JP2002207194A - Polarized light illuminator and projection type display device using the same - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To realize an illuminator which can stably exhibit excellent performance under an environment accompanied by great temperature changes by using a polarization split means having the excellent temperature stability of a polarization split angle, and to realize a projection type display device which can form a bright projection video by improving use efficiency of light. SOLUTION: A polarized light illuminator 10A converts P-polarized light into S-polarized light by using the λ/2 phase difference plate 62 of a condensing lens part 60 after random polarized light emitted from a light source part 20 is separated into two kinds of polarized light beams by a polarization split film 31 using a dielectric multilayer film layer in a polarization split part 30.

Description

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

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、偏光方向を揃えた偏光
光を用いて特定の矩形領域などを均一に照明する偏光照
明装置、およびこの偏光照明装置から出射された偏光光
をライトバルブにより変調して映像をスクリーン上に拡
大表示する投写型表示装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a polarized light illuminator for uniformly illuminating a specific rectangular area or the like using polarized light having a uniform polarization direction, and a polarized light emitted from the polarized illuminator by a light valve. The present invention relates to a projection display device that modulates and displays an image on a screen in an enlarged manner.

【０００２】[0002]

【従来の技術】偏光光を変調するタイプの液晶ライトバ
ルブを用いた一般的な投写型表示装置においては、光の
利用効率の向上が解決すべき重要な課題の一つとして挙
げられる。上記課題を解決するために、例えば、特開平
６−２０２０９４号公報に開示されている様に、インテ
グレータ照明法に偏光変換法を組み合わせた新規な照明
光学系が提案されている。2. Description of the Related Art In a general projection type display device using a liquid crystal light valve of a type that modulates polarized light, improvement of light use efficiency is one of important issues to be solved. In order to solve the above problems, for example, as disclosed in JP-A-6-202094, a novel illumination optical system in which an integrator illumination method is combined with a polarization conversion method has been proposed.

【０００３】上記公報に開示されている照明光学系は、
図１５（Ａ）に示すように、従来のインテグレータ光学
系をベースとしており、このインテグレータ光学系９８
９には、第１のレンズ板９８１、および第２のレンズ板
９８３が設けられている。ここで、第１のレンズ板９８
１の近傍には、偏光分離手段９８２が配置され、第２の
レンズ板９８３には、λ／２位相差板９８４が形成され
ている。インテグレータ光学系９８９では、第１のレン
ズ板９８１として、図１５（Ｂ）に示す複数の微小な矩
形レンズ９８５を備えるものが用いられ、第２のレンズ
板９８３としては、矩形レンズ９８５と同数の微小なレ
ンズを備えるものが用いられている。かかる構成の照明
光学系では、まず、光源部９８６から出射された偏光方
向がランダムな偏光光（実際には、Ｐ偏光光とＳ偏光光
との混合光と考えられる。）は、液晶材料を主要な構成
要素とする偏光分離手段９８２に入射され、この偏光分
離手段９８２が有する偏光光毎の出射角度依存特性によ
って、出射角度がわずかに異なるＰ偏光光とＳ偏光光に
分離される。偏光分離手段９８２を出た２つの偏光光
は、インテグレータ光学系９８９の第１のレンズ板９８
１に入射され、その集光作用によって、Ｐ偏光光による
光源像とＳ偏光光による光源像とからなる一対の二次光
源像を第２のレンズ板９８３の中に形成する。一対の二
次光源像の数は、第１のレンズ板を構成する微小レンズ
の数に等しい。ここで、第２のレンズ板９８３の中に
は、二次光源像の各形成位置に合わせてλ／２位相差板
９８４が配置されているため、この位相差板９８４を一
方の偏光光（たとえば、Ｐ偏光光）が通過することによ
り、この偏光光は、偏光面の回転作用を受け、他方の偏
光光（たとえば、Ｓ偏光光）と偏光面が揃った状態で照
明領域９８８へと導かれる。それ故、この光学系では、
インテグレータ光学系９８９において形成される二次光
源像を、偏光光の種類により空間的に分離することで、
特定の偏光光の偏光面を変換することができる。The illumination optical system disclosed in the above publication is
As shown in FIG. 15A, a conventional integrator optical system is used as a base.
9, a first lens plate 981 and a second lens plate 983 are provided. Here, the first lens plate 98
In the vicinity of 1, a polarization splitting means 982 is arranged, and on the second lens plate 983, a λ / 2 phase difference plate 984 is formed. In the integrator optical system 989, the first lens plate 981 having a plurality of minute rectangular lenses 985 shown in FIG. 15B is used, and the second lens plate 983 has the same number of rectangular lenses 985 as the first lens plate 981. What has a micro lens is used. In the illumination optical system having such a configuration, first, the polarized light emitted from the light source unit 986 and having a random polarization direction (actually, it is considered to be a mixed light of P-polarized light and S-polarized light) uses a liquid crystal material. The light enters the polarization separation means 982, which is a main component, and is separated into P-polarized light and S-polarized light whose emission angles are slightly different due to the emission angle dependence of each polarized light possessed by the polarization separation means 982. The two polarized lights that have exited the polarization separation means 982 are coupled to the first lens plate 98 of the integrator optical system 989.
The second light source image is formed on the second lens plate 983 by the light condensing function and a light source image formed by P-polarized light and a light source image formed by S-polarized light. The number of the pair of secondary light source images is equal to the number of the minute lenses forming the first lens plate. Here, in the second lens plate 983, a λ / 2 phase difference plate 984 is arranged in accordance with each formation position of the secondary light source image. For example, when the P-polarized light passes, the polarized light is rotated by the polarization plane, and is guided to the illumination area 988 in a state where the polarization plane is aligned with the other polarized light (for example, the S-polarized light). I will Therefore, in this optical system,
By spatially separating the secondary light source image formed in the integrator optical system 989 by the type of polarized light,
The plane of polarization of the particular polarized light can be converted.

【０００４】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上記の偏光照明装置で
は、偏光分離手段として液晶材料を用いた光学システム
が用いられ、この光学システムでは、光の利用効率が向
上するので、明るい投写映像を得ることができるという
点で優れているものの、液晶材料では、屈折率の温度依
存性が大きいため、著しい温度変化が生じるような投写
型表示装置の光源系に組み込むと、偏光分離角が不安定
であるという問題点がある。In the above-mentioned polarization illuminating apparatus, an optical system using a liquid crystal material is used as the polarization separating means. In this optical system, the efficiency of using light is improved, so that a bright projected image is obtained. Although it is excellent in that it can be used, since the liquid crystal material has a large temperature dependence of the refractive index, when it is incorporated in the light source system of a projection display device in which a remarkable temperature change occurs, the polarization separation angle becomes unstable. There is a problem that there is.

【０００５】以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、
偏光分離角の温度依存性に優れた偏光分離手段を用いる
ことによって、著しい温度変化を伴う環境下において
も、すぐれた性能を安定して発揮できる照明装置を実現
することにある。[0005] In view of the above problems, an object of the present invention is to provide:
An object of the present invention is to realize an illumination device that can stably exhibit excellent performance even in an environment involving a remarkable temperature change by using a polarization separation unit having excellent temperature dependence of a polarization separation angle.

【０００６】また、本発明の課題は、かかる照明装置を
用いて、光の利用効率を向上して、明るい投写映像を形
成可能な投写型表示装置を実現することにある。Another object of the present invention is to realize a projection display device capable of forming a bright projection image by improving the light use efficiency by using such a lighting device.

【０００７】[0007]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明に係わる偏光照明装置には、偏光方向がラン
ダムな偏光光を出射する光源部と、誘電体多層膜からな
る偏光分離膜を２つの直角プリズムで挟持する構造であ
って、この偏光分離膜によって光源部から出射された偏
光光を偏光方向が互いに直交するＰ偏光光とＳ偏光光の
２つの偏光光に分離して出射する偏光分離部と、矩形状
の外形を有する複数の微小集光ミラーにより構成され、
偏光分離部から出射されるＰ偏光光を集光し、Ｐ偏光光
からなる複数の２次光源像を形成するための第１の集光
ミラー板と、その第１の集光ミラー板とほぼ同様の寸法
形状をなし、偏光分離部から出射されるＳ偏光光を集光
し、Ｐ偏光光からなる複数の２次光源像が形成される位
置とはわずかに異なる位置にＳ偏光光からなる複数の２
次光源像を形成するための第２の集光ミラー板と、第１
の集光ミラー板と偏光分離部との間に、及び、第２の集
光ミラー板と偏光分離部との間に各々置かれた第１のλ
／４位相差板、及び、第２のλ／４位相差板と、Ｐ偏光
光からなる複数の２次光源像とＳ偏光光からなる複数の
２次光源像が形成される位置の近傍に配置され、第１或
いは第２の集光ミラー板を構成する微小集光ミラーと同
数の微小レンズにより構成された集光レンズ板とλ／２
位相差板とからなる集光レンズ部とを設けたことに特徴
を有する。In order to solve the above-mentioned problems, a polarized light illuminating apparatus according to the present invention comprises a light source section for emitting polarized light having a random polarization direction and a polarized light separating film comprising a dielectric multilayer film. Is sandwiched between two right-angle prisms. The polarized light separating film separates polarized light emitted from the light source unit into two polarized lights, P-polarized light and S-polarized light, whose polarization directions are orthogonal to each other. And a plurality of micro focusing mirrors having a rectangular outer shape,
A first condensing mirror plate for condensing the p-polarized light emitted from the polarization splitting unit and forming a plurality of secondary light source images composed of the p-polarized light; S-polarized light having the same dimensions and shape is condensed from S-polarized light emitted from the polarization separation unit, and is composed of S-polarized light at a position slightly different from the position where a plurality of secondary light source images composed of P-polarized light are formed Multiple 2
A second condenser mirror plate for forming a next light source image;
And the first λ placed between the second condensing mirror plate and the polarization splitting unit, and between the second condensing mirror plate and the polarization splitting unit, respectively.
A quarter wave plate, a second λ / 4 wave plate, and a position where a plurality of secondary light source images composed of P-polarized light and a plurality of secondary light source images composed of S-polarized light are formed. A condensing lens plate having the same number of microlenses as the number of microcondensing mirrors disposed and constituting the first or second condensing mirror plate;
It is characterized in that a condensing lens unit including a phase difference plate is provided.

【０００８】本発明では、光源部と偏光分離部との間
に、変角プリズムが配置されていることが好ましい。In the present invention, it is preferable that a variable-angle prism is disposed between the light source unit and the polarization splitting unit.

【０００９】あるいは、本発明では、偏光分離部と第１
の集光ミラー板との間に、及び偏光分離部と第２の集光
ミラー板との間に、変角プリズムが配置されていること
が好ましい。その際には、変角プリズムは、偏光分離部
と一体化されていることが好ましく、あるいは、変角プ
リズムは、第１の集光ミラー板と、及び第２の集光ミラ
ー板と一体化されていることが好ましい。さらには、変
角プリズムは、偏光分離部と第１の集光ミラー板と、及
び第２の集光ミラー板と一体化されていることが好まし
い。Alternatively, in the present invention, the polarization splitting section and the first
It is preferable that a deflecting prism is disposed between the light-collecting mirror plate and the polarization splitting unit and the second light-collecting mirror plate. In that case, the deflecting prism is preferably integrated with the polarization splitting unit, or the deflecting prism is integrated with the first condensing mirror plate and the second condensing mirror plate. It is preferred that Further, it is preferable that the deflecting prism is integrated with the polarization splitting unit, the first light collecting mirror plate, and the second light collecting mirror plate.

【００１０】本発明においては、偏光分離部は平板状の
偏光分離板により構成されていることがある。In the present invention, the polarized light separating section may be constituted by a flat polarized light separating plate.

【００１１】また、本発明においては、偏光分離部を構
成する直角プリズムは液体充填プリズムであることがあ
る。In the present invention, the right-angle prism constituting the polarization splitting section may be a liquid-filled prism.

