JP2002006260A - Illumination optical system and projector using the same - Google Patents

Illumination optical system and projector using the same

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JP2002006260A
JP2002006260A JP2000188765A JP2000188765A JP2002006260A JP 2002006260 A JP2002006260 A JP 2002006260A JP 2000188765 A JP2000188765 A JP 2000188765A JP 2000188765 A JP2000188765 A JP 2000188765A JP 2002006260 A JP2002006260 A JP 2002006260A
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Japan
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light beam
optical system
polarized light
light
illumination optical
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JP2000188765A
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Koichi Akiyama
光一 秋山
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Seiko Epson Corp
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Seiko Epson Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technique by which nearly one kind of polarized light is efficiently emitted in an illumination optical system. SOLUTION: This illumination optical system is equipped with a light source device 120 emitting nearly parallel bundles of rays, a polarized light generating part 130 which extends the cross sectional shape of the bundles of rays in 1st and 2nd directions orthogonal to each other while keeping the bundles of rays nearly parallel by partially separating the nearly parallel bundles of rays emitted from the light source device and which generates the bundle of rays of nearly one kind of polarized light having a specified polarization direction, a lens array 170 for dividing the bundle of rays of the nearly parallel polarized light emitted from the polarized light generating part to a plurality of bundles of rays of partially polarized light and a superposing optical system 190 for superposing the plurality of bundles of rays of partially polarized light on a specified illumination area.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、照明光学系およ
びこれを用いて画像を投写表示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 an illumination optical system and a projector for projecting and displaying an image using the illumination optical system.

【0002】[0002]

【従来の技術】プロジェクタでは、照明光学系から射出
された光を液晶パネルなどを用いて画像情報(画像信
号)に応じて変調し、変調された光をスクリーン上に投
写することにより画像表示を実現している。
2. Description of the Related Art In a projector, light emitted from an illumination optical system is modulated according to image information (image signal) using a liquid crystal panel or the like, and the modulated light is projected on a screen to display an image. Has been realized.

【0003】図9は、従来用いられている照明光学系9
00を示す説明図である。この照明光学系900は、光
源装置920と、第1および第2のレンズアレイ94
0,950と、偏光発生光学系960と、重畳レンズ9
70とを備えている。図9において、照明光学系900
が照明する照明領域LAは、プロジェクタに備えられた
液晶パネルに相当する。
FIG. 9 shows a conventional illumination optical system 9.
It is explanatory drawing which shows 00. This illumination optical system 900 includes a light source device 920 and first and second lens arrays 94.
0,950, the polarization generating optical system 960, and the superimposing lens 9
70. In FIG. 9, the illumination optical system 900
Is equivalent to a liquid crystal panel provided in the projector.

【0004】光源装置920は、ランプ922と回転放
物面形状の凹面を有するリフレクタ924とを備えてい
る。ランプ922から射出された光は、リフレクタ92
4によって反射され、リフレクタ924からは、ほぼ平
行な光線束が射出される。
The light source device 920 includes a lamp 922 and a reflector 924 having a concave surface in the shape of a paraboloid of revolution. The light emitted from the lamp 922 is reflected by the reflector 92.
4, and a substantially parallel light beam is emitted from the reflector 924.

【0005】第1のレンズアレイ940は、マトリクス
状に配列された複数の小レンズ942を有している。第
1のレンズアレイ940は、光源装置920から射出さ
れた略平行な光線束を複数の部分光線束に分割して射出
する。第2のレンズアレイ950も、マトリクス状に配
列された複数の小レンズ952を有している。第2のレ
ンズアレイ950と重畳レンズ970とは、第1のレン
ズアレイ940の各小レンズ942の像を照明領域LA
上に結像させる機能を有している。第1のレンズアレイ
940の各小レンズ942から射出された部分光線束
は、第2のレンズアレイ950を介して、偏光発生光学
系960内において集光される。
The first lens array 940 has a plurality of small lenses 942 arranged in a matrix. The first lens array 940 divides the substantially parallel light beam emitted from the light source device 920 into a plurality of partial light beams and emits them. The second lens array 950 also has a plurality of small lenses 952 arranged in a matrix. The second lens array 950 and the superimposing lens 970 form an image of each small lens 942 of the first lens array 940 in the illumination area LA.
It has the function of imaging on top. The partial light beam emitted from each small lens 942 of the first lens array 940 is condensed in the polarization generation optical system 960 via the second lens array 950.

