｓの大きさより
も入射面４５Ａの大きさが大きくなるように、偏光分離
膜４２と反射膜４４との間隔を設定することが好まし
い。Here, the relationship between the polarization conversion efficiency of the polarization conversion element 40 and the incident position of light will be described with reference to FIGS.
This will be described with reference to FIG. As described in the first embodiment, the polarization conversion element 40 separates the light radiated on the incident surface 45A and incident on the polarization separation film 42 into a P-polarized light beam and an S-polarized light beam, and reflects the S-polarized light beam. The light is reflected by the film 44 in the same direction as the P-polarized light, and the P-polarized light is converted into the S-polarized light by the phase difference plate 48, and finally the S-polarized light is emitted. However, when the light is incident on the incident surface 45B of the polarization conversion element 40, the light enters the polarization separation film 42 via the reflection film 44. Therefore, the case where the P-polarized light beam is transmitted in the Y-axis direction and the S-polarized light beam is reflected in the Z-axis direction in the polarization separation film 42, and as a result, the light is directly incident on the polarization separation film 42 via the incident surface 45 </ b> A. Different polarized light beams are emitted from the emission surfaces 46A and 46B. That is, the polarization conversion element 40
Accordingly, when trying to convert a non-polarized light beam into an S-polarized light beam, a P-polarized light beam is emitted, so that the polarization conversion efficiency is reduced. From this, the polarization conversion element 4
In order to obtain a high polarization conversion efficiency at
It can be seen that it is extremely important that a light beam be selectively incident only on 5A. That is, it is preferable to set the distance between the polarization separation film 42 and the reflection film 44 so that the size of the incident surface 45A is larger than the size of the light source image S.
【００７９】本実施形態では、光源像Ｓに対して入射面
４５Ａの大きさが十分に大きくできるように、Ｙ軸方向
における光源像Ｓの間隔を広げている。したがって、ロ
ッド２２０からの光束を、偏光変換素子４０の入射面４
５Ａの部分のみに充分な余裕を持って入射させることが
でき、偏光分離膜４２への光の入射効率を確実に向上さ
せることができる。その結果、偏光変換素子４０におけ
る偏光変換効率をさらに確実に向上させ、プロジェクタ
における光利用効率を向上させることが可能となる。In this embodiment, the interval between the light source images S in the Y-axis direction is widened so that the size of the incident surface 45A with respect to the light source images S can be made sufficiently large. Therefore, the light beam from the rod 220 is transmitted to the entrance surface 4 of the polarization conversion element 40.
The light can be incident on only the portion 5A with a sufficient margin, and the efficiency of light incidence on the polarization splitting film 42 can be reliably improved. As a result, the polarization conversion efficiency of the polarization conversion element 40 can be more reliably improved, and the light use efficiency of the projector can be improved.
【００８０】なお、光源１１が点光源に近い場合は、光
源像Ｓの大きさを比較的小さくすることができるため、
その場合は、本実施形態のように光源像ＳのＹ軸方向に
おける配置間隔を広げる必要がない。すなわち、本実施
形態は、光源１１が点光源にあまり近くなく、光源像Ｓ
の大きさが大きくなってしまうような場合に、極めて有
効である。When the light source 11 is close to a point light source, the size of the light source image S can be made relatively small.
In that case, it is not necessary to increase the arrangement interval of the light source images S in the Y-axis direction as in the present embodiment. That is, in the present embodiment, the light source 11 is not very close to the point light source and the light source image S
This is extremely effective when the size of the image becomes large.
【００８１】４．第４実施形態 図９は、本発明の第４実施形態に係るプロジェクタの概
略的構成を示すＸ軸方向からみた側面図である。この第
４実施形態は、照明装置の構成が第１実施形態と一部相
違している。それ以外の構成については、先に説明した
第１実施形態と同様である。よって、第１実施形態と同
様の構成については、その説明を省略する。また、第１
実施形態で説明した各構成要素の変形の形態を本実施形
態に適用することも可能である。なお、本実施形態の図
９から後に説明する第９実施形態の図１４までの全ての
図においては、ミラー１３、色分離光学素子８０、投写
レンズ３００、投写面２０００の図示を省略し、偏光変
換素子４０から液晶装置１０００に至る光路を直線的に
表現している。4. Fourth Embodiment FIG. 9 is a side view showing a schematic configuration of a projector according to a fourth embodiment of the invention, as viewed from the X-axis direction. The fourth embodiment is partially different from the first embodiment in the configuration of the lighting device. Other configurations are the same as those of the first embodiment described above. Therefore, the description of the same configuration as that of the first embodiment is omitted. Also, the first
Modifications of each component described in the embodiment can be applied to the present embodiment. In all the drawings from FIG. 9 of the present embodiment to FIG. 14 of a ninth embodiment described later, the illustration of the mirror 13, the color separation optical element 80, the projection lens 300, and the projection surface 2000 is omitted, and the polarization is omitted. The optical path from the conversion element 40 to the liquid crystal device 1000 is represented linearly.
【００８２】照明装置１Ａは、光源ランプ１５と、レン
ズアレイ６００と、第１伝達レンズ６１０と、偏光変換
素子４０と、第２伝達レンズ６２０と、平行化レンズ３
２と、を備えている。本実施形態は、ロッドに代えて、
複数の集光レンズからなるレンズアレイ６００を光束分
割光学素子として使用する点に特徴を有する。照明装置
１Ａは、光源ランプ１５から射出された光をレンズアレ
イ６００によって複数の部分光束に分割し、各部分光束
を偏光変換素子４０によって一種類の偏光光に変換した
後、被照明領域である液晶装置１０００の表示領域上に
重畳させる。The illumination device 1A includes a light source lamp 15, a lens array 600, a first transmission lens 610, a polarization conversion element 40, a second transmission lens 620, and a parallelizing lens 3.
And 2. In the present embodiment, instead of the rod,
It is characterized in that a lens array 600 including a plurality of condenser lenses is used as a light beam splitting optical element. The illumination device 1A divides the light emitted from the light source lamp 15 into a plurality of partial light beams by the lens array 600, converts each partial light beam into one type of polarized light by the polarization conversion element 40, and then illuminates the area. It is superimposed on the display area of the liquid crystal device 1000.
【００８３】光源ランプ１５は、光を放射する光源１１
と、光源１１から放射された光を集めるパラボラリフレ
クタ１４とを備えている。リフレクタはパラボラに限定
されるものではなく、光源ランプ１５よりも光路下流側
に配置されるレンズアレイ６００、伝達レンズ６１０、
６２０、偏光変換素子４０などの構成によっては、楕円
リフレクタ、球面リフレクタを使用することも可能であ
る。The light source lamp 15 is a light source 11 that emits light.