【００１２】さらに、本発明においては、λ／２位相差
板及びλ／４位相差板はＴＮ（ツイスティド・ネマチッ
ク）液晶で形成されていることがある。Further, in the present invention, the λ / 2 phase plate and the λ / 4 phase plate may be formed of TN (twisted nematic) liquid crystal.

【００１３】本発明においては、２つの集光ミラー板に
よって形成される２種類の２次光源像の分離方向は、照
明領域の長手方向に一致していることが好ましい。In the present invention, it is preferable that the separation direction of the two types of secondary light source images formed by the two light collecting mirror plates coincides with the longitudinal direction of the illumination area.

【００１４】さらに、本発明においては、集光レンズ板
の微小レンズが微小集光ミラーと相似形であることが好
ましい。Further, in the present invention, it is preferable that the minute lenses of the condenser lens plate have a similar shape to the minute condenser mirror.

【００１５】このように構成した偏光照明装置を用いた
本発明に係わる投写型表示装置では、偏光方向がランダ
ムな偏光光を出射する光源部と、誘電体多層膜からなる
偏光分離膜を２つの直角プリズムで挟持する構造であっ
て、この偏光分離膜によって光源部から出射された偏光
光を偏光方向が互いに直交するＰ偏光光とＳ偏光光の２
つの偏光光に分離して出射する偏光分離部と、矩形状の
外形を有する複数の微小集光ミラーにより構成され、偏
光分離部から出射されるＰ偏光光を集光し、Ｐ偏光光か
らなる複数の２次光源像を形成するための第１の集光ミ
ラー板と、その第１の集光ミラー板とほぼ同様の寸法形
状をなし、偏光分離部から出射されるＳ偏光光を集光
し、Ｐ偏光光からなる複数の２次光源像が形成される位
置とはわずかに異なる位置にＳ偏光光からなる複数の２
次光源像を形成するための第２の集光ミラー板と、第１
の集光ミラー板と偏光分離部との間に、及び、第２の集
光ミラー板と偏光分離部との間に各々置かれた第１のλ
／４位相差板、及び、第２のλ／４位相差板と、Ｐ偏光
光からなる複数の２次光源像とＳ偏光光からなる複数の
２次光源像が形成される位置の近傍に配置され、第１或
いは第２の集光ミラー板を構成する微小集光ミラーと同
数の微小レンズにより構成された集光レンズ板とλ／２
位相差板とからなる集光レンズ部とλ／２位相差板を通
過した光を三原色の各色光に分離する色分離手段と、外
部からの映像信号に基づいて、各色光をそれぞれ変調す
る３枚のライトバルブと、ライトバルブによって変調さ
れた各色光の変調光を合成する色合成手段と、色合成手
段によって合成された各色光をスクリーン上に投写する
光投写手段とを設けたことに特徴を有する。In the projection type display device according to the present invention using the polarized light illuminating device thus configured, a light source section for emitting polarized light having a random polarization direction and a polarization separation film composed of a dielectric multilayer film are provided. It is a structure sandwiched between right-angle prisms, and the polarized light separating film separates polarized light emitted from the light source unit into P-polarized light and S-polarized light whose polarization directions are orthogonal to each other.
It is composed of a polarized light separating section that separates and emits one polarized light, and a plurality of micro focusing mirrors having a rectangular outer shape, and collects P polarized light emitted from the polarized light separating section and is composed of P polarized light. A first condensing mirror plate for forming a plurality of secondary light source images, and a S-polarized light beam having substantially the same size and shape as the first condensing mirror plate, and condensing the S-polarized light emitted from the polarization separation unit. In addition, the plurality of S-polarized light beams are located at positions slightly different from the positions where the plurality of secondary light source images composed of P-polarized light beams are formed.
A second condenser mirror plate for forming a next light source image;
And the first λ placed between the second condensing mirror plate and the polarization splitting unit, and between the second condensing mirror plate and the polarization splitting unit, respectively.
A quarter wave plate, a second λ / 4 wave plate, and a position where a plurality of secondary light source images composed of P-polarized light and a plurality of secondary light source images composed of S-polarized light are formed. A condensing lens plate having the same number of microlenses as the number of microcondensing mirrors disposed and constituting the first or second condensing mirror plate;
A condensing lens section comprising a phase difference plate, a color separation means for separating the light passing through the λ / 2 phase difference plate into three primary color light beams, and modulating each of the color light beams based on an external video signal. A light valve, color combining means for combining modulated light of each color light modulated by the light valve, and light projection means for projecting each color light combined by the color combining means onto a screen. Having.

【００１６】ここで、色合成手段は、ダイクロイックプ
リズムを有し、色分離手段から各ライトバルブに至る各
色光の光路のうち、光路長が最も長い光路には、導光手
段を設けることが好ましい。Here, it is preferable that the color synthesizing means has a dichroic prism, and a light guiding means is provided in an optical path having the longest optical path length among optical paths of each color light from the color separating means to each light valve. .

【００１７】[0017]

【作用】本発明に係る偏光照明装置では、誘電体多層膜
を用いた偏光分離部で２つに分離した偏光光のうち、一
方の偏光光、または両方の偏光光に対して、位相差層に
よって偏光面の回転作用を与え、偏光面が揃った状態と
する。このため、偏光方向の揃った偏光光を照射でき
る。従って、液晶ライトバルブを用いた投写型表示装置
に本発明に係る偏光照明装置を用いた場合には、偏光面
が揃った偏光光が液晶ライトバルブに供給できるので、
光の利用効率が向上し、投写映像の明るさを向上するこ
とができる。また、偏光板による光吸収量が低減するの
で、偏光板での温度上昇が抑制される。それ故、冷却装
置の小型化や低騒音化を実現できる。しかも、偏光分離
膜として熱的に安定な誘電体多層膜を用いているため、
偏光分離部の偏光分離性能は、熱的に安定である。それ
故、大きな光出力が要求される投写型表示装置において
も常に安定した偏光分離性能を発揮する。In the polarized light illuminating device according to the present invention, of the two polarized lights separated by the polarized light separating section using the dielectric multilayer film, one of the polarized lights or both of the polarized lights is applied to the phase difference layer. This gives a rotating action to the plane of polarization, so that the plane of polarization is aligned. Therefore, it is possible to irradiate polarized light having a uniform polarization direction. Therefore, when the polarization illuminating device according to the present invention is used for a projection display device using a liquid crystal light valve, polarized light having a uniform polarization plane can be supplied to the liquid crystal light valve.
The light use efficiency is improved, and the brightness of the projected image can be improved. Further, since the amount of light absorbed by the polarizing plate is reduced, a rise in temperature at the polarizing plate is suppressed. Therefore, the size and noise of the cooling device can be reduced. Moreover, since a thermally stable dielectric multilayer film is used as the polarization separation film,
The polarization separation performance of the polarization separation unit is thermally stable. Therefore, a stable polarization separation performance is always exhibited even in a projection display device requiring a large light output.

【００１８】[0018]

【実施例】図面に基づいて、本発明の実施例を説明す
る。尚、実施例１〜実施例１０では、何れの場合も偏光
方向がランダムな偏光光（以下、単に、ランダムな偏光
光という。）をＳ偏光光に揃える形式としているが、勿
論、Ｐ偏光光に揃える形式としても本質的な違いはな
い。また、Ｐ偏光光およびＳ偏光光の双方に対し、位相
差層によって偏光面の回転作用を与えて、偏光面を揃え
てもよい。An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In each of the first to tenth embodiments, the polarized light having a random polarization direction (hereinafter, simply referred to as “randomly polarized light”) is aligned with the S-polarized light in any case. There is no essential difference as to the format for aligning. Further, the rotation of the polarization plane may be given to both the P-polarized light and the S-polarized light by the retardation layer to make the polarization planes uniform.

【００１９】〔実施例１〕図１は、本例の偏光照明装置
の要部を平面的にみた概略構成図である。図１におい
て、本例の偏光照明装置１０Ａは、その直角に折れ曲が
るシステム光軸Ｌ（Ｌ’）に沿って、光源部２０、偏光
分離部３０、第１の集光ミラー板４０、第２の集光ミラ
ー板５０、及び集光レンズ部６０を有し、光源部２０か
ら出射された光束は、偏光分離部３０において２種類の
偏光光束に分離された後、第１の集光ミラー板４０と第
２の集光ミラー板５０と偏光分離部３０及び集光レンズ
部６０により再び１種類の偏光光束に合成され、矩形状
の照明領域７０に至るようになっている。Embodiment 1 FIG. 1 is a schematic structural view of a main part of a polarized light illuminating apparatus according to the present embodiment as viewed in plan. In FIG. 1, a polarized light illuminating device 10A of the present example has a light source unit 20, a polarized light separating unit 30, a first condensing mirror plate 40, and a second condensing unit along a system optical axis L (L ') bent at a right angle. A light beam emitted from the light source unit 20 includes a light-collecting mirror plate 50 and a light-collecting lens unit 60. The light is combined into one kind of polarized light again by the second condenser mirror plate 50, the polarization separation section 30 and the condenser lens section 60, and reaches the rectangular illumination area 70.

【００２０】光源部２０は、光源ランプ２１と、放物面
リフレクター２２とから大略構成されており、光源ラン
プ２１から放射された偏光方向がランダムな偏光光は、
放物面リフレクター２２によって一方向に反射され、略
平行な光束となって偏光分離部３０に入射される。ここ
で、放物面リフレクター２２に代えて、楕円面リフレク
ター、球面リフレクターなども用いることができる。The light source section 20 is generally composed of a light source lamp 21 and a parabolic reflector 22. Polarized light emitted from the light source lamp 21 and having a random polarization direction is
The light is reflected by the parabolic reflector 22 in one direction, becomes a substantially parallel light flux, and enters the polarization splitting unit 30. Here, instead of the parabolic reflector 22, an elliptical reflector, a spherical reflector, or the like can be used.

【００２１】偏光分離部３０は一般的な四角柱状の偏光
ビームスプリッタであり、つまり、誘電体多層膜からな
る偏光分離膜３１を２つのガラス製の直角プリズム（三
角柱プリズム）３２の斜面で挟持した構造となってい
る。この時、偏光分離膜３１は偏光分離部３０の入射面
３０１に対して角度α＝４５度をなすように形成されて
いる。但し、偏光分離膜３１と入射面３０１とがなす角
度αについては、４５°に限定されることなく、光源部
２０からの入射光束の入射角に応じて設定すればよい。The polarization splitting section 30 is a general quadrangular prism-shaped polarization beam splitter, that is, a polarization splitting film 31 composed of a dielectric multilayer film is sandwiched between two glass right-angle prisms (triangular prism prisms) 32 having inclined surfaces. It has a structure. At this time, the polarization separation film 31 is formed so as to form an angle α = 45 degrees with respect to the incident surface 301 of the polarization separation unit 30. However, the angle α between the polarization splitting film 31 and the incident surface 301 is not limited to 45 ° and may be set according to the incident angle of the incident light beam from the light source unit 20.