【0006】偏光発生光学系960は、遮光板962
と、偏光ビームスプリッタアレイ964と、選択位相差
板966とを備えている。遮光板962は、遮光面96
2bと開口面962aとがストライプ状に配列されて構
成されている。偏光ビームスプリッタアレイ964は、
略平行四辺形の断面を有する柱状のガラス基板964c
が複数貼り合わされて構成されている。各ガラス基板9
64cの界面には、偏光分離膜964aと反射膜964
bとが交互に形成されている。第1のレンズアレイ94
0から射出された各部分光線束は、遮光板962の開口
面962aを通過し、偏光分離膜964aに入射する。
偏光分離膜964aは、入射した部分光線束をs偏光の
部分光線束とp偏光の部分光線束とに分離する。選択位
相差板966は、開口層966aとλ/2位相差層96
6bとがストライプ状に配列されて構成されている。開
口層966aは、入射するs偏光の部分光線束をそのま
ま透過し、λ/2位相差層966bは、入射するp偏光
の部分光線束を偏光方向が直交するs偏光の部分光線束
に変換する。これにより、偏光発生光学系960から
は、ほぼ1種類(s偏光)の偏光方向を有する部分光線
束が射出される。
The polarization generating optical system 960 includes a light shielding plate 962
, A polarizing beam splitter array 964, and a selective retardation plate 966. The light-shielding plate 962 is
2b and the opening surface 962a are arranged in a stripe pattern. The polarizing beam splitter array 964 is
Columnar glass substrate 964c having a substantially parallelogram cross section
Are bonded together. Each glass substrate 9
The polarization separation film 964a and the reflection film 964
b are alternately formed. First lens array 94
Each partial light beam emitted from 0 passes through the opening surface 962a of the light shielding plate 962 and enters the polarization splitting film 964a.
The polarization separation film 964a separates the incident partial light beam into an s-polarized light beam and a p-polarized light beam. The selective retardation plate 966 includes the opening layer 966a and the λ / 2 retardation layer 96.
6b are arranged in a stripe pattern. The aperture layer 966a transmits the incident s-polarized partial beam as it is, and the λ / 2 retardation layer 966b converts the incident p-polarized partial beam into an s-polarized partial beam having orthogonal polarization directions. . As a result, from the polarization generating optical system 960, a partial light beam having substantially one type of polarization direction (s-polarized light) is emitted.

【0007】重畳レンズ970は、偏光発生光学系96
0から射出された複数のs偏光の部分光線束を、照明領
域LA上で重畳する機能を有している。
The superimposing lens 970 includes a polarization generating optical system 96.
It has a function of superimposing a plurality of s-polarized partial light beams emitted from 0 on the illumination area LA.

【0008】上記のように、従来の照明光学系900に
おいては、光源装置920から射出された略平行な光線
束を、第1のレンズアレイ940で複数の部分光線束に
分割し、分割された複数の部分光線束を偏光発生光学系
960においてs偏光の部分光線束に変換している。そ
して、s偏光の部分光線束は、重畳レンズ970によっ
て照明領域LA上で重畳される。
As described above, in the conventional illumination optical system 900, the substantially parallel light beam emitted from the light source device 920 is divided into a plurality of partial light beams by the first lens array 940, and the divided light beams are divided. A plurality of partial light beams are converted into an s-polarized light beam by the polarization generation optical system 960. Then, the s-polarized partial light beam is superimposed on the illumination area LA by the superimposing lens 970.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】ところで、照明光学系
においては、光源装置から射出された光を効率よく1種
類の偏光光に変換して射出することが好ましい。しかし
ながら、従来の照明光学系900においては、光源装置
920から射出された光を効率よく1種類の偏光光に変
換して射出することが困難であった。これは、第1のレ
ンズアレイ940から射出された複数の部分光線束は集
光光であり、このような集光光を偏光ビームスプリッタ
アレイ964の偏光分離膜964aに入射させる場合に
は、偏光分離膜964aで効率よく偏光分離することが
困難なためである。
In the illumination optical system, it is preferable that the light emitted from the light source device is efficiently converted into one kind of polarized light and emitted. However, in the conventional illumination optical system 900, it is difficult to efficiently convert the light emitted from the light source device 920 into one type of polarized light and emit the same. This is because the plurality of partial light beams emitted from the first lens array 940 are condensed light, and when such condensed light is incident on the polarization splitting film 964a of the polarization beam splitter array 964, the polarization This is because it is difficult to efficiently perform polarization separation by the separation film 964a.