And a parabolic reflector 14 for collecting light emitted from the light source 11. The reflector is not limited to the parabola, and the lens array 600, the transmission lens 610, and the
Depending on the configuration of the 620, the polarization conversion element 40, and the like, it is also possible to use an elliptical reflector or a spherical reflector.
【００８４】レンズアレイ６００は、複数の集光レンズ
６００ａが略マトリクス状に配置されたものである。各
集光レンズ６００ａの外形形状は、被照明領域である液
晶装置１０００の表示領域の形状と略相似形をなすよう
に設定される。光源ランプ１５からレンズアレイ６００
に入射した光は、各集光レンズ６００ａの集光作用によ
り複数の部分光束に分割され、照明光軸Ｌに対して略垂
直なＸ−Ｙ平面内に集光レンズ６００ａの数と同数の光
源像を略マトリクス状に形成する。ここで、各集光レン
ズ６００ａは、複数の光源像が、偏光変換素子４０の入
射面４５Ａ上のみに形成されるような集光特性に設定さ
れる。本実施形態では、複数の集光レンズ６００ａの一
部に偏心レンズを採用することにより、光源像が形成さ
れる間隔を制御している。The lens array 600 has a plurality of condenser lenses 600a arranged substantially in a matrix. The outer shape of each condenser lens 600a is set to be substantially similar to the shape of the display area of the liquid crystal device 1000, which is the area to be illuminated. From the light source lamp 15 to the lens array 600
Is divided into a plurality of partial luminous fluxes by the condensing action of each condensing lens 600a, and the same number of light sources as the number of condensing lenses 600a are arranged in an XY plane substantially perpendicular to the illumination optical axis L. An image is formed in a substantially matrix shape. Here, each condensing lens 600a is set to have a condensing characteristic such that a plurality of light source images are formed only on the incident surface 45A of the polarization conversion element 40. In the present embodiment, the interval at which a light source image is formed is controlled by employing an eccentric lens as a part of the plurality of condenser lenses 600a.
【００８５】さらに、偏光変換素子４０の入射側に配置
された第１伝達レンズ６１０は、第１実施形態における
第１の伝達レンズ５０とほぼ同様の機能を有する。第１
伝達レンズ６１０は、レンズアレイ６００を構成する集
光レンズ６００ａと同数の集光レンズ６１０ａを有して
いる。本実施形態では、集光レンズ６１０ａの一部を偏
心レンズで構成している。各集光レンズ６１０ａの位置
は、複数の光源像が形成される位置に対応するように構
成されている。また、各集光レンズ６１０ａの集光特性
は、レンズアレイ６００によって分割された各部分光束
を偏光変換素子４０の入射面４５Ａに対して略垂直に入
射させるように設定されている。従って、偏光変換素子
４０の入射面４５Ａに対して光を入射角度０度に近い状
態で入射させることができるため、偏光変換効率を向上
させることが可能となる。なお、集光レンズ６１０ａの
形状には制約はないが、矩形形状や６角形状などに設定
すれば、アレイ化し易いため都合がよい。Further, the first transmission lens 610 disposed on the incident side of the polarization conversion element 40 has substantially the same function as the first transmission lens 50 in the first embodiment. First
The transmission lens 610 has the same number of condenser lenses 610a as the number of condenser lenses 600a forming the lens array 600. In the present embodiment, a part of the condenser lens 610a is constituted by an eccentric lens. The position of each condenser lens 610a is configured to correspond to the position where a plurality of light source images are formed. The light-collecting characteristics of each light-collecting lens 610a are set so that each partial light beam split by the lens array 600 is made to enter the incidence surface 45A of the polarization conversion element 40 substantially perpendicularly. Therefore, since light can be made incident on the incident surface 45A of the polarization conversion element 40 at a state near the incident angle of 0 °, the polarization conversion efficiency can be improved. Note that the shape of the condenser lens 610a is not limited. However, if the shape is set to a rectangular shape, a hexagonal shape, or the like, it is convenient because an array can be easily formed.
【００８６】第２伝達レンズ６２０は、第１の実施形態
における第２伝達レンズ５２と同様の機能、すなわち、
レンズアレイ６００によって分割された部分光束を被照
明領域である液晶装置１０００の表示領域上で重畳する
機能を有する。第２伝達レンズ６２０は、本実施形態で
は、第２伝達レンズは１枚の軸対称の球面レンズで形成
されているが、これに限定されるものではない。例え
ば、レンズアレイや、フレネルレンズや、複数のレンズ
からなる組レンズなどを採用することもできる。このよ
うなレンズを用いた場合には、各種の光学収差を低減す
ることが可能である。また、フレネルレンズを用いた場
合には、レンズの中心厚を薄くすることができるため、
照明装置１Ａを軽量化したい場合に都合がよい。The second transmission lens 620 has the same function as the second transmission lens 52 in the first embodiment, that is,
It has a function of superimposing the partial luminous flux split by the lens array 600 on the display area of the liquid crystal device 1000 which is the illuminated area. In the present embodiment, the second transmission lens 620 is formed of a single axisymmetric spherical lens in the present embodiment, but is not limited to this. For example, a lens array, a Fresnel lens, a group lens including a plurality of lenses, or the like can be employed. When such a lens is used, various optical aberrations can be reduced. When a Fresnel lens is used, the center thickness of the lens can be reduced,
This is convenient when it is desired to reduce the weight of the lighting device 1A.
【００８７】本実施形態においても、第１実施形態と同
様の効果を得ることが可能である。すなわち、偏光変換
の過程において発生する照明光束の、角度分布の広がり
の方向を、空間色分離型の液晶装置１０００において混
色が発生し難い長辺方向（Ｙ軸方向）とすることで、隣
接するサブ画素への光漏れによる混色を低減することが
可能となり、コントラストが高く色再現性の良い投写画
像を実現することができる。In this embodiment, the same effects as in the first embodiment can be obtained. That is, the direction of spread of the angular distribution of the illumination light flux generated in the process of polarization conversion is set to the long side direction (Y-axis direction) where color mixing is unlikely to occur in the spatial color separation type liquid crystal device 1000, so that the light beams are adjacent to each other. Color mixture due to light leakage to the sub-pixels can be reduced, and a projected image with high contrast and good color reproducibility can be realized.
【００８８】尚、本実施形態では、レンズアレイ６０
０、第１の伝達レンズ６１０を構成する集光レンズ６０
０ａ、６１０ａの一部を偏心レンズとしたが、必ずしも
偏心レンズを使用する必要はない。また、すべての集光
レンズ６００ａ、６１０ａを偏心レンズとしても良い。
また、本実施形態において、レンズアレイ６００の集光
レンズ６００ａの集光特性を、光源像のＸ軸方向の配置
間隔を狭めるように設定することが可能である。さら
に、Ｙ軸方向の配置間隔を広げるように設定することも
可能である。このように集光レンズ６００ａの集光特性
を設定することにより、第２実施形態や第３実施形態と
同様の効果を得ることが可能である。In this embodiment, the lens array 60
0, the condenser lens 60 constituting the first transmission lens 610
Although a part of Oa and 610a is an eccentric lens, it is not always necessary to use an eccentric lens. Further, all the condenser lenses 600a and 610a may be decentered lenses.