【００２２】偏光分離部３０の第１の出射面３０２には
第１のλ／４位相差板３３が、また第２の出射面３０３
には第２のλ／４位相差板３４が各々形成され、それら
の位相差板の外側には、偏光分離部３０の略中心を向く
ように第１の集光ミラー板４０及び第２の集光ミラー板
５０が設置されている。これらの集光ミラー板は、その
外観図を図２に示すように、いずれも矩形状の外形を有
する同一の微小集光ミラー４１をマトリックス状に複数
配列し、その表面に一般的なアルミニウムの蒸着膜から
なる反射面４２を形成してなるもので、本例では、微小
集光ミラー４１の反射面４２は放物面状に形成されてい
る。但し、この反射面４２の曲率形状は、球面状、楕円
面状、或いは、トーリック面状であってもよく、それら
は、光源部２０からの入射光束の入射角に応じて設定す
ればよい。A first λ / 4 retardation plate 33 is provided on a first output surface 302 of the polarization splitting section 30, and a second output surface 303 is provided.
Are formed, and the first condenser mirror plate 40 and the second condenser plate 34 are formed outside the retardation plates so as to face substantially the center of the polarization separation unit 30. A condenser mirror plate 50 is provided. As shown in the external view of FIG. 2, these condensing mirror plates are arranged in a matrix with a plurality of identical micro condensing mirrors 41 each having a rectangular outer shape, and a common aluminum In this embodiment, the reflection surface 42 of the minute condenser mirror 41 is formed in a parabolic shape. However, the curvature shape of the reflection surface 42 may be a spherical shape, an elliptical surface shape, or a toric surface shape, and these may be set according to the incident angle of the incident light beam from the light source unit 20.

【００２３】偏光分離部３０の第３の出射面３０４の照
明領域７０側には、集光レンズ板６１とλ／２位相差板
６２により構成された集光レンズ部６０が、後述する過
程を経て第１の集光ミラー板４０及び第２の集光ミラー
板５０によって２次光源像が形成される位置にシステム
光軸Ｌに対して垂直な向きに設置されている。集光レン
ズ板６１は、先に図１５（Ｂ）で示したような矩形状の
微小レンズ６１１からなる複合レンズ体であり、集光レ
ンズ板６１を構成する微小レンズの数は第１及び第２の
集光ミラー板（４０及び５０）を構成する微小集光ミラ
ー４１の数に等しい。尚、本例の場合、複数の微小レン
ズ６１１の一部には偏心レンズを使用している。また、
λ／２位相差板６２に形成されているλ／２位相差層６
２１は、Ｓ偏光光およびＰ偏光光が形成する二次光源像
のうち、Ｐ偏光光が二次光源像を形成する位置に対応す
るように規則的に形成されている。A condensing lens unit 60 composed of a condensing lens plate 61 and a λ / 2 retardation plate 62 is provided on the third emission surface 304 side of the polarization splitting unit 30 on the side of the illumination area 70, and performs a process described later. After that, the first light-collecting mirror plate 40 and the second light-collecting mirror plate 50 are installed at a position where a secondary light source image is formed in a direction perpendicular to the system optical axis L. The condenser lens plate 61 is a composite lens body including the rectangular minute lenses 611 as shown in FIG. 15B, and the number of the minute lenses constituting the condenser lens plate 61 is first and second. It is equal to the number of the minute light collecting mirrors 41 constituting the two light collecting mirror plates (40 and 50). In the case of this example, an eccentric lens is used for a part of the plurality of minute lenses 611. Also,
λ / 2 retardation layer 6 formed on λ / 2 retardation plate 62
Reference numeral 21 is regularly formed such that of the secondary light source images formed by the S-polarized light and the P-polarized light, the P-polarized light corresponds to the position where the secondary light source image is formed.

【００２４】以上のように構成された偏光照明装置１０
Ａにおいて、図１に示すように、光源部２０からは、ラ
ンダムな偏光光が放射され、偏光分離部３０に入射され
る。偏光分離部３０に入射されたランダムな偏光光は、
Ｐ偏光光とＳ偏光光との混合光として考えることがで
き、偏光分離部３０において、混合光は、偏光分離膜３
１によってＰ偏光光とＳ偏光光の２種類の偏光光に分離
される。すなわち、ランダムな偏光光に含まれるＰ偏光
光は、偏光分離膜３１をそのまま透過し第１の出射面３
０２へと向かうが、他方、Ｓ偏光光は、偏光分離膜３１
で反射されて偏光分離部３０の第２の出射面３０３へと
進行方向を変える。The polarized light illuminating device 10 configured as described above
In A, as shown in FIG. 1, a randomly polarized light is radiated from the light source unit 20 and is incident on the polarization splitting unit 30. The randomly polarized light incident on the polarization separation unit 30 is:
It can be considered as a mixed light of the P-polarized light and the S-polarized light.
1 separates into two types of polarized light, P-polarized light and S-polarized light. That is, the P-polarized light included in the randomly polarized light is transmitted through the polarization separation film 31 as it is, and
02, while the S-polarized light is
And the traveling direction is changed to the second exit surface 303 of the polarization splitting unit 30.

【００２５】偏光分離部３０により分離された２種類の
偏光光は、λ／４位相差板を通過し、集光ミラー板によ
り反射され、再度λ／４位相差板を通過する間に、偏光
光の進行方向を略１８０度反転されると同時に偏光面が
９０度回転する。この偏光光の変化の様子を図３により
説明する。尚、図３では説明の簡略化のために、第１或
いは第２の集光ミラー板（４０或いは５０）を平面状の
ミラー板３３２として描いてある。λ／４位相差板３３
１に入射したＰ偏光光３３３は、λ／４位相差板により
右回りの円偏光光３３５に変換されミラー板３３２へと
達する。ミラー板３３２により光は反射されるが、同時
に偏光面の回転方向も変化する。すなわち、右回りの偏
光光は左回りの偏光光へと（左回りの偏光光は右回りの
偏光光へと）変化する。ミラー板３３２により光の進行
方向を１８０度反転され、同時に左回りの円偏光光３３
６となった偏光光は、再度λ／４位相差板３３１を通過
する際にＳ偏光光３３４へと変換される。また、同様の
過程を経て、Ｓ偏光光はＰ偏光光へと変換される。The two types of polarized light separated by the polarization separating section 30 pass through a λ / 4 retardation plate, are reflected by a condenser mirror plate, and are again polarized while passing through the λ / 4 retardation plate. The polarization direction is rotated 90 degrees at the same time that the traveling direction of the light is reversed by approximately 180 degrees. This change of the polarized light will be described with reference to FIG. In FIG. 3, the first or second condenser mirror plate (40 or 50) is depicted as a planar mirror plate 332 for simplification of the description. λ / 4 phase difference plate 33
The P-polarized light 333 incident on 1 is converted into clockwise circularly-polarized light 335 by the λ / 4 phase difference plate and reaches the mirror plate 332. Although light is reflected by the mirror plate 332, the direction of rotation of the polarization plane also changes at the same time. In other words, clockwise polarized light changes to counterclockwise polarized light (counterclockwise polarized light changes to clockwise polarized light). The traveling direction of the light is inverted by 180 degrees by the mirror plate 332, and at the same time, the counterclockwise circularly polarized light 33
The 6-polarized light is converted into the S-polarized light 334 when passing through the λ / 4 retardation plate 331 again. Further, through a similar process, the S-polarized light is converted into the P-polarized light.

【００２６】従って、第１の出射面３０２に達したＰ偏
光光は、第１のλ／４位相差板３３及び第１の集光ミラ
ー板４０により偏光光の進行方向を略１８０度反転され
ると同時にＳ偏光光へと変換され、偏光分離膜３１で反
射され進行方向を変えて、第３の出射面３０４へと向か
う。他方、第２の出射面３０３に達したＳ偏光光は、第
２のλ／４位相差板３４及び第２の集光ミラー板５０に
より偏光光の進行方向を略１８０度反転されると同時に
Ｐ偏光光へと変換され、今度は偏光分離膜３１をそのま
ま透過し、第３の出射面３０４へと向かう。すなわち、
この時偏光分離膜３１は偏光合成膜としても作用してい
ることになる。Accordingly, the traveling direction of the polarized light of the P-polarized light that has reached the first exit surface 302 is inverted by about 180 degrees by the first λ / 4 phase difference plate 33 and the first condenser mirror plate 40. At the same time, the light is converted into S-polarized light, is reflected by the polarization separation film 31, changes its traveling direction, and travels toward the third emission surface 304. On the other hand, the S-polarized light that has reached the second emission surface 303 has its traveling direction reversed by approximately 180 degrees by the second λ / 4 phase difference plate 34 and the second condenser mirror plate 50, and at the same time. The light is converted into P-polarized light, and then passes through the polarization splitting film 31 as it is, and travels to the third emission surface 304. That is,
At this time, the polarization separation film 31 also functions as a polarization synthesis film.

【００２７】第１の集光ミラー板４０及び第２の集光ミ
ラー板５０は集光作用を有する微小集光ミラー４１によ
り構成されているため、偏光光の進行方向を略反転させ
ると同時に、各々の集光ミラー板を構成する微小集光ミ
ラーと同数の複数の集光像を形成する。これらの集光像
は光源像に他ならないため、以下では２次光源像と呼
ぶ。Since the first condenser mirror plate 40 and the second condenser mirror plate 50 are constituted by the minute condenser mirrors 41 having a condensing function, the traveling direction of the polarized light is substantially reversed, and at the same time, A plurality of condensed images of the same number as the minute condensing mirrors constituting each condensing mirror plate are formed. Since these condensed images are nothing but light source images, they are hereinafter referred to as secondary light source images.

【００２８】この時、第１の集光ミラー板４０及び第２
の集光ミラー板５０は、各々僅かに傾けられた状態（第
１の集光ミラー板４０はシステム光軸Ｌ’に対して、ま
た、第２の集光ミラー板５０はシステム光軸Ｌに対して
各々β度の角度をなすように設定されている。）で設置
されているため、Ｐ偏光光による２次光源像とＳ偏光光
による２次光源像とは僅かに異なった位置に形成される
ことになる。つまり、照明領域７０側からレンズ部６０
を見た場合に２種類の偏光光が形成する２次光源像を図
４に示すと、Ｐ偏光光が形成する二次光源像Ｃ１（円形
の像のうち、左上がりの斜線を付した領域）と、Ｓ偏光
光が形成する二次光源像Ｃ２（円形の像のうち、右上が
りの斜線を付した領域）の２つの二次光源像が横方向に
並ぶ状態で形成されることになる。これに対して、λ／
２位相差板６２では、Ｐ偏光光による二次光源像Ｃ１の
形成位置に対応して位相差層６２１が選択的に形成され
ている。従って、Ｐ偏光光は、位相差層６２１を通過す
る際に偏光面の回転作用を受け、Ｐ偏光光は、Ｓ偏光光
へと変換される。一方、Ｓ偏光光は、位相差層６２１を
通過しないので、偏光面の回転作用を受けずにλ／２位
相差板６２を通過する。従って、集光レンズ部６０から
出射される光束のほとんどは、Ｓ偏光光に揃えられる。At this time, the first condensing mirror plate 40 and the second
Are slightly tilted (the first condensing mirror plate 40 is in the system optical axis L ′, and the second condensing mirror plate 50 is in the system optical axis L). Are set to form an angle of β degrees with respect to each other.), The secondary light source image formed by the P-polarized light and the secondary light source image formed by the S-polarized light are formed at slightly different positions. Will be done. That is, the lens unit 60 is positioned from the illumination area 70 side.
FIG. 4 shows a secondary light source image formed by two types of polarized light when viewed from the side. FIG. 4 shows a secondary light source image C1 formed by P-polarized light. ) And a secondary light source image C2 formed by the S-polarized light (a region of the circular image which is hatched to the right). . On the other hand, λ /
In the two phase difference plate 62, the phase difference layer 621 is selectively formed corresponding to the formation position of the secondary light source image C1 by the P-polarized light. Therefore, the P-polarized light undergoes a rotation action of the polarization plane when passing through the retardation layer 621, and the P-polarized light is converted into S-polarized light. On the other hand, since the S-polarized light does not pass through the retardation layer 621, it passes through the λ / 2 retardation plate 62 without being affected by the rotation of the polarization plane. Therefore, most of the light beam emitted from the condenser lens unit 60 is aligned with the S-polarized light.