In the present embodiment, the light-collecting characteristics of the light-collecting lens 600a of the lens array 600 can be set so as to reduce the arrangement interval of the light source images in the X-axis direction. Furthermore, it is also possible to set so as to increase the arrangement interval in the Y-axis direction. By setting the light-collecting characteristics of the light-collecting lens 600a in this manner, it is possible to obtain the same effects as those of the second and third embodiments.
【００８９】５．第５実施形態 図１０は、第５実施形態に係るプロジェクタの概略的構
成を示すＸ軸方向からみた側面図である。この第５実施
形態は、上述した第４実施形態の変形例であって、第１
伝達レンズが偏光変換素子４０と第２伝達レンズ６２０
の間に配置されている点が第４実施形態と異なってい
る。その他の点については第４の実施形態と同様であ
る。よって、第４の実施形態と同様の構成については、
その説明を省略する。また、第４の実施形態で説明した
各構成要素の変形の形態を本実施形態に適用することも
可能である。5. Fifth Embodiment FIG. 10 is a side view showing a schematic configuration of a projector according to a fifth embodiment as viewed from the X-axis direction. The fifth embodiment is a modification of the above-described fourth embodiment, and is different from the first embodiment.
The transmission lens is the polarization conversion element 40 and the second transmission lens 620
The fourth embodiment is different from the fourth embodiment in that the second embodiment is disposed between them. Other points are the same as in the fourth embodiment. Therefore, for the same configuration as in the fourth embodiment,
The description is omitted. Further, it is also possible to apply the modification of each component described in the fourth embodiment to the present embodiment.
【００９０】第１伝達レンズ６１２は、第４実施形態に
おける第１伝達レンズ６１０と同様に、複数の集光レン
ズ６１２ａによって構成されたレンズアレイである。第
４実施形態における第１伝達レンズ６１０は、部分光束
を偏光変換素子４０の入射面４５Ａに対して略垂直に入
射させるという機能を有していたが、本実施形態の第１
伝達レンズ６１２は偏光変換素子４０の射出側に配置さ
れるため、このような機能を有してはいない。したがっ
て、光源ランプ１５から射出される光の特性、例えば平
行性が優れている場合に採用し易い。The first transmission lens 612 is a lens array constituted by a plurality of condenser lenses 612a, like the first transmission lens 610 in the fourth embodiment. The first transmission lens 610 according to the fourth embodiment has a function of causing a partial light beam to be incident on the incident surface 45A of the polarization conversion element 40 substantially perpendicularly.
Since the transmission lens 612 is arranged on the exit side of the polarization conversion element 40, it does not have such a function. Therefore, it is easy to adopt when the characteristics of the light emitted from the light source lamp 15, for example, when the parallelism is excellent.
【００９１】本実施形態の基本的な作用効果は、第４実
施形態の作用効果と同様であるが、本実施形態によれ
ば、さらに、第１伝達レンズ６１２と第２伝達レンズ６
２０とを光学的に一体化することで界面の数を減らすこ
とができるため、光損失を低減できる効果がある。ま
た、第１伝達レンズ６１２に第２伝達レンズ６２０の機
能を併せ持たせられるため、第２伝達レンズ６２０を省
略し、照明装置、ひいてはプロジェクタの低コスト化を
図ることも可能である。The basic operation and effect of this embodiment are the same as those of the fourth embodiment. However, according to this embodiment, the first transmission lens 612 and the second transmission lens 6
Since the number of interfaces can be reduced by optically integrating the optical element 20 with the optical element 20, light loss can be reduced. Further, since the first transmission lens 612 can also have the function of the second transmission lens 620, the second transmission lens 620 can be omitted, and the cost of the illumination device and the projector can be reduced.
【００９２】なお、本実施形態では、偏光変換素子４０
の射出面４６Ａと射出面４６Ｂの２つに対して１つの集
光レンズ６１２ａが対応する形態となっているが、偏光
変換素子４０の射出面４６Ａと射出面４６Ｂの各々に１
対１で対応するように集光レンズ６１２ａを配置すれ
ば、すなわち、図１０の、集光レンズ６１２ａの、２倍
の数の集光レンズを用いて第１伝達レンズ６１２を形成
すれば、第１伝達レンズ６１２における光利用効率を一
層向上させることが可能である。In this embodiment, the polarization conversion element 40
Although one condensing lens 612a corresponds to the two exit surfaces 46A and 46B of the polarization conversion element 40, one exit surface 46A and one exit surface 46B of the polarization conversion element 40 are provided.
If the condenser lenses 612a are arranged so as to correspond one-to-one, that is, if the first transmission lens 612 is formed using twice as many condenser lenses as the condenser lenses 612a in FIG. It is possible to further improve the light use efficiency of the one transmission lens 612.
【００９３】６．第６実施形態 図１１は、第６実施形態に係るプロジェクタに係る照明
装置の概略的構成を示し、図１１（ａ）はＹ軸方向から
見た平面図、図１１（ｂ）はＸ軸方向から見た垂直断面
図である。6. Sixth Embodiment FIG. 11 shows a schematic configuration of a lighting device according to a projector according to a sixth embodiment. FIG. 11A is a plan view seen from the Y-axis direction, and FIG. FIG. 4 is a vertical sectional view as viewed from the side.
【００９４】この第６実施形態は、先に説明した第４実
施形態の変形例であって、レンズアレイ６００と第１伝
達レンズとの間に、縮小光学系としてのアフォーカル光
学系７００が配置されている点に特徴を有する。その他
の点については第４実施形態と同様である。よって、第
４実施形態と同様の構成については、その説明を省略す
る。また、第４実施形態で説明した各構成要素の変形の
形態を本実施形態に適用することも可能である。The sixth embodiment is a modification of the fourth embodiment described above, and an afocal optical system 700 as a reduction optical system is arranged between a lens array 600 and a first transmission lens. The feature is that it is. Other points are the same as in the fourth embodiment. Therefore, the description of the same configuration as that of the fourth embodiment is omitted. Further, it is also possible to apply the modification of each component described in the fourth embodiment to the present embodiment.
【００９５】アフォーカル光学系７００は、通過する光
の平行性をあまり悪化させることなく光束全体の径を縮
小化する機能を有する。本実施形態では、Ｘ軸方向のみ
に曲率を有するシリンドリカル凸レンズ７１０とシリン
ドリカル凹レンズ７１２によってアフォーカル光学系７
００が構成されている。シリンドリカルレンズ７１０、
７１２と同等の機能を２枚以上のレンズからなる組レン
ズによって実現することもでき、その場合には、光学収
差を低減できるという効果がある。シリンドリカル凸レ
ンズ７１０は、レンズアレイ６００の射出側に設置さ
れ、シリンドリカル凸レンズ７１０を通過する光をＸ軸
方向にのみ屈折させて照明光軸Ｌの方向に内向させる。
一方、シリンドリカル凹レンズ７１２は、第１伝達レン
ズ６１０の入射側に設置され、シリンドリカル凸レンズ
７１０からの内向した光を照明光軸Ｌに対して略平行化
する。本実施形態では、このように、Ｘ軸方向のみに曲
率を有するシリンドリカルレンズ７１０、７１２によっ
て構成されたアフォーカル光学系７００を用いているた
め、光束のＸ軸方向における広がりをさらに抑えること
ができる。したがって、隣接するサブ画素への光漏れに
よる混色をさらに低減することが可能となり、極めてコ
ントラストが高く色再現性の良い投写画像を実現するこ
とが可能となる。さらに、本実施形態では、Ｘ軸方向に
おける光束の広がりを抑えた結果、第１伝達レンズ６１
０、偏光変換素子４０、第２伝達レンズ６２０等のＸ軸
方向の寸法も小さくすることができ、照明装置の小型化
と低コスト化、ひいてはプロジェクタの小型化と低コス
ト化を達成することができる。The afocal optical system 700 has a function of reducing the diameter of the entire light beam without significantly deteriorating the parallelism of the light passing therethrough. In the present embodiment, the afocal optical system 7 includes a cylindrical convex lens 710 and a cylindrical concave lens 712 having a curvature only in the X-axis direction.
00 is configured. A cylindrical lens 710,
The function equivalent to the function 712 can be realized by a group of lenses including two or more lenses. In this case, there is an effect that optical aberration can be reduced. The cylindrical convex lens 710 is provided on the exit side of the lens array 600, and refracts light passing through the cylindrical convex lens 710 only in the X-axis direction to inward in the direction of the illumination optical axis L.
On the other hand, the cylindrical concave lens 712 is provided on the incident side of the first transmission lens 610, and makes the inward light from the cylindrical convex lens 710 substantially parallel to the illumination optical axis L. In this embodiment, since the afocal optical system 700 including the cylindrical lenses 710 and 712 having a curvature only in the X-axis direction is used, the spread of the light beam in the X-axis direction can be further suppressed. . Therefore, it is possible to further reduce color mixture due to light leakage to adjacent sub-pixels, and it is possible to realize a projection image having extremely high contrast and excellent color reproducibility. Furthermore, in the present embodiment, as a result of suppressing the spread of the light beam in the X-axis direction, the first transmission lens 61
0, the dimensions in the X-axis direction of the polarization conversion element 40, the second transmission lens 620, and the like can be reduced, and the size and cost of the lighting device can be reduced, and the size and cost of the projector can be reduced. it can.
【００９６】また、投写レンズ３００の寸法も小型化で
き、口径の小さなレンズを用いても明るい投写画像を実
現することができる。Further, the size of the projection lens 300 can be reduced, and a bright projected image can be realized even if a small-diameter lens is used.
【００９７】さらに、本実施形態の場合には、レンズア
レイ６００の集光レンズ６００ａのＸ軸方向における集
光特性を複雑に設定することなく、光束のＸ軸方向にお
ける広がりを抑えることができるので、混色を容易に低
減することが可能となる。Further, in the case of the present embodiment, the spread of the light beam in the X-axis direction can be suppressed without complicatedly setting the light-collecting characteristics of the condenser lens 600a of the lens array 600 in the X-axis direction. It is possible to easily reduce color mixing.
【００９８】なお、本実施形態ではＸ軸方向にのみ曲率
を有するシリンドリカルレンズ７１０、７１２を用いて
いたが、２方向に曲率を有するレンズ、あるいはトーリ
ックレンズを用いても良い。このようにすれば、Ｙ軸方
向における光束全体の広がりも抑えることが可能とな
り、混色をさらに効果的に低減することが可能となる。In the present embodiment, the cylindrical lenses 710 and 712 having a curvature only in the X-axis direction are used, but a lens having a curvature in two directions or a toric lens may be used. By doing so, it is possible to suppress the spread of the entire light beam in the Y-axis direction, and it is possible to more effectively reduce color mixing.
【００９９】７．第７実施形態 図１２は、第７実施形態に係るプロジェクタの概略的構
成を示すＹ軸方向からみた平面図である。この第７実施
形態は、上述した第６実施形態の変形例であり、縮小光
学系としてのアフォーカル光学系７００を構成するシリ
ンドリカル凸レンズ７１０が、光束分割光学素子として
のレンズアレイ６００の入射側に配設される点に特徴を
有する。その他の構成については第６実施形態と同様で
あるので、その説明を省略する。また、第６実施形態で
説明した各構成要素の変形の形態を本実施形態に適用す
ることも可能である。7. Seventh Embodiment FIG. 12 is a plan view showing a schematic configuration of a projector according to a seventh embodiment as viewed from the Y-axis direction. This seventh embodiment is a modification of the above-described sixth embodiment, and a cylindrical convex lens 710 constituting an afocal optical system 700 as a reduction optical system is provided on the incident side of a lens array 600 as a light beam splitting optical element. It is characterized in that it is arranged. Other configurations are the same as in the sixth embodiment, and a description thereof will be omitted. Further, it is also possible to apply the modification of each component described in the sixth embodiment to the present embodiment.
【０１００】本実施形態ように、シリンドリカル凸レン
ズ７１０の位置を変えても、第６実施形態と同様の作用
効果を達成することが可能である。As in the present embodiment, even if the position of the cylindrical convex lens 710 is changed, the same operation and effect as in the sixth embodiment can be achieved.
【０１０１】なお、シリンドリカル凹レンズ７１２を第
１伝達レンズ６１０の射出側に配置した構成としてもよ
い。Note that the cylindrical concave lens 712 may be arranged on the exit side of the first transmission lens 610.
【０１０２】８．第８実施形態 図１３は、第８実施形態に係るプロジェクタの概略的構
成を示す図であり、図１３（ａ）はＹ軸方向から見た平
面図、図１３（ｂ）はＸ軸方向から見た垂直断面図であ
る。この第８実施形態は、先に説明した第６、第７実施
形態の変形例であり、第６、第７実施形態におけるレン
ズアレイ６００と第１伝達レンズ６１０にアフォーカル
光学系７００の機能を持たせている点に特徴を有する。
すなわち、光束分割光学素子であるレンズアレイ８００
と第１伝達レンズ８１０によって、縮小光学系であるア
フォーカル光学系の機能を同時に実現している。これ以
外の構成については、第６、第７実施形態と同様であ
る。そして、第６、第７実施形態で説明した各構成要素
の変形の形態を本実施形態に適用することも可能であ
る。8. Eighth Embodiment FIG. 13 is a diagram showing a schematic configuration of a projector according to an eighth embodiment. FIG. 13A is a plan view viewed from a Y-axis direction, and FIG. FIG. 4 is a vertical sectional view as seen. The eighth embodiment is a modification of the sixth and seventh embodiments described above, and the function of the afocal optical system 700 is added to the lens array 600 and the first transmission lens 610 in the sixth and seventh embodiments. The feature is that it has.