【００２９】このようにしてＳ偏光光に揃えられた光束
は、集光レンズ部６０によって照明領域７０に照射され
る。すなわち、第１の集光ミラー板４０及び第２の集光
ミラー板５０の微小集光ミラー４１で切り出されたイメ
ージ面は、集光レンズ板６１によって一か所に重畳結像
され、λ／２位相差板６２を通過する際に１種類の偏光
光に変換されてほとんど全ての光が照明領域７０へと達
するので、照明領域７０は、ほとんど一種類の偏光光で
均一に照明される。The luminous flux thus adjusted to the S-polarized light is irradiated on the illumination area 70 by the condenser lens unit 60. That is, the image planes cut out by the minute condenser mirrors 41 of the first condenser mirror plate 40 and the second condenser mirror plate 50 are superimposed and formed in one place by the condenser lens plate 61, and the λ / When passing through the two phase difference plates 62, the light is converted into one type of polarized light and almost all of the light reaches the illumination region 70, so that the illumination region 70 is uniformly illuminated with almost one type of polarized light.

【００３０】以上説明したように、本例の偏光照明装置
１０Ａによれば、光源部２０から放射されたランダムな
偏光光を偏光分離部３０で２種類の偏光光に方向分離し
た後、各偏光光をλ／２位相差板６２の所定の領域に導
いて、Ｐ偏光光をＳ偏光光に転換する。従って、光源部
２０から放射されたランダムな偏光光をほとんどＳ偏光
光に揃えた状態で照明領域７０に照射できるという効果
を奏する。As described above, according to the polarized light illuminating device 10A of this embodiment, after the random polarized light emitted from the light source unit 20 is direction-separated into two types of polarized light by the polarized light separating unit 30, each polarized light is separated. The light is guided to a predetermined area of the λ / 2 retardation plate 62 to convert the P-polarized light into the S-polarized light. Therefore, there is an effect that the illumination region 70 can be irradiated with the randomly polarized light emitted from the light source unit 20 almost aligned with the S polarized light.

【００３１】しかも、２種類の偏光光をそれぞれλ／２
位相差板６２の所定の領域に導くには、偏光分離部３０
の偏光分離性能が高いことが必要であるが、本例では、
ガラス製のプリズムと、無機材料からなる誘電体多層膜
とを利用して偏光分離部３０を構成してあるので、偏光
分離部３０の偏光分離性能は、熱的に安定である。それ
故、大きな光出力が要求される照明装置においても常に
安定した偏光分離性能を発揮するので、満足の得られる
性能を有する偏光照明装置を実現できる。Moreover, the two types of polarized light are respectively converted into λ / 2
In order to guide the light to a predetermined region of the retardation plate 62, the polarization separation unit 30
Is required to have high polarization separation performance, but in this example,
Since the polarization splitting unit 30 is configured using a glass prism and a dielectric multilayer film made of an inorganic material, the polarization splitting performance of the polarization splitting unit 30 is thermally stable. Therefore, even in an illuminating device requiring a large light output, stable polarization separation performance is always exhibited, and a polarized illuminating device having satisfactory performance can be realized.

【００３２】さらに、本例では、横長の矩形形状である
照明領域７０の形状に合わせて、第１の集光ミラー板４
０及び第２の集光ミラー板５０の微小集光ミラー４１を
横長の矩形形状とし、同時に、偏光分離部３０から出射
された２種類の偏光光は横方向に分離される形態となっ
ている。このため、横長の矩形形状を有する照明領域７
０を形成する場合でも、光量を無駄にすることなく、照
明効率を高めることができる。Further, in this embodiment, the first condensing mirror plate 4 is adapted to the shape of the illumination area 70 which is a horizontally long rectangular shape.
The minute condensing mirror 41 of the zero and second condensing mirror plates 50 has a horizontally long rectangular shape, and at the same time, the two types of polarized light emitted from the polarization separating section 30 are separated in the horizontal direction. . Therefore, the illumination region 7 having a horizontally long rectangular shape
Even when 0 is formed, the illumination efficiency can be increased without wasting the light amount.

【００３３】〔実施例１の変形例〕実施例１において
は、λ／２位相差板６２を集光レンズ板６１の照明領域
側に配置したが、二次光源像が形成される位置近傍なら
ば他の位置でもよく、限定がない。例えば、λ／２位相
差板６２を集光レンズ板６１の光源部側に配置してもよ
い。[Modification of First Embodiment] In the first embodiment, the λ / 2 phase difference plate 62 is arranged on the illumination area side of the condenser lens plate 61. However, if it is near the position where the secondary light source image is formed. Any other position may be used, and there is no limitation. For example, the λ / 2 phase difference plate 62 may be arranged on the light source side of the condenser lens plate 61.

【００３４】さらに、集光レンズ板６１を構成する微小
レンズ６１１は横長の矩形レンズとしたが、その形状に
ついては特に限定がない。但し、図４に示すように、Ｐ
偏光光が形成する二次光源像Ｃ１と、Ｓ偏光光が形成す
る二次光源像Ｃ２は、横方向に並ぶ状態で形成されるの
で、かかる像の形成位置に対応させて、集光レンズ板６
１を構成する微小レンズ６１１は決定されることが望ま
しい。Further, although the minute lens 611 constituting the condenser lens plate 61 is a horizontally long rectangular lens, its shape is not particularly limited. However, as shown in FIG.
The secondary light source image C1 formed by the polarized light and the secondary light source image C2 formed by the S-polarized light are formed side by side in a horizontal direction. 6
It is desirable that the minute lens 611 constituting 1 is determined.

【００３５】また、特性の異なる２種類の位相差層を、
Ｐ偏光光による集光位置と、Ｓ偏光光による集光位置の
それぞれに配置し、ある特定の偏光方向を有する１種類
の偏光光に揃えてもよい。In addition, two types of retardation layers having different characteristics are used.
It may be arranged at each of the light condensing position by the P-polarized light and the light condensing position by the S-polarized light, and may be aligned with one kind of polarized light having a specific polarization direction.

【００３６】〔実施例２〕実施例１においては、Ｐ偏光
光による２次光源像とＳ偏光光による２次光源像の形成
位置を空間的に分離させるため、第１の集光ミラー板４
０及び第２の集光ミラー板５０を、各々僅かに傾けられ
た状態（第１の集光ミラー板４０はシステム光軸Ｌ’に
対して、また、第２の集光ミラー板５０はシステム光軸
Ｌに対して各々β゜の角度をなすように設定されてい
る。）で配置する必要があったが、変角プリズムを使用
することにより、片方の集光ミラー板或いは両方の集光
ミラー板をシステム光軸Ｌ（或いはＬ’）に対し垂直に
配置することが出来る。後述するように、垂直な配置が
実現できれば、偏光分離部３０やλ／４位相差板３３
（或いはλ／４位相差板３４）等との一体化が容易にな
る。[Second Embodiment] In the first embodiment, in order to spatially separate the formation positions of the secondary light source image formed by the P-polarized light and the secondary light source image formed by the S-polarized light, the first condenser mirror plate 4 is used.
The 0 and the second condenser mirror plates 50 are slightly tilted (the first condenser mirror plate 40 is positioned relative to the system optical axis L ′, and the second condenser mirror plate 50 is Are set so as to form an angle of β ° with respect to the optical axis L). However, the use of the deflecting prism makes it possible to use one of the condensing mirror plates or both condensing mirror plates. The mirror plate can be arranged perpendicular to the system optical axis L (or L '). As will be described later, if the vertical arrangement can be realized, the polarization separation unit 30 or the λ / 4 retardation plate 33
(Or the λ / 4 phase plate 34) and the like can be easily integrated.

【００３７】すなわち、図５に示す実施例２に係わる偏
光照明装置のように構成してもよい。この偏光照明装
置、および以下に説明する各実施例では、基本的な構成
が実施例１に係る偏光照明装置と同じであるため、同じ
機能を有する部分には同じ符号を付して、その説明を省
略する。That is, the polarization illuminating apparatus according to the second embodiment shown in FIG. In this polarized light illuminating device and each embodiment described below, since the basic configuration is the same as that of the polarized light illuminating device according to the first embodiment, portions having the same functions are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. Is omitted.

【００３８】図５に示す偏光照明装置１０Ｂでは、変角
プリズム７１が光源部２０と偏光分離部３０の間に配置
されている。この位置に変角プリズム７１を配置するこ
とにより、第１の集光ミラー板４０はシステム光軸Ｌ’
に対して垂直な位置に配置することが出来、光学系の作
製が容易になる。勿論、変角プリズム７１の向きを逆に
すれば（図５で、変角プリズムの鋭角部分が第２の集光
ミラー板５０の方を向くように配置する。）、第１の集
光ミラー板４０に代えて、第２の集光ミラー板５０をシ
ステム光軸Ｌに対して垂直な位置に配置することが出来
る。In the polarized light illuminating device 10 B shown in FIG. 5, the variable angle prism 71 is disposed between the light source unit 20 and the polarized light separating unit 30. By arranging the variable-angle prism 71 at this position, the first condenser mirror plate 40 moves the system optical axis L ′.
And the optical system can be easily manufactured. Of course, if the direction of the deflecting prism 71 is reversed (in FIG. 5, the acute angle portion of the deflecting prism is arranged so as to face the second condensing mirror plate 50), the first condensing mirror is used. Instead of the plate 40, a second condenser mirror plate 50 can be arranged at a position perpendicular to the system optical axis L.

【００３９】更に、変角プリズム７１は偏光分離部３０
と一体化することが出来、その場合には変角プリズム７
１と偏光分離部３０の入射面３０１との界面における光
の反射損失を削減できる効果がある。Further, the deflecting prism 71 is connected to the polarization separation section 30.
In this case, the variable-angle prism 7 can be integrated.
This has the effect of reducing the reflection loss of light at the interface between the light-emitting device 1 and the incident surface 301 of the polarization separation section 30.

【００４０】〔実施例３〕先の実施例２においては、変
角プリズム７１を光源部２０と偏光分離部３０の間に配
置したことにより、第１の集光ミラー板４０をシステム
光軸Ｌ’（或いは第２の集光ミラー板５０をシステム光
軸Ｌ）に対して垂直な位置に配置することができ、偏光
分離部３０やλ／４位相差板３３（或いはλ／４位相差
板３４）等との一体化が容易になると述べたが、その具
体例を、実施例３に係わる偏光照明装置１０Ｃとして、
図６に示す。[Embodiment 3] In Embodiment 2 described above, the deflecting prism 71 is disposed between the light source unit 20 and the polarization splitting unit 30, so that the first condenser mirror plate 40 is moved along the system optical axis L. (Or the second condensing mirror plate 50 can be arranged at a position perpendicular to the system optical axis L), and the polarization splitting section 30 and the λ / 4 retardation plate 33 (or the λ / 4 retardation plate 34) is described as being easy to integrate with the polarization illuminating device 10C according to the third embodiment.
As shown in FIG.

【００４１】本例では、図７にその外観を示すような集
光ミラー板７２を使用している。すなわち、光の入射面
７２１は平面であり、ガラス製ブロック７２２の裏面に
反射面７２３が形成されている。この様な形状とするこ
とで、図６に示したように、偏光分離部３０の出射面
（この場合は第１の出射面３０２）とλ／４位相差板
（この場合は第１のλ／４位相差板３３）と、及び、集
光ミラー板７２（この場合は第１の集光ミラー板に相当
する）を一体化することが出来、光学系がより小型化で
きると共に、界面における光の反射損失を削減できる効
果がある。In this embodiment, a condensing mirror plate 72 whose appearance is shown in FIG. 7 is used. That is, the light incidence surface 721 is a flat surface, and the reflection surface 723 is formed on the back surface of the glass block 722. By adopting such a shape, as shown in FIG. 6, the exit surface (in this case, the first exit surface 302) of the polarization splitting unit 30 and the λ / 4 retardation plate (in this case, the first λ / 4 phase difference plate 33) and the light collecting mirror plate 72 (corresponding to the first light collecting mirror plate in this case) can be integrated, and the optical system can be further reduced in size, and at the interface. This has the effect of reducing the reflection loss of light.