That is, a lens array 800 which is a light beam splitting optical element
The function of the afocal optical system, which is a reduction optical system, is simultaneously realized by the first transmission lens 810 and the first transmission lens 810. Other configurations are the same as in the sixth and seventh embodiments. Then, it is also possible to apply the modification of each component described in the sixth and seventh embodiments to this embodiment.
【０１０３】レンズアレイ８００は、マトリクス状に配
置された複数の集光レンズ８００ａによって構成され
る。光源ランプ１５から射出された光は、レンズアレイ
８００を構成する各集光レンズ８００ａの集光作用によ
り、複数の部分光束に分割され、照明光軸Ｌと略直交す
るＸ−Ｙ平面内に、集光レンズ８００ａと同数の光源像
Ｓを形成する。また、レンズアレイ８００は、第６、第
７実施形態におけるシリンドリカル凸レンズ７１０と同
様に、光をＸ軸方向に屈折させて、照明光軸Ｌの方向に
内向させる機能も有している。The lens array 800 includes a plurality of condenser lenses 800a arranged in a matrix. The light emitted from the light source lamp 15 is divided into a plurality of partial luminous fluxes by the condensing action of each condensing lens 800a constituting the lens array 800, and is divided into an XY plane substantially orthogonal to the illumination optical axis L. The same number of light source images S as the condenser lens 800a are formed. Further, similarly to the cylindrical convex lenses 710 in the sixth and seventh embodiments, the lens array 800 also has a function of refracting light in the X-axis direction and inward in the direction of the illumination optical axis L.
【０１０４】第１伝達レンズ８１０は、マトリクス状に
配置された複数の集光レンズ８１０ａによって構成され
る。各集光レンズ８１０ａの位置は、複数の光源像が形
成される位置に対応するように構成されている。各集光
レンズ８１０ａの集光特性は、各集光レンズ８１０ａを
通過した部分光束が偏光変換素子４０の入射面４５Ａに
対して略垂直に入射するように設定されている。また、
第１伝達レンズ８１０は、第６、第７実施形態における
シリンドリカル凹レンズ７１２と同様、光を照明光軸Ｌ
に対して略平行化する機能も有している。The first transmission lens 810 is constituted by a plurality of condenser lenses 810a arranged in a matrix. The position of each condenser lens 810a is configured to correspond to the position where a plurality of light source images are formed. The light-gathering characteristics of each light-gathering lens 810a are set such that the partial luminous flux that has passed through each light-gathering lens 810a is incident on the incident surface 45A of the polarization conversion element 40 substantially perpendicularly. Also,
The first transmission lens 810 transmits light to the illumination optical axis L similarly to the cylindrical concave lens 712 in the sixth and seventh embodiments.
It also has a function of making it substantially parallel to.
【０１０５】本実施形態によっても、上述した第６、第
７実施形態の場合と同様の作用効果を達成することが可
能である。さらに、光束分割光学素子であるレンズアレ
イ８００及び第１伝達レンズ８１０によって、アフォー
カル光学系７００と同様の機能を実現できることから、
部材点数の省略による照明装置の小型化、軽量化、及び
低コスト化等を実現することが可能となる。According to the present embodiment, it is possible to achieve the same operation and effect as those of the sixth and seventh embodiments. Further, the same function as that of the afocal optical system 700 can be realized by the lens array 800 and the first transmission lens 810 that are the light beam splitting optical elements.
By reducing the number of members, it is possible to realize a reduction in size, weight, and cost of the lighting device.
【０１０６】９.第９実施形態 図１４は、第９実施形態に係るプロジェクタの概略的構
成を示すＹ軸方向からみた平面図である。9. Ninth Embodiment FIG. 14 is a plan view showing a schematic configuration of a projector according to a ninth embodiment as viewed from the Y-axis direction.
【０１０７】この第９実施形態は、先に説明した第４実
施形態の変形例であって、第２伝達レンズ６２０と平行
化レンズ３２との間に、縮小光学系としての凹レンズ系
９００が配置されている点に特徴を有する。その他の点
については第４実施形態と同様である。よって、第４実
施形態と同様の構成については、その説明を省略する。
また、第４実施形態で説明した各構成要素の変形の形態
を本実施形態に適用することも可能である。The ninth embodiment is a modification of the above-described fourth embodiment. A concave lens system 900 as a reduction optical system is disposed between the second transmission lens 620 and the parallelizing lens 32. The feature is that it is. Other points are the same as in the fourth embodiment. Therefore, the description of the same configuration as that of the fourth embodiment is omitted.
Further, it is also possible to apply the modification of each component described in the fourth embodiment to the present embodiment.
【０１０８】凹レンズ系９００は、光学収差を低減する
ため、２枚の凹レンズ９００ａ、９００ｂを用いた組レ
ンズで構成されており、光束全体の径をＸ軸及びＹ軸方
向に圧縮する作用を有している。したがって、光束全体
のＹ軸方向、Ｘ軸方向における広がりをさらに抑えるこ
とができる。したがって、隣接するサブ画素への光漏れ
による混色をさらに低減することが可能となり、極めて
コントラストが高く色再現性の良い投写画像を実現する
ことが可能となる。さらに、本実施形態では、Ｙ軸方向
やＸ軸方向における光束の広がりを抑えた結果、投写レ
ンズ３００の寸法も小型化でき、口径の小さなレンズを
用いても明るい投写画像を実現することができる。The concave lens system 900 is composed of a group of lenses using two concave lenses 900a and 900b in order to reduce optical aberration, and has an action of compressing the entire diameter of the light beam in the X-axis and Y-axis directions. are doing. Therefore, the spread of the entire light beam in the Y-axis direction and the X-axis direction can be further suppressed. Therefore, it is possible to further reduce color mixing due to light leakage to adjacent sub-pixels, and it is possible to realize a projection image having extremely high contrast and excellent color reproducibility. Furthermore, in the present embodiment, as a result of suppressing the spread of the luminous flux in the Y-axis direction and the X-axis direction, the size of the projection lens 300 can be reduced, and a bright projected image can be realized even with a small-diameter lens. .
【０１０９】なお、凹レンズ９００をＸ軸方向にのみ曲
率を有するシリンドリカル凹レンズとし、Ｘ軸方向にお
ける光の広がりだけを抑えた構成としても良い。また、
凹レンズ系９００を、第１〜第３の実施形態のようにロ
ッドを用いたプロジェクタに用いても良い。Incidentally, the concave lens 900 may be a cylindrical concave lens having a curvature only in the X-axis direction, so that only the spread of light in the X-axis direction is suppressed. Also,
The concave lens system 900 may be used in a projector using a rod as in the first to third embodiments.
【０１１０】１０．実施形態の変形 本発明は、上記の各実施形態に限定されるものではな
く、発明の範囲内において種々変更することができる。10. Modifications of Embodiments The present invention is not limited to the above embodiments, but can be variously modified within the scope of the invention.
【０１１１】例えば、上述した第１実施形態乃至第３実
施形態において、ロッド２０、２１０、２２０は、導光
性を有する材料からなる中実ロッドで構成されていた
が、光反射面を有する部材、例えば反射ミラー（表面反
射ミラーが望ましい）によって形成された筒状の中空ロ
ッドであっても良い。その場合には、中空ロッドの内側
に向けられた反射面で光は反射され、ガラス材などに比
べて屈折率が低い空気中を光が伝達する。反射面には一
般的な反射ミラーやその反射ミラーの表面に誘電体など
により増反射膜を形成したものなどを使用することがで
きる。中空ロッドは導光性の材料の塊からなる中実ロッ
ドよりも製造が容易であることから、中実ロッドを使用
する場合よりも照明装置の低コスト化を図ることが可能
となる。さらに、中空ロッドの内部は屈折率がほぼ１に
等しい空気であるため、屈折率が１より大きい中実ロッ
ドを使用する場合よりもロッド２０、２１０、２２０の
Ｚ軸方向の寸法を短くでき、照明装置の小型化、ひいて
はプロジェクタの小型化を図ることができる可能性があ
る。For example, in the above-described first to third embodiments, the rods 20, 210, and 220 are formed of solid rods made of a material having a light guiding property. For example, a cylindrical hollow rod formed by a reflection mirror (preferably a surface reflection mirror) may be used. In that case, the light is reflected by the reflecting surface directed toward the inside of the hollow rod, and the light is transmitted through air having a lower refractive index than a glass material or the like. As the reflection surface, a general reflection mirror or a reflection mirror formed on the surface of the reflection mirror with a dielectric or the like can be used. Since the hollow rod is easier to manufacture than a solid rod made of a block of light-guiding material, it is possible to reduce the cost of the lighting device as compared with the case where a solid rod is used. Furthermore, since the inside of the hollow rod is air having a refractive index substantially equal to 1, the dimensions of the rods 20, 210, 220 in the Z-axis direction can be made shorter than when a solid rod having a refractive index larger than 1 is used, There is a possibility that the size of the lighting device and the size of the projector can be reduced.
【０１１２】前記各実施形態における液晶装置１０００
は、基板１０１１、１０１２の間にツイストネマチック
（ＴＮ）液晶を封入して構成されていたが、種々の動作
モードを有する液晶、例えばＳＨ液晶を採用してもよ
い。The liquid crystal device 1000 in each of the above embodiments
Although twisted nematic (TN) liquid crystal is sealed between the substrates 1011 and 1012, liquid crystal having various operation modes, for example, SH liquid crystal may be adopted.
【０１１３】また、前記各実施形態における液晶装置１
０００は、ＴＦＴ１０１７をスイッチング素子としてい
たが、これに限らず、ＴＦＤ（Thin-Filmed-Diode）等
の２端子型非線形素子を使用することも可能である。Further, the liquid crystal device 1 in each of the above-described embodiments is used.
000 uses the TFT 1017 as a switching element, but is not limited thereto, and a two-terminal non-linear element such as a TFD (Thin-Filmed-Diode) can be used.
【０１１４】さらに、前述の各実施形態においては、空
間色分離型の透過型液晶装置を１つだけ用いて構成され
るプロジェクタを前提として説明してきたが、空間色分
離型の反射型液晶装置を用いたり、複数の液晶装置を用
いたりして構成されるプロジェクタに対しても本発明の
構成を適用することができる。Further, in each of the above-described embodiments, the description has been made on the assumption that the projector is configured by using only one transmissive liquid crystal device of the spatial color separation type. The configuration of the present invention can also be applied to a projector configured using a plurality of liquid crystal devices.
【０１１５】そして、プロジェクタは、スクリーンを背
面から投写するリア型でも、前面から投写するフロント
型でもかまわない。The projector may be a rear type that projects the screen from the back or a front type that projects the screen from the front.
【０１１６】その他、本発明の、実施の際の具体的な構
造および形状等は、本発明の目的を達成できる範囲で他
の構造等としてもよい。In addition, the specific structure, shape and the like of the present invention may be other structures and the like as long as the object of the present invention can be achieved.
【０１１７】[0117]
【発明の効果】前述のような本発明に係るプロジェクタ
によれば、偏光変換素子による偏光分離の方向が電気光
学装置の画素の長辺方向と略一致しているため、少なく
とも画素の短辺方向に対応するＸ軸方向においては、偏
光分離に伴って発生する照明光束の角度分布の広がりが
殆ど生じない。よって、隣接するサブ画素への光漏れに
よる発生する混色を低減することができ、コントラスト
が高く、色再現性の良い投写画像を実現することができ
る。According to the projector of the present invention as described above, since the direction of polarization separation by the polarization conversion element substantially matches the long side direction of the pixel of the electro-optical device, at least the short side direction of the pixel. In the X-axis direction corresponding to (1), the angular distribution of the illumination light beam generated due to the polarization separation hardly spreads. Therefore, it is possible to reduce color mixture generated due to light leakage to adjacent sub-pixels, and to realize a projected image with high contrast and good color reproducibility.
【図１】本発明の第１実施形態に係るプロジェクタの構
造を表す平面図である。FIG. 1 is a plan view illustrating a structure of a projector according to a first embodiment of the invention.
【図２】第１実施形態におけるロッドと光源像の形成位
置との関係を示す概略斜視図である。FIG. 2 is a schematic perspective view illustrating a relationship between a rod and a position where a light source image is formed in the first embodiment.
【図３】本発明の実施形態における偏光変換素子の構成
を示す図であり、図３（ａ）は垂直断面図、図３（ｂ）
は外観斜視図である。3A and 3B are diagrams illustrating a configuration of a polarization conversion element according to an embodiment of the present invention. FIG. 3A is a vertical cross-sectional view, and FIG.
Is an external perspective view.
【図４】本発明の実施形態における色分離光学素子の構
造を表す平面図である。FIG. 4 is a plan view illustrating a structure of a color separation optical element according to the embodiment of the present invention.
【図５】本発明の実施形態における液晶装置の構造を表
す分解斜視図である。FIG. 5 is an exploded perspective view illustrating a structure of a liquid crystal device according to the embodiment of the present invention.