【００４２】〔実施例４〕また、図８に示す偏光照明装
置１０Ｄのように、変角プリズム７１を偏光分離部３０
と、第１の集光ミラー板４０及び第２の集光ミラー板５
０の２ヶ所に配置した構成としてもよい。この場合に
は、第１の集光ミラー板４０及び第２の集光ミラー板５
０の両方をシステム光軸Ｌ’（或いはシステム光軸Ｌ）
に対して垂直な位置に配置でき、集光ミラー板の設置が
容易となる。[Embodiment 4] Further, as in a polarized light illuminating device 10D shown in FIG.
And the first condensing mirror plate 40 and the second condensing mirror plate 5
0 may be arranged at two places. In this case, the first condenser mirror plate 40 and the second condenser mirror plate 5
0 to both the system optical axis L '(or the system optical axis L)
And the light collecting mirror plate can be easily installed.

【００４３】尚、本例の場合には、変角プリズム７１を
偏光分離部３０の第１の出射面３０２と、及び第２の出
射面３０３とに光学接着により一体化してあり、界面に
おける光の反射損失を削減できる効果がある。In the case of the present example, the deflecting prism 71 is integrated with the first exit surface 302 and the second exit surface 303 of the polarization separation section 30 by optical bonding, and the light at the interface is Has the effect of reducing the reflection loss of

【００４４】さらに、第１のλ／４位相差板３３（或い
は第２のλ／４位相差板３４）は、偏光分離部の３０の
第１の出射面３０２（或いは第２の出射面３０３）と変
角プリズム７１の間に配置してもよい。Further, the first λ / 4 retardation plate 33 (or the second λ / 4 retardation plate 34) is connected to the first exit surface 302 (or the second exit surface 303) of the polarization separation section 30. ) And the variable angle prism 71.

【００４５】〔実施例５〕さらに、実施例４で２ヶ所の
位置に配置した変角プリズム７１を第１の集光ミラー板
４０及び第２の集光ミラー板５０に一体化した形態で配
置することもでき、その場合にも、界面における光の反
射損失を削減できる効果がある。その場合の構成例を実
施例５に係わる偏光照明装置１０Ｅとして図９に示す。
本例においては、変角プリズム７１と第１の集光ミラー
板４０と、及び変角プリズム７１と第２の集光ミラー板
５０とを一体化するために、先の実施例３で示したもの
と同様の集光ミラー板７２を用いている。[Fifth Embodiment] Further, the deflecting prisms 71 arranged at two positions in the fourth embodiment are arranged so as to be integrated with the first light-collecting mirror plate 40 and the second light-collecting mirror plate 50. In this case also, there is an effect that the reflection loss of light at the interface can be reduced. FIG. 9 shows a configuration example in that case as a polarized light illumination device 10E according to the fifth embodiment.
In the present embodiment, in order to integrate the deflecting prism 71 and the first condensing mirror plate 40 and the deflecting prism 71 and the second condensing mirror plate 50, it is described in the third embodiment. A light-collecting mirror plate 72 similar to the one described above is used.

【００４６】また、第１のλ／４位相差板３３（或いは
第２のλ／４位相差板３４）は、第１の集光ミラー板４
０（或いは第２の集光ミラー板５０）と変角プリズム７
１の間に配置してもよい。The first λ / 4 phase difference plate 33 (or the second λ / 4 phase difference plate 34) is connected to the first condenser mirror plate 4.
0 (or the second condenser mirror plate 50) and the variable-angle prism 7
1 may be arranged.

【００４７】〔実施例６〕さらに、また、図１０に示す
偏光照明装置１０Ｆのように、偏光分離部３０と第１の
λ／４位相差板３３と変角プリズム７１と第１の集光ミ
ラー板４０と、また、偏光分離部３０と第２のλ／４位
相差板３４と変角プリズム７１と第２の集光ミラー板５
０とを全て一体化することも出来、その場合には、界面
における光の反射損失を削減できると共に、光学系全体
を小型化できる効果がある。なお、本例においても、先
の実施例３で示したものと同様の集光ミラー板７２を用
いている。[Embodiment 6] Further, as in a polarized light illuminating device 10F shown in FIG. 10, the polarization splitting section 30, the first λ / 4 phase difference plate 33, the variable-angle prism 71, and the first condenser The mirror plate 40, the polarization beam splitter 30, the second λ / 4 phase difference plate 34, the deflecting prism 71, and the second condenser mirror plate 5
0 can also be integrated, and in this case, the reflection loss of light at the interface can be reduced, and the size of the entire optical system can be reduced. In this embodiment, the same light collecting mirror plate 72 as that shown in the third embodiment is used.

【００４８】また、第１のλ／４位相差板３３（或いは
第２のλ／４位相差板３４）は、第１の集光ミラー板４
０（或いは第２の集光ミラー板５０）と変角プリズム７
１の間に配置してもよい。The first λ / 4 phase difference plate 33 (or the second λ / 4 phase difference plate 34) is
0 (or the second condenser mirror plate 50) and the variable-angle prism 7
1 may be arranged.

【００４９】〔実施例７〕図１１に示す偏光照明装置１
０Ｇでは、各光学系の配置は、実施例１と同じである
が、壁面を構成する６枚の透明板７３でプリズム構造体
３０Ｇを構成し、その内部に偏光分離膜３１が形成され
ている平板状の偏光分離板７４を配置し、さらに液体７
５を充填してなる構造体を偏光分離部３０として用いて
いる点に特徴がある。これにより、偏光分離部３０の低
コスト化及び軽量化を図ることができる。[Embodiment 7] The polarized illumination device 1 shown in FIG.
In the case of 0G, the arrangement of each optical system is the same as that of the first embodiment, but the prism structure 30G is constituted by the six transparent plates 73 constituting the wall surface, and the polarization separation film 31 is formed therein. A plate-like polarization separation plate 74 is arranged, and
5 is used as the polarization splitting unit 30. Thereby, cost reduction and weight reduction of the polarization separation unit 30 can be achieved.

【００５０】〔実施例８〕図１２に示す偏光照明装置１
０Ｈでは、各光学系の配置は、実施例１と同じである
が、偏光分離部３０を平板状の構造体としているところ
に特徴がある。すなわち、偏光分離膜３１が形成された
偏光分離板７４をシステム光軸Ｌ’に対してγ＝４５度
の角度を成すように配置することで、図１に示した主に
２つの直角プリズムからなる偏光分離部３０とほぼ同様
の機能を発揮させている。これにより、偏光分離部３０
の低コスト化及び軽量化を図ることができる。[Embodiment 8] The polarized light illumination device 1 shown in FIG.
At 0H, the arrangement of each optical system is the same as that of the first embodiment, but is characterized in that the polarization splitting unit 30 is a flat plate-shaped structure. That is, by arranging the polarization separation plate 74 on which the polarization separation film 31 is formed so as to form an angle of γ = 45 degrees with respect to the system optical axis L ′, the polarization separation plate 74 mainly includes two right-angle prisms illustrated in FIG. And a function substantially similar to that of the polarized light separating section 30. Thereby, the polarization separation unit 30
Can be reduced in cost and weight.

【００５１】〔実施例９〕本例の投写型表示装置（液晶
プロジェクター）は、実施例１ないし実施例８の偏光照
明装置を用いて、その映像の明るさを向上したものであ
り、そのうち、図１３は、図１に示した偏光照明装置を
用いた投写型表示装置を平面的にみた概略構成図であ
る。[Embodiment 9] The projection type display apparatus (liquid crystal projector) of the present embodiment uses the polarized light illuminating apparatuses of Embodiments 1 to 8 to improve the brightness of an image. FIG. 13 is a schematic configuration diagram of a projection display device using the polarized light illumination device shown in FIG. 1 as viewed in plan.

【００５２】図１３において、本例の投写型表示装置８
００には、偏光照明装置１０Ａが組み込まれており、つ
まり、ランダムな偏光光を一方方向に出射する光源部２
０が構成され、この光源部２０から放射されたランダム
な偏光光は、偏光分離部３０において、２種類の偏光光
に分離するとともに、分離された各偏光光のうち、Ｐ偏
光光については、集光レンズ部６０のλ／２位相差板６
２によって、Ｓ偏光光に変換するようになっている。In FIG. 13, the projection type display device 8 of this embodiment is shown.
00, a polarization illuminating device 10A is incorporated, that is, the light source unit 2 that emits randomly polarized light in one direction.
0, and the randomly polarized light radiated from the light source unit 20 is separated into two types of polarized lights in the polarization separating unit 30, and among the separated polarized lights, the P polarized light is Λ / 2 retardation plate 6 of condenser lens unit 60
2 converts the light into S-polarized light.

【００５３】かかる偏光照明装置１０Ａから出射された
光束は、まず、青色緑色反射ダイクロイックミラー８０
１において、赤色光が透過し、青色光および緑色光が反
射するようになっている。赤色光は、反射ミラー８０２
で反射され、第１の液晶ライトバルブ８０３に達する。
一方、青色光および緑色光のうち、緑色光は、緑色反射
ダイクロイックミラー８０４によって反射され、第２の
液晶ライトバルブ８０５に達する。The light beam emitted from the polarized light illuminating device 10A is first reflected by a blue-green reflecting dichroic mirror 80.
In FIG. 1, red light is transmitted, and blue light and green light are reflected. The red light is reflected by the reflection mirror 802.
And reaches the first liquid crystal light valve 803.
On the other hand, of the blue light and the green light, the green light is reflected by the green reflecting dichroic mirror 804 and reaches the second liquid crystal light valve 805.

【００５４】ここで、青色光は、各色光のうちで最も長
い光路長をもつため、青色光に対しては、入射側レンズ
８０６、リレーレンズ８０８、および出射側レンズ８１
０からなるリレーレンズ系で構成した導光手段８５０を
設けてある。すなわち、青色光は、緑色反射ダイクロイ
ックミラー８０４を透過した後、まず、出射側レンズ８
０６、および反射ミラー８０７を経て、リレーレンズ８
０８に導かれ、このリレーレンズ８０８で集束された
後、反射ミラー８０９によって出射側レンズ８１０に導
かれ、しかる後に、第３の液晶ライトバルブ８１１に達
する。ここで、第１および第３の液晶ライトバルブ８０
３、８０５、８１１は、それぞれの色光を変調し、各色
に対応した映像情報を含ませた後、変調した色光をダイ
クロイックプリズム８１３（色合成手段）に入射する。
ダイクロイックプリズム８１３は、赤色反射の誘電体多
層膜と、青色反射の誘電体多層膜とを十字状に有してお
り、それぞれの変調光束を合成する。ここで合成された
光束は、投写レンズ８１４（投写手段）を通過してスク
リーン８１５上に映像を形成することになる。Here, since blue light has the longest optical path length among the respective color lights, the input side lens 806, the relay lens 808, and the output side lens 81
There is provided a light guiding means 850 composed of a relay lens system composed of zero. That is, after transmitting the blue light through the green reflection dichroic mirror 804, first, the emission side lens 8
06 and the reflection mirror 807, the relay lens 8
08, is focused by the relay lens 808, is guided by the reflection mirror 809 to the emission side lens 810, and then reaches the third liquid crystal light valve 811. Here, the first and third liquid crystal light valves 80
3, 805, and 811 modulate the respective color lights and include video information corresponding to each color, and then enter the modulated color lights into the dichroic prism 813 (color combining means).
The dichroic prism 813 has a red-reflecting dielectric multilayer film and a blue-reflecting dielectric multilayer film in a cross shape, and synthesizes respective modulated light beams. The light flux synthesized here passes through the projection lens 814 (projection means) to form an image on the screen 815.

【００５５】このように構成した投写型表示装置８００
では、１種類の偏光光を変調するタイプの液晶ライトバ
ルブが用いられている。従って、従来の照明装置を用い
てランダムな偏光光を液晶ライトバルブに導くと、ラン
ダムな偏光光のうちの半分は、偏光板で吸収されて熱に
変わってしまうため、光の利用効率が低いとともに、偏
光板の発熱を抑える大型で騒音が大きな冷却装置が必要
であるという問題点があったが、本例の投写型表示装置
８００では、かかる問題点が大幅に解消されている。The projection display device 800 thus configured
In this case, a liquid crystal light valve that modulates one type of polarized light is used. Therefore, when a randomly polarized light is guided to a liquid crystal light valve using a conventional lighting device, half of the randomly polarized light is absorbed by a polarizing plate and converted into heat, so that the light use efficiency is low. At the same time, there is a problem that a large-sized and noisy cooling device for suppressing heat generation of the polarizing plate is required. However, the projection display device 800 of the present embodiment has largely solved such a problem.

【００５６】すなわち、本例の投写型表示装置８００で
は、偏光照明装置１０Ａにおいて、一方の偏光光（たと
えば、Ｐ偏光光）のみに対して、λ／２位相差板６２に
よって偏光面の回転作用を与え、他方の偏光光（たとえ
ば、Ｓ偏光光）と偏光面が揃った状態とする。それゆ
え、偏光方向の揃った偏光光が第１ないし第３の液晶ラ
イトバルブ８０３、８０５、８１１に導かれるので、光
の利用効率が向上し、明るい投写映像を得ることができ
る。また、偏光板による光吸収量が低減するので、偏光
板での温度上昇が抑制される。それ故、冷却装置の小型
化や低騒音化を実現できる。しかも、偏光照明装置１０
Ａでは、偏光分離膜として熱的に安定な誘電体多層膜を
用いているため、偏光分離部３０の偏光分離性能は、熱
的に安定である。それ故、大きな光出力が要求される投
写型表示装置８００においても常に安定した偏光分離性
能を発揮する。That is, in the projection display device 800 of the present example, in the polarized light illuminating device 10A, only one polarized light (for example, P-polarized light) is rotated by the λ / 2 retardation plate 62 to rotate the polarization plane. To make the other polarized light (eg, S-polarized light) and the polarization plane uniform. Therefore, the polarized light having the same polarization direction is guided to the first to third liquid crystal light valves 803, 805, and 811. Therefore, the light use efficiency is improved, and a bright projected image can be obtained. Further, since the amount of light absorbed by the polarizing plate is reduced, a rise in temperature at the polarizing plate is suppressed. Therefore, the size and noise of the cooling device can be reduced. Moreover, the polarized light device 10
In A, since a thermally stable dielectric multilayer film is used as the polarization separation film, the polarization separation performance of the polarization separation unit 30 is thermally stable. Therefore, even in the projection display device 800 requiring a large light output, stable polarization separation performance is always exhibited.

【００５７】さらに、偏光照明装置１０Ａでは、偏光分
離部３０から出射された２種類の偏光光は、横方向に分
離されていることから、光量を無駄にすることなく、横
長の矩形形状を有する照明領域を形成できる。それ故、
偏光照明装置１０Ａは、見やすくて、かつ、迫力のある
映像を投写できる横長の液晶ライトバルブ用に適してい
る。Further, in the polarized light illuminating device 10A, since the two kinds of polarized light emitted from the polarized light separating section 30 are separated in the horizontal direction, they have a horizontally long rectangular shape without wasting light quantity. An illumination area can be formed. Therefore,
The polarized light illuminating device 10A is suitable for a horizontally long liquid crystal light valve that is easy to see and can project a powerful image.

【００５８】それに加えて、本例では、色合成手段とし
ては、ダイクロイックプリズム８１３を用いているた
め、小型化が可能であると共に、液晶ライトバルブ８０
３、８０５、８１１と投写レンズ８１４との間の光路長
が短いため、比較的小口径の投写レンズを用いても、明
るい投写映像を実現できる特徴がある。また、各色光
は、３光路の内の一光路のみ、その光路長が異なるが、
本例では、光路長が最も長い青色光に対しては、入射側
レンズ８０６、リレーレンズ８０８、および出射側レン
ズ８１０からなるリレーレンズ系で構成した導光手段８
５０を設けてあるため、色差などが生じない。In addition, in this embodiment, since the dichroic prism 813 is used as the color synthesizing means, the size can be reduced and the liquid crystal light valve 80 can be used.
Since the optical path length between 3, 805, 811 and the projection lens 814 is short, there is a feature that a bright projection image can be realized even if a relatively small-diameter projection lens is used. Each color light has a different optical path length only in one of the three optical paths.
In this example, for the blue light having the longest optical path length, the light guide means 8 configured by a relay lens system including the incident side lens 806, the relay lens 808, and the emission side lens 810.
Since 50 is provided, no color difference or the like occurs.

【００５９】〔実施例１０〕なお、投写型表示装置とし
ては、図１４に示すように、ミラー光学系で色合成手段
を構成してもよい。色合成手段にミラー光学系を用いた
場合には、３箇所の液晶ライトバルブ８０３、８０５、
８１１と光源部２０との光路長が何れも等しいため、特
別な導光手段を用いなくても、明るさムラや色ムラの少
ない効果的な照明を行い得る特徴がある。[Embodiment 10] As shown in FIG. 14, a color synthesizing means may be constituted by a mirror optical system as shown in FIG. When a mirror optical system is used for the color synthesizing means, three liquid crystal light valves 803, 805,
Since both the optical path lengths of the light source 811 and the light source unit 20 are equal, there is a feature that effective illumination with less brightness unevenness and color unevenness can be performed without using a special light guide unit.

【００６０】すなわち、図１４において、本例の投写型
表示装置９００では、図１に示した偏光照明装置１０Ａ
が用いられており、光源部２０から放射されたランダム
な偏光光は、偏光分離部３０において、２種類の偏光光
に分離するとともに、分離された各偏光光のうち、Ｐ偏
光光については、集光レンズ部６０のλ／２位相差板６
２によって、Ｓ偏光光に転換するようになっている。That is, in FIG. 14, in the projection display device 900 of this example, the polarized light illumination device 10A shown in FIG.
Is used, and the randomly polarized light emitted from the light source unit 20 is separated into two types of polarized light in the polarization splitting unit 30, and among the separated polarized lights, the P-polarized light is: Λ / 2 retardation plate 6 of condenser lens unit 60
2, the light is converted into S-polarized light.

【００６１】かかる偏光照明装置１０Ａから出射された
光束は、まず、赤色反射ダイクロイックミラー９０１に
おいて、赤色光が反射し、青色光および緑色光が透過す
るようになっている。ここで、赤色光は、反射ミラー９
０２で反射され、第１の液晶ライトバルブ８０３に達す
る。一方、青色光および緑色光のうち、緑色光は、緑色
反射ダイクロイックミラー９０３によって反射され、第
２の液晶ライトバルブ８０５に達する。青色光は、緑色
反射ダイクロイックミラー９０３を透過した後、第３の
液晶ライトバルブ８１１に達する。しかる後、第１およ
び第３の液晶ライトバルブ８０３、８０５、８１１は、
それぞれの色光を変調し、各色に対応した映像情報を含
ませた後、変調した色光を出射する。ここで、強度変調
された赤色光は、緑色反射ダイクロイックミラー９０４
および青色反射ダイクロイックミラー９０５を透過し
て、投写レンズ８１４（投写手段）に達する。強度変調
された緑色光は、緑色反射ダイクロイックミラー９０４
で反射した後、青色反射ダイクロイックミラー９０５を
透過して、投写レンズ８１４に達する。強度変調された
緑色光は、緑色反射ダイクロイックミラー９０４で反射
した後、青色反射ダイクロイックミラー９０５を透過し
て、投写レンズ８１４に達する。強度変調された青色光
は、青色反射ダイクロイックミラー９０５で反射した
後、投写レンズ８１４に達する。The light beam emitted from the polarized light illuminating device 10A is first reflected by a red reflecting dichroic mirror 901 so that red light is reflected and blue light and green light are transmitted. Here, the red light is reflected by the reflection mirror 9.
02 and reaches the first liquid crystal light valve 803. On the other hand, of the blue light and the green light, the green light is reflected by the green reflecting dichroic mirror 903 and reaches the second liquid crystal light valve 805. The blue light reaches the third liquid crystal light valve 811 after passing through the green reflective dichroic mirror 903. Thereafter, the first and third liquid crystal light valves 803, 805, 811 are
After modulating each color light and including video information corresponding to each color, the modulated color light is emitted. Here, the intensity-modulated red light is applied to a green reflection dichroic mirror 904.
Then, the light passes through the blue reflecting dichroic mirror 905 and reaches the projection lens 814 (projection unit). The green light whose intensity has been modulated is reflected by a green reflecting dichroic mirror 904.
After that, the light passes through the blue reflecting dichroic mirror 905 and reaches the projection lens 814. The green light whose intensity has been modulated is reflected by a green reflecting dichroic mirror 904, then passes through a blue reflecting dichroic mirror 905 and reaches a projection lens 814. The intensity-modulated blue light is reflected by a blue reflecting dichroic mirror 905 and then reaches a projection lens 814.

【００６２】このように、ダイクロイックミラーからな
るミラー光学系で色合成手段を構成した投写型表示装置
９００においても、１種類の偏光光を変調するタイプの
液晶ライトバルブが用いられているため、従来の照明装
置を用いてランダムな偏光光を液晶ライトバルブに導く
と、ランダムな偏光光のうちの半分は、偏光板で吸収さ
れて熱に変わってしまう。従って、従来の照明装置では
光の利用効率が低いとともに、偏光板の発熱を抑える大
型で騒音の大きな冷却装置が必要であるという問題点が
あったが、本例の投写型表示装置９００では、かかる問
題点が大幅に解消されている。As described above, the projection type display device 900 in which the color synthesizing means is constituted by the mirror optical system including the dichroic mirror also uses the liquid crystal light valve of the type that modulates one kind of polarized light. When the randomly polarized light is guided to the liquid crystal light valve using the illumination device, half of the randomly polarized light is absorbed by the polarizing plate and turned into heat. Therefore, the conventional lighting apparatus has a problem that the light use efficiency is low and a large-sized and noisy cooling device for suppressing heat generation of the polarizing plate is required. However, the projection display device 900 of this example has a problem. This problem has been largely solved.

【００６３】すなわち、本例の投写型表示装置９００で
は、偏光照明装置１０Ａにおいて、一方の偏光光（たと
えば、Ｐ偏光光）のみに対して、λ／２位相差板６２に
よって偏光面の回転作用を与え、他方の偏光光（たとえ
ば、Ｓ偏光光）と偏光面が揃った状態とする。それゆ
え、偏光方向の揃った偏光光が第１ないし第３の液晶ラ
イトバルブ８０３、８０５、８１１に導かれるので、光
の利用効率が向上し、明るい投写映像を得ることができ
る。また、偏光板による光吸収量が低減するので、偏光
板での温度上昇が抑制される。それ故、冷却装置の小型
化や低騒音化を実現できる。しかも、偏光照明装置１０
Ａでは、偏光分離膜として熱的に安定な誘電体多層膜を
用いているため、偏光分離部３０の偏光分離性能は、熱
的に安定である。それ故、大きな光出力が要求される投
写型表示装置９００においても常に安定した偏光分離性
能を発揮する。That is, in the projection display device 900 of the present example, in the polarized light illuminating device 10A, only the one polarized light (for example, P polarized light) is rotated by the λ / 2 retardation plate 62 to rotate the polarization plane. To make the other polarized light (eg, S-polarized light) and the polarization plane uniform. Therefore, the polarized light having the same polarization direction is guided to the first to third liquid crystal light valves 803, 805, and 811. Therefore, the light use efficiency is improved, and a bright projected image can be obtained. Further, since the amount of light absorbed by the polarizing plate is reduced, a rise in temperature at the polarizing plate is suppressed. Therefore, the size and noise of the cooling device can be reduced. Moreover, the polarized light device 10
In A, since a thermally stable dielectric multilayer film is used as the polarization separation film, the polarization separation performance of the polarization separation unit 30 is thermally stable. Therefore, even in the projection display device 900 requiring a large light output, stable polarization separation performance is always exhibited.