【図６】本発明の実施形態における液晶装置の構造を表
す水平断面図と、画素形状を表す正面図である。FIG. 6 is a horizontal sectional view illustrating a structure of a liquid crystal device according to an embodiment of the present invention, and a front view illustrating a pixel shape.
【図７】本発明の第２実施形態におけるロッドと光源像
の形成位置との関係を示す概略斜視図である。FIG. 7 is a schematic perspective view illustrating a relationship between a rod and a light source image forming position according to a second embodiment of the present invention.
【図８】本発明の第３実施形態におけるロッドと光源像
の形成位置との関係を示す概略斜視図である。FIG. 8 is a schematic perspective view showing a relationship between a rod and a light source image forming position according to a third embodiment of the present invention.
【図９】本発明の第４実施形態に係るプロジェクタの構
造を表す側面図である。FIG. 9 is a side view illustrating a structure of a projector according to a fourth embodiment of the invention.
【図１０】本発明の第５実施形態に係るプロジェクタの
構造を表す側面図である。FIG. 10 is a side view illustrating a structure of a projector according to a fifth embodiment of the invention.
【図１１】本発明の第６実施形態に係るプロジェクタの
構造を表す図であり、図１１（ａ）は平面図、図１１
（ｂ）は垂直断面図である。11A and 11B are diagrams illustrating a structure of a projector according to a sixth embodiment of the present invention. FIG. 11A is a plan view and FIG.
(B) is a vertical sectional view.
【図１２】本発明の第７実施形態に係るプロジェクタの
構造を表す平面図である。FIG. 12 is a plan view illustrating a structure of a projector according to a seventh embodiment of the invention.
【図１３】本発明の第８実施形態に係るプロジェクタの
構造を表す図であり、図１３（ａ）は平面図、図１３
（ｂ）は垂直断面図である。13A and 13B are diagrams illustrating a structure of a projector according to an eighth embodiment of the present invention. FIG. 13A is a plan view and FIG.
(B) is a vertical sectional view.
【図１４】本発明の第９実施形態に係るプロジェクタの
構造を表す平面図である。FIG. 14 is a plan view illustrating a structure of a projector according to a ninth embodiment of the invention.
１、１Ａ 照明装置 １０、１５ 光源ランプ １３ ミラー ２０、２１０、２２０ ロッド ３０ リレー光学系 ３２ 平行化レンズ ４０ 偏光変換素子 ４２ 偏光分離膜 ４４ 反射膜 ４８ 位相差板 ５０、６１０、６１２、８１０ 第１伝達レンズ ５２、６２０ 第２伝達レンズ ８０ 色分離光学素子 ８０Ｒ、８０Ｇ、８０Ｂ ダイクロイックミラー ３００ 投写レンズ ６００、８００ レンズアレイ ７００ アフォーカル光学系 ９００ 凹レンズ系 １０００ 液晶装置 １０１６、１０１６Ｒ、１０１６Ｇ、１０１６Ｂ サブ
画素電極 １０２０ カラー画素 １０３１ マイクロレンズアレイ １０３１Ａ 単位マイクロレンズ ２０００ 投写面 Ｒ 赤色光 Ｇ 緑色光 Ｂ 青色光 Ｈ 法線 Ｌ 照明光軸 Ｐ 仮想面 Ｓ 光源像DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 1A Illumination device 10, 15 Light source lamp 13 Mirror 20, 210, 220 Rod 30 Relay optical system 32 Parallelizing lens 40 Polarization conversion element 42 Polarization separation film 44 Reflection film 48 Phase difference plate 50, 610, 612, 810 First Transmission lens 52, 620 Second transmission lens 80 Color separation optical element 80R, 80G, 80B Dichroic mirror 300 Projection lens 600, 800 Lens array 700 Afocal optical system 900 Concave lens system 1000 Liquid crystal device 1016, 1016R, 1016G, 1016B Sub-pixel electrode 1020 Color pixel 1031 Micro lens array 1031A Unit micro lens 2000 Projection surface R Red light G Green light B Blue light H Normal L Illumination optical axis P Virtual surface S Light source image
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０３Ｂ 33/12 Ｇ０３Ｂ 33/12 Ｇ０９Ｆ 9/00 ３２４ Ｇ０９Ｆ 9/00 ３２４ ３６０ ３６０Ｄ Ｈ０４Ｎ 5/74 Ｈ０４Ｎ 5/74 Ｂ 9/31 9/31 Ｃ ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) G03B 33/12 G03B 33/12 G09F 9/00 324 G09F 9/00 324 360 360D H04N 5/74 H04N 5 / 74 B 9/31 9/31 C
Claims (21)
する光束分割光学素子と、 前記複数の部分光束のそれぞれを２種類の偏光光束に分
離した後、偏光方向が揃った１種類の偏光光束に変換す
る偏光変換素子と、 前記偏光変換素子から射出された照明光束を変調する電
気光学装置と、 前記電気光学装置によって変調された光を投写する投写
レンズと、を備えたプロジェクタであって、 前記電気光学装置は、各部分光束において異なる角度で
入射する色光を色光ごとに光変調処理を施すため、色光
ごとに対応し互いに隣接して配置された細長形状の画素
を複数備え、 前記偏光変換素子による前記複数の部分光束の偏光分離
方向は、前記画素の長辺方向と略一致していることを特
徴とするプロジェクタ。1. A light beam splitting optical element for splitting a light beam from a light source into a plurality of partial light beams, and after separating each of the plurality of partial light beams into two types of polarized light beams, one type having a uniform polarization direction. A projector comprising: a polarization conversion element configured to convert a polarized light beam; an electro-optical device configured to modulate an illumination light beam emitted from the polarization conversion device; and a projection lens configured to project light modulated by the electro-optical device. The electro-optical device includes a plurality of elongated pixels arranged adjacent to each other for each color light in order to perform light modulation processing on the color light incident at different angles in each partial light beam for each color light, A projector, wherein a polarization separation direction of the plurality of partial light beams by the polarization conversion element substantially coincides with a long side direction of the pixel.
し、光束の入射方向とは反対側に射出する透過型の電気
光学装置であることを特徴とするプロジェクタ。2. The electro-optical device according to claim 1, wherein the electro-optical device is a transmissive electro-optical device that modulates an incident light beam by the pixels and emits the light beam in a direction opposite to the incident direction of the light beam. A projector characterized by the above-mentioned.
クタにおいて、 前記偏光変換素子と前記電気光学装置との間には、前記
複数の色光を選択的に反射する複数のミラーが互いに異
なる角度で配置された色分離光学素子が配置されている
ことを特徴とするプロジェクタ。3. The projector according to claim 1, wherein a plurality of mirrors selectively reflecting the plurality of color lights are provided at different angles between the polarization conversion element and the electro-optical device. A projector characterized in that the color separation optical element arranged in (1) is arranged.