【００６４】〔その他の実施例〕尚、上記の各実施例に
おいては、一般的な高分子フィルムからなるλ／２位相
差板及びλ／４位相差板を用いて構成されてるが、それ
らの位相差板をツイスティド・ネマチック液晶（ＴＮ液
晶）を用いて構成してもよい。ＴＮ液晶を用いた場合に
は、位相差板の波長依存性を小さくできるため、一般的
な高分子フィルムを用いた場合に比べて、λ／２位相差
板及びλ／４位相差板の偏光変換性能を向上できる効果
がある。[Other Embodiments] In each of the above embodiments, a λ / 2 retardation plate and a λ / 4 retardation plate made of a general polymer film are used. The retardation plate may be formed using a twisted nematic liquid crystal (TN liquid crystal). In the case of using a TN liquid crystal, the wavelength dependence of the retardation plate can be reduced, so that the polarization of the λ / 2 retardation plate and the λ / 4 retardation plate is smaller than in the case of using a general polymer film. There is an effect that conversion performance can be improved.

【００６５】[0065]

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る偏光
照明装置では、誘電体多層膜を用いた偏光分離部で２つ
に分離した偏光光のうち、一方の偏光光、または両方の
偏光光に対して、位相差層によって偏光面の回転作用を
与え、偏光面が揃った状態とするため、偏光方向の揃っ
た偏光光を照射できる。従って、液晶ライトバルブを用
いた投写型表示装置に本発明に係る偏光照明装置を用い
た場合には、偏光面が揃った偏光光を液晶ライトバルブ
に供給できるので、光の利用効率が向上し、投写映像の
明るさを向上することができる。また、偏光板による光
吸収量が低減するので、偏光板での温度上昇が抑制され
る。それ故、冷却装置の小型化や低騒音化を実現でき
る。しかも、偏光分離膜として熱的に安定な誘電体多層
膜を用いているため、偏光分離部の偏光分離性能は、熱
的に安定である。このため、大きな光出力が要求される
投写型表示装置においても常に安定した偏光分離性能を
発揮する。As described above, in the polarized light illuminating apparatus according to the present invention, one of the polarized lights, or both polarized lights, out of the two polarized lights separated by the polarization separating section using the dielectric multilayer film. Since the phase difference layer gives the light a rotating action of the polarization plane to make the polarization planes uniform, it is possible to irradiate polarized light having a uniform polarization direction. Therefore, when the polarization illuminating device according to the present invention is used for a projection display device using a liquid crystal light valve, polarized light having a uniform polarization plane can be supplied to the liquid crystal light valve, and the light use efficiency is improved. Thus, the brightness of the projected image can be improved. Further, since the amount of light absorbed by the polarizing plate is reduced, a rise in temperature at the polarizing plate is suppressed. Therefore, the size and noise of the cooling device can be reduced. In addition, since a thermally stable dielectric multilayer film is used as the polarization splitting film, the polarization splitting performance of the polarization splitting section is thermally stable. For this reason, a stable polarization separation performance is always exhibited even in a projection display device requiring a large light output.

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

【図１】 本発明の実施例１に係る偏光照明装置の構成
を示す概略平面図。FIG. 1 is a schematic plan view illustrating a configuration of a polarized light illumination device according to a first embodiment of the present invention.

【図２】 本発明の実施例１に示す偏光照明装置に使用
される集光ミラー板の構成を示す外観図。FIG. 2 is an external view showing a configuration of a condensing mirror plate used in the polarized light illuminating apparatus shown in Embodiment 1 of the present invention.

【図３】 λ／４位相差板と集光ミラー板による偏光面
の回転過程を説明するための図。FIG. 3 is a diagram for explaining a process of rotating a polarization plane by a λ / 4 phase difference plate and a condensing mirror plate.

【図４】 本発明の実施例１に示す偏光照明装置におい
て、集光レンズ部近傍にＰ偏光光とＳ偏光光の２種類の
偏光光が形成する二次光源像の形成の様子を照明領域側
から偏光分離部に向かって見た場合の説明図。FIG. 4 is a view illustrating a state of forming a secondary light source image in which two types of polarized light of P-polarized light and S-polarized light are formed in the vicinity of a condenser lens in the polarized light illuminating apparatus according to the first embodiment of the present invention. FIG. 4 is an explanatory diagram when viewed from a side toward a polarization separation unit.

【図５】 本発明の実施例２に係る偏光照明装置の構成
を示す概略平面図。FIG. 5 is a schematic plan view illustrating a configuration of a polarized light illumination device according to a second embodiment of the present invention.

【図６】 本発明の実施例３に係る偏光照明装置の構成
を示す概略平面図。FIG. 6 is a schematic plan view illustrating a configuration of a polarized light illumination device according to a third embodiment of the present invention.

【図７】 本発明の実施例３、実施例５及び実施例６で
用いた集光ミラー板の構成を示す外観図。FIG. 7 is an external view showing a configuration of a light-collecting mirror plate used in Embodiments 3, 5, and 6 of the present invention.

【図８】 本発明の実施例４に係る偏光照明装置の構成
を示す概略平面図。FIG. 8 is a schematic plan view illustrating a configuration of a polarized light illumination device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図９】 本発明の実施例５に係る偏光照明装置の構成
を示す概略平面図。FIG. 9 is a schematic plan view illustrating a configuration of a polarized light illumination device according to a fifth embodiment of the present invention.

【図１０】 本発明の実施例６に係る偏光照明装置の構
成を示す概略平面図。FIG. 10 is a schematic plan view illustrating a configuration of a polarized light illumination device according to a sixth embodiment of the present invention.

【図１１】 本発明の実施例７に係る偏光照明装置の構
成を示す概略平面図。FIG. 11 is a schematic plan view illustrating a configuration of a polarized light illumination device according to a seventh embodiment of the present invention.

【図１２】 本発明の実施例８に係る偏光照明装置の構
成を示す概略平面図。FIG. 12 is a schematic plan view illustrating a configuration of a polarized light illuminating apparatus according to an eighth embodiment of the present invention.

【図１３】 本発明の実施例９に係る投写型表示装置の
構成を示す概略平面図。FIG. 13 is a schematic plan view showing a configuration of a projection display according to a ninth embodiment of the present invention.

【図１４】 本発明の実施例１０に係る投写型表示装置
の構成を示す概略平面図。FIG. 14 is a schematic plan view illustrating a configuration of a projection display apparatus according to Example 10 of the invention.

【図１５】 （Ａ）は、従来の偏光照明装置の構成を示
す概略平面図、（Ｂ）は、集光レンズ板の構成を示す外
観図。FIG. 15A is a schematic plan view showing the configuration of a conventional polarized light illumination device, and FIG. 15B is an external view showing the configuration of a condenser lens plate.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１０Ａ〜１０Ｈ・・・偏光照明装置 ２０・・・光源 ２１・・・光源ランプ ２２・・・放物面リフレクター ３０・・・偏光分離部 ３０Ｇ・・・プリズム構造体 ３０１・・・入射面 ３０２・・・第１の出射面 ３０３・・・第２の出射面 ３０４・・・第３の出射面 ３１・・・偏光分離膜 ３２・・・直角プリズム ３３・・・第１のλ／４位相差板 ３３１・・・λ／４位相差板 ３３２・・・ミラー板 ３３３・・・Ｐ偏光光 ３３４・・・Ｓ偏光光 ３３５・・・右回りの円偏光光 ３３６・・・左回りの円偏光光 ３４・・・第２のλ／４位相差板 ４０・・・第１の集光ミラー板 ４１・・・微小集光ミラー ４２・・・反射面 ５０・・・第２の集光ミラー板 ６０・・・集光レンズ部 ６１・・・集光レンズ板 ６１１・・・微小レンズ ６２・・・λ／２位相差板 ６２１・・・λ／２位相差層 ７０・・・照明領域 ７１・・・変角プリズム ７２・・・集光ミラー板 ７２１・・・入射面 ７２２・・・ガラス製ブロック ７２３・・・反射面 ７３・・・透明板 ７４・・・偏光分離板 ７５・・・液体 ８００・・・投写型表示装置（ダイクロイックプリズム
型） ８０１・・・青色緑色反射ダイクロイックミラー ８０２・・・反射ミラー ８０３・・・第１の液晶ライトバルブ ８０４・・・緑色反射ダイクロイックミラー ８０５・・・第２の液晶ライトバルブ ８０６・・・入射側レンズ ８０７、８０９・・・反射ミラー ８０８・・・リレーレンズ ８１０・・・出射側レンズ ８１１・・・第３の液晶ライトバルブ ８１３・・・ダイクロイックプリズム ８１４・・・投写レンズ ８１５・・・スクリーン ８５０・・・導光手段 ９００・・・投写型表示装置（ミラー光学系） ９０１・・・赤色反射ダイクロイックミラー ９０２・・・反射ミラー ９０３、９０４・・・緑色反射ダイクロイックミラー ９０５・・・青色反射ダイクロイックミラー ９８１・・・第１のレンズ板 ９８２・・・偏光分離手段 ９８３・・・第２のレンズ板 ９８４・・・λ／２位相差板 ９８５・・・矩形レンズ ９８６・・・光源部 ９８８・・・照明領域 ９８９・・・インテグレータ光学系10A to 10H: polarized light illuminating device 20: light source 21: light source lamp 22: parabolic reflector 30: polarized light separating unit 30G: prism structure 301: incident surface 302 ··· First outgoing surface 303 ··· Second outgoing surface 304 ··· Third outgoing surface 31 ··· Polarization separating film 32 ··· Right angle prism 33 ··· First λ / 4 phase difference Plate 331 ... λ / 4 phase difference plate 332 ... Mirror plate 333 ... P polarized light 334 ... S polarized light 335 ... Clocked circularly polarized light 336 ... Clocked circularly polarized light Light 34: second λ / 4 phase difference plate 40: first condensing mirror plate 41: minute condensing mirror 42: reflecting surface 50: second condensing mirror plate Reference numeral 60: condenser lens portion 61: condenser lens plate 611: minute lens 62: λ / ... Λ / 2 phase difference layer 70... Illumination area 71... Variable angle prism 72... Condensing mirror plate 721... Incident surface 722. -Reflecting surface 73-Transparent plate 74-Polarized light separating plate 75-Liquid 800-Projection display device (dichroic prism type) 801-Blue-green reflecting dichroic mirror 802-Reflecting mirror 803 ··· First liquid crystal light valve 804 ··· Green reflection dichroic mirror 805 ··· Second liquid crystal light valve 806 ··· Incident side lens 807 and 809 ··· Reflection mirror 808 ··· Relay lens 810 ..Outgoing side lens 811 ... third liquid crystal light valve 813 ... dichroic prism 814 ... projection lens 815 ... screen 850: Light guide unit 900: Projection display device (mirror optical system) 901: Red reflection dichroic mirror 902: Reflection mirror 903, 904: Green reflection dichroic mirror 905: Blue reflection Dichroic mirror 981 First lens plate 982 Polarization separating means 983 Second lens plate 984 λ / 2 phase difference plate 985 Rectangular lens 986 Light source unit 988 ... Illumination area 989 ... Integrator optical system