ロジェクタにおいて、前記光束分割光学素子は、前記画
素の長辺方向よりも短辺方向に対して、より狭い間隔で
複数の前記光源像を形成するように構成されていること
を特徴とするプロジェクタ。4. The projector according to claim 1, wherein the light beam splitting optical element comprises a plurality of the light beam splitting optical elements arranged at shorter intervals in a shorter side direction than a longer side direction of the pixel. A projector configured to form a light source image.
源からの光束を複数対の反射面にて反射させ、複数の部
分光束に分割して射出端面から射出するロッドであり、 前記画素の短辺方向において対向する一対の反射面が前
記入射端面から前記射出端面に向かって次第に拡がるよ
うに傾斜していることを特徴とするプロジェクタ。5. The projector according to claim 4, wherein the light beam splitting optical element reflects a light beam from the light source incident from an incident end face on a plurality of pairs of reflecting surfaces and splits the light beam into a plurality of partial light beams. A projector which emits light from an emission end surface, wherein a pair of reflection surfaces facing each other in a short side direction of the pixel are inclined so as to gradually expand from the incidence end surface toward the emission end surface.
対の反射面の間隔が前記入射端面から前記射出端面に向
かって次第に狭くなるように傾斜していることを特徴と
するプロジェクタ。6. The projector according to claim 5, wherein the rod is inclined such that a distance between a pair of reflecting surfaces facing each other in a long side direction of the pixel gradually decreases from the incident end face toward the emission end face. A projector characterized in that:
クタにおいて、 前記ロッドは、その射出端面が前記電気光学装置の表示
領域の形状と略相似形となっていることを特徴とするプ
ロジェクタ。7. The projector according to claim 5, wherein the rod has an emission end surface substantially similar to a shape of a display area of the electro-optical device.
ロジェクタにおいて、前記ロッドは、導光性を有する材
料からなる中実の導光体から構成されていることを特徴
とするプロジェクタ。8. The projector according to claim 5, wherein said rod is made of a solid light guide made of a material having a light guide property. .
ロジェクタにおいて、前記ロッドは、筒状体の内側面に
光反射面を形成した中空の導光体から構成されているこ
とを特徴とするプロジェクタ。9. The projector according to claim 5, wherein the rod is formed of a hollow light guide having a light reflecting surface formed on an inner surface of a cylindrical body. Features projector.
て、 前記光束分割光学素子は、前記画素の長辺方向および短
辺方向に複数のレンズを配列して構成されるレンズアレ
イであることを特徴とするプロジェクタ。10. The projector according to claim 4, wherein the light beam splitting optical element is a lens array configured by arranging a plurality of lenses in a long side direction and a short side direction of the pixel. Projector.
て、 前記光束分割光学素子を構成する複数のレンズは、前記
電気光学装置の表示領域の形状と略相似形となっている
ことを特徴とするプロジェクタ。11. The projector according to claim 10, wherein the plurality of lenses constituting the light beam splitting optical element have a shape substantially similar to a shape of a display area of the electro-optical device. .
ロジェクタにおいて、前記光束分割光学素子を構成する
複数のレンズの一部或いは全部は、偏心レンズであるこ
とを特徴とするプロジェクタ。12. The projector according to claim 10, wherein a part or all of the plurality of lenses constituting the light beam splitting optical element are decentered lenses.
載のプロジェクタおいて、 前記光源と前記偏光変換素子との間には、前記照明光束
の全体の断面寸法を前記画素の短辺方向に縮める縮小光
学系が配置されていることを特徴とするプロジェクタ。13. The projector according to claim 10, wherein an entire cross-sectional dimension of the illumination light flux is set between the light source and the polarization conversion element in a short side direction of the pixel. A projector characterized in that a reduction optical system for reducing the size is arranged.
て、 前記縮小光学系は、さらに、前記照明光束の全体の断面
寸法を前記画素の長辺方向にも縮めることを特徴とする
プロジェクタ。14. The projector according to claim 13, wherein the reduction optical system further reduces the overall cross-sectional dimension of the illumination light beam in the long side direction of the pixel.
ロジェクタおいて、 前記縮小光学系は、前記光束分割光学素子の入射側また
は射出側の一方に配置された少なくとも１つの凸レンズ
と、前記偏光変換素子の入射側に配置された少なくとも
１つの凹レンズとを備えていることを特徴とするプロジ
ェクタ。15. The projector according to claim 13, wherein the reduction optical system includes at least one convex lens disposed on one of an entrance side and an exit side of the light beam splitting optical element, and the polarization lens. A projector comprising: at least one concave lens arranged on an incident side of a conversion element.
前記凸レンズ、前記凹レンズのうち少なくとも一方が、
２つ以上のレンズの組み合わせによって構成されている
ことを特徴とするプロジェクタ。16. The method according to claim 13, wherein
At least one of the convex lens and the concave lens,
A projector comprising a combination of two or more lenses.
のプロジェクタにおいて、 前記偏光変換素子と前記電気光学装置との間には、前記
照明光束の全体の断面寸法を前記画素の短辺方向に縮め
る縮小光学系が配置されていることを特徴とするプロジ
ェクタ。17. The projector according to claim 1, wherein an entire cross-sectional dimension of the illumination light beam is set between the polarization conversion element and the electro-optical device. A projector characterized in that a reduction optical system for contracting in a direction is arranged.
て、 前記縮小光学系は、さらに、前記照明光束の全体の断面
寸法を前記画素の長辺方向にも縮めることを特徴とする
プロジェクタ。18. The projector according to claim 17, wherein the reduction optical system further reduces the overall cross-sectional dimension of the illumination light beam in the long side direction of the pixel.
ロジェクタにおいて、前記縮小光学系は、少なくとも１
つ以上の凹レンズを用いて構成されることを特徴とする
プロジェクタ。19. The projector according to claim 17, wherein said reduction optical system has at least one
A projector comprising at least one concave lens.
載のプロジェクタにおいて、 前記縮小光学系は、シリンドリカルレンズを含んで構成
されることを特徴とするプロジェクタ。20. The projector according to claim 13, wherein the reduction optical system includes a cylindrical lens.
のプロジェクタにおいて、 前記偏光変換素子は、２種類の偏光光束のうち、一方の
偏光光束を透過し、他方の偏光光束を反射する偏光分離
膜と、前記２種類の偏光光束の射出方向を揃えるため
に、前記他方の偏光光束を反射する反射膜と、前記２種
類の偏光光束の偏光方向を揃える位相差板と、を有する
ことを特徴とするプロジェクタ。21. The projector according to claim 1, wherein the polarization conversion element transmits one of two types of polarized light beams and reflects the other polarized light beam. A polarization separation film, a reflection film that reflects the other polarized light beam in order to align the emission directions of the two types of polarized light beams, and a retardation plate that aligns the polarization directions of the two types of polarized light beams. A projector characterized by the above-mentioned.
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