───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｇ０２Ｆ 1/1335 ５１０ Ｇ０２Ｆ 1/1335 ５１０ ５Ｃ０６０ 1/13357 1/13357 Ｇ０３Ｂ 21/00 Ｇ０３Ｂ 21/00 Ｅ 21/14 21/14 Ｚ Ｈ０４Ｎ 9/31 Ｈ０４Ｎ 9/31 Ｃ Ｆターム(参考） 2H042 DA02 DC02 DD01 DD05 DE00 2H049 BA05 BA06 BA07 BA42 BB61 BB63 BC22 2H088 EA14 EA15 HA13 HA15 HA20 HA21 HA24 HA28 MA06 2H091 FA05X FA05Z FA10Z FA11Z FA17Z FA26X FA41Z FD01 LA04 LA30 MA07 2H099 AA12 BA09 BA17 CA02 CA07 CA08 CA11 5C060 BA04 BB13 BC05 BE05 BE10 EA01 GA02 GB05 HC00 HC19 HC24 HC25 JA00 JB06 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. ⁷ Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) G02F 1/1335 510 G02F 1/1335 510 5C060 1/13357 1/13357 G03B 21/00 G03B 21/00 E 21 / 14 21/14 Z H04N 9/31 H04N 9/31 CF term (Reference) 2H042 DA02 DC02 DD01 DD05 DE00 2H049 BA05 BA06 BA07 BA42 BB61 BB63 BC22 2H088 EA14 EA15 HA13 HA15 HA20 HA21 HA24 HA28 MA06 2H091 FA05X FA05Z FA10Z FA26X FA41Z FD01 LA04 LA30 MA07 2H099 AA12 BA09 BA17 CA02 CA07 CA08 CA11 5C060 BA04 BB13 BC05 BE05 BE10 EA01 GA02 GB05 HC00 HC19 HC24 HC25 JA00 JB06

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 偏光方向がランダムな偏光光を出射する
光源部と、 誘電体多層膜からなる偏光分離膜を２つの直角プリズム
で挟持する構造であって、前記偏光分離膜によって前記
光源部から出射された偏光光を偏光方向が互いに直交す
るＰ偏光光とＳ偏光光の２つの偏光光に分離して出射す
る偏光分離部と、 矩形状の外形を有する複数の微小集光ミラーにより構成
され、前記偏光分離部から出射されるＰ偏光光を集光
し、Ｐ偏光光からなる複数の２次光源像を形成するため
の第１の集光ミラー板と、 前記第１の集光ミラー板とほぼ同様の寸法形状をなし、
前記偏光分離部から出射されるＳ偏光光を集光し、前記
Ｐ偏光光からなる複数の２次光源像が形成される位置と
はわずかに異なる位置に前記Ｓ偏光光からなる複数の２
次光源像を形成するための第２の集光ミラー板と、 前記第１の集光ミラー板と前記偏光分離部との間に、及
び、前記第２の集光ミラー板と前記偏光分離部との間に
各々置かれた第１のλ／４位相差板、及び、第２のλ／
４位相差板と、 前記Ｐ偏光光からなる複数の２次光源像と前記Ｓ偏光光
からなる複数の２次光源像が形成される位置の近傍に配
置され、前記第１或いは第２の集光ミラー板を構成する
微小集光ミラーと同数の微小レンズにより構成された集
光レンズ板とλ／２位相差板とからなる集光レンズ部
と、 を有することを特徴とする偏光照明装置。1. A light source unit that emits polarized light having a random polarization direction, and a polarization separation film made of a dielectric multilayer film is sandwiched between two right-angle prisms, and the polarization separation film separates the light source unit from the light source unit. It is composed of a polarized light separating section that separates the emitted polarized light into two polarized lights of P-polarized light and S-polarized light whose polarization directions are orthogonal to each other and emits the light, and a plurality of micro focusing mirrors having a rectangular outer shape. A first condensing mirror plate for condensing P-polarized light emitted from the polarization splitting unit and forming a plurality of secondary light source images composed of the P-polarized light; and a first condensing mirror plate. It has almost the same dimensions and shape as
The S-polarized light emitted from the polarization splitting unit is condensed, and the plurality of S-polarized light beams composed of the S-polarized light are located at positions slightly different from the positions where the plurality of secondary light source images composed of the P-polarized light are formed.
A second condensing mirror plate for forming a next light source image, between the first condensing mirror plate and the polarization separation unit, and between the second collection mirror plate and the polarization separation unit And a second λ / 4 retarder, each placed between
A fourth phase difference plate, a plurality of secondary light source images composed of the P-polarized light, and a plurality of secondary light source images composed of the S-polarized light are formed in the vicinity of positions where the plurality of secondary light source images are formed; A polarizing illuminator, comprising: a condenser lens plate composed of the same number of micro lenses as the number of micro condenser mirrors constituting an optical mirror plate; and a condenser lens section composed of a λ / 2 phase difference plate. 【請求項２】 請求項１において、前記光源部と前記偏
光分離部との間には、変角プリズムが配置されているこ
とを特徴とする偏光照明装置。2. The polarized light illuminating device according to claim 1, wherein a variable-angle prism is disposed between the light source unit and the polarization separation unit. 【請求項３】 請求項１において、前記偏光分離部と前
記第１の集光ミラー板との間に、及び前記偏光分離部と
前記第２の集光ミラー板との間には、変角プリズムが配
置されていることを特徴とする偏光照明装置。3. The optical system according to claim 1, wherein the angle between the polarized light separating unit and the first light collecting mirror plate and the angle between the polarized light separating unit and the second light collecting mirror plate are changed. A polarized light illumination device comprising a prism. 【請求項４】 請求項２または請求項３において、前記
変角プリズムは、前記偏光分離部と一体化されているこ
とを特徴とする偏光照明装置。4. The polarized-light illuminating device according to claim 2, wherein the variable-angle prism is integrated with the polarization splitting unit. 【請求項５】 請求項３において、前記変角プリズム
は、前記第１の集光ミラー板と、及び前記第２の集光ミ
ラー板と一体化されていることを特徴とする偏光照明装
置。5. The polarized light illuminating apparatus according to claim 3, wherein the deflecting prism is integrated with the first condenser mirror plate and the second condenser mirror plate. 【請求項６】 請求項３において、前記変角プリズム
は、前記偏光分離部と前記第１の集光ミラー板と、及び
前記第２の集光ミラー板と一体化されていることを特徴
とする偏光照明装置。6. The deflecting prism according to claim 3, wherein the deflecting prism is integrated with the polarization splitting unit, the first condensing mirror plate, and the second condensing mirror plate. Polarized lighting equipment. 【請求項７】 請求項１において、前記偏光分離部は、
平板状の偏光分離板により構成されていることを特徴と
する偏光照明装置。7. The polarization separation unit according to claim 1,
A polarized light illuminating device comprising a plate-like polarized light separating plate. 【請求項８】 請求項１において、前記偏光分離部を構
成する直角プリズムは液体充填プリズムであることを特
徴とする偏光照明装置。8. The polarized light illuminating device according to claim 1, wherein the right-angle prism forming the polarization splitting unit is a liquid-filled prism. 【請求項９】 請求項１において、λ／２位相差板及び
λ／４位相差板はＴＮ（ツイスティド・ネマチック）液
晶で形成されていることを特徴とする偏光照明装置。9. The polarization illuminating apparatus according to claim 1, wherein the λ / 2 retardation plate and the λ / 4 retardation plate are formed of TN (twisted nematic) liquid crystal. 【請求項１０】 請求項１ないし９のいずれかの項にお
いて、前記２つの集光ミラー板によって形成される２種
類の２次光源像の分離方向は、照明領域の長手方向に一
致していることを特徴とする偏光照明装置。10. The separation direction of two types of secondary light source images formed by the two condenser mirror plates according to any one of claims 1 to 9, wherein the separation direction coincides with the longitudinal direction of the illumination area. A polarized light illuminating device characterized by the above-mentioned. 【請求項１１】 請求項１ないし１０のいずれかの項に
おいて、前記集光レンズ板では、前記微小レンズが前記
微小集光ミラーと相似形であることを特徴とする偏光照
明装置。11. The polarized light illuminating apparatus according to claim 1, wherein in the condenser lens plate, the minute lens has a similar shape to the minute condenser mirror. 【請求項１２】 偏光方向がランダムな偏光光を出射す
る光源部と、 誘電体多層膜からなる偏光分離膜を２つの直角プリズム
で挟持する構造であって、前記偏光分離膜によって前記
光源部から出射された偏光光を偏光方向が互いに直交す
るＰ偏光光とＳ偏光光の２つの偏光光に分離して出射す
る偏光分離部と、 矩形状の外形を有する複数の微小集光ミラーにより構成
され、前記偏光分離部から出射されるＰ偏光光を集光
し、Ｐ偏光光からなる複数の２次光源像を形成するため
の第１の集光ミラー板と、 前記第１の集光ミラー板とほぼ同様の寸法形状をなし、
前記偏光分離部から出射されるＳ偏光光を集光し、前記
Ｐ偏光光からなる複数の２次光源像が形成される位置と
はわずかに異なる位置に前記Ｓ偏光光からなる複数の２
次光源像を形成するための第２の集光ミラー板と、 前記第１の集光ミラー板と前記偏光分離部との間に、及
び、前記第２の集光ミラー板と前記偏光分離部との間に
各々置かれた第１のλ／４位相差板、及び、第２のλ／
４位相差板と、 前記Ｐ偏光光からなる複数の２次光源像と前記Ｓ偏光光
からなる複数の２次光源像が形成される位置の近傍に配
置され、前記第１或いは第２の集光ミラー板を構成する
微小集光ミラーと同数の微小レンズにより構成された集
光レンズ板とλ／２位相差板とからなる集光レンズ部
と、 前記λ／２位相差板を通過した光を三原色の各色光に分
離する色分離手段と、外部からの映像信号に基づいて、
前記各色光をそれぞれ変調する３枚のライトバルブと、 前記ライトバルブによって変調された各色光の変調光を
合成する色合成手段と、 前記色合成手段によって合成された各色光をスクリーン
上に投写する光投写手段と、 を有することを特徴とする投写型表示装置。12. A structure in which a light source unit that emits polarized light having a random polarization direction and a polarization separation film made of a dielectric multilayer film are sandwiched between two right-angle prisms, wherein the polarization separation film separates the light source unit from the light source unit. It is composed of a polarized light separating section that separates the emitted polarized light into two polarized lights of P-polarized light and S-polarized light whose polarization directions are orthogonal to each other and emits the light, and a plurality of micro focusing mirrors having a rectangular outer shape. A first condensing mirror plate for condensing P-polarized light emitted from the polarization splitting unit and forming a plurality of secondary light source images composed of the P-polarized light; and a first condensing mirror plate. It has almost the same dimensions and shape as
The S-polarized light emitted from the polarization splitting unit is condensed, and the plurality of S-polarized light beams of the S-polarized light are located at positions slightly different from the positions at which the plurality of secondary light source images of the P-polarized light are formed.
A second condensing mirror plate for forming a next light source image, between the first condensing mirror plate and the polarization separation unit, and between the second collection mirror plate and the polarization separation unit And a second λ / 4 retarder, each placed between
A fourth phase difference plate, a plurality of secondary light source images composed of the P-polarized light, and a plurality of secondary light source images composed of the S-polarized light are formed in the vicinity of positions where the plurality of secondary light source images are formed; A condensing lens portion including a condensing lens plate and a λ / 2 phase difference plate formed by the same number of micro lenses as the micro condensing mirrors forming the optical mirror plate; and light passing through the λ / 2 phase difference plate Based on a video signal from outside and color separation means for separating the three primary colors of light,
Three light valves respectively modulating the respective color lights, a color synthesizing unit synthesizing the modulated lights of the respective color lights modulated by the light valves, and projecting each color light synthesized by the color synthesizing unit on a screen A projection display device comprising: a light projection unit. 【請求項１３】 請求項１２において、前記色合成手段
は、ダイクロイックプリズムを有し、前記色分離手段か
ら前記各ライトバルブに至る各色光の光路のうち、光路
長が最も長い光路には、導光手段を有することを特徴と
する投写型表示装置。13. The color synthesizing means according to claim 12, wherein said color synthesizing means has a dichroic prism, and a light path having the longest light path length among light paths of each color light from said color separation means to each of said light valves. A projection display device comprising light means.