【0010】この発明は、従来技術における上述の課題
を解決するためになされたものであり、照明光学系にお
いて、ほぼ1種類の偏光光を効率よく射出することので
きる技術を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems in the prior art, and has as its object to provide a technology capable of efficiently emitting almost one type of polarized light in an illumination optical system. And

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段およびその作用・効果】上
述の課題の少なくとも一部を解決するため、本発明の第
1の装置は、照明光学系であって、略平行な光線束を射
出する光源装置と、前記光源装置から射出された略平行
な光線束の一部を分離させることにより、光線束を略平
行なまま断面形状を互いに直交する第1および第2の方
向に拡大するとともに、所定の偏光方向を有するほぼ1
種類の偏光光線束を生成する偏光発生部と、前記偏光発
生部から射出された略平行な偏光光線束を、複数の部分
偏光光線束に分割するためのレンズアレイと、前記複数
の部分偏光光線束を所定の照明領域に重畳するための重
畳光学系と、を備えることを特徴とする。
In order to solve at least a part of the above-described problems, a first apparatus of the present invention is an illumination optical system which emits a substantially parallel light beam. By separating the light source device and a part of the substantially parallel light beam emitted from the light source device, the cross-sectional shape is enlarged in the first and second directions orthogonal to each other while keeping the light beam substantially parallel, Almost 1 with a given polarization direction
A polarization generator that generates different types of polarized light beams, a lens array for dividing the substantially parallel polarized light beams emitted from the polarized light generator into a plurality of partially polarized light beams, and the plurality of partially polarized light beams. And a superimposing optical system for superimposing the bundle on a predetermined illumination area.

【0012】この照明光学系の偏光発生部は、光源装置
から射出された略平行な光線束の一部を分離させること
により、光線束を略平行のまま互いに直交する第1およ
び第2の方向に拡大するとともに、所定の偏光方向を有
するほぼ1種類の偏光光線束を生成する。このように、
偏光発生部に略平行な光線束を入射させる場合には、光
源装置から射出された光を効率よく偏光発生部で処理す
ることができるので、照明光学系において、ほぼ1種類
の偏光光を効率よく射出することが可能となる。
The polarization generating section of the illumination optical system separates a part of the substantially parallel light beam emitted from the light source device, so that the first and second directions are perpendicular to each other while the light beam is substantially parallel. And a substantially one kind of polarized light beam having a predetermined polarization direction is generated. in this way,
When a substantially parallel light beam is incident on the polarization generation unit, the light emitted from the light source device can be efficiently processed by the polarization generation unit, so that almost one type of polarized light can be efficiently processed in the illumination optical system. It becomes possible to inject well.

【0013】また、第1および第2の方向への拡大倍率
をほぼ等しくし、この照明光学系をプロジェクタに適用
して液晶ライトバルブを照明すれば、投写表示される画
像の色むらや明るさむらを低減することが可能となる。
Further, if the magnification in the first and second directions is made substantially equal, and this illumination optical system is applied to a projector to illuminate a liquid crystal light valve, color unevenness and brightness of the projected and displayed image can be obtained. It is possible to reduce unevenness.

【0014】上記の装置において、前記偏光発生部は、
入射する略平行な光線束を分離するビームスプリッタを
含み、分離された光線束を用いて前記第1の方向に拡大
された光線束を射出する第1の光線束拡大部と、前記第
1の方向に拡大された光線束を偏光方向が互いに直交す
る2種類の偏光光線束に分離する偏光ビームスプリッタ
を含み、分離された偏光光線束を用いて前記第2の方向
に拡大された偏光光線束を射出する第2の光線束拡大部
と、前記第2の光線束拡大部から射出される2種類の偏
光光線束のうちの一方の偏光方向を他方の偏光方向に揃
えるための位相差板と、を備えるようにしてもよい。
In the above apparatus, the polarized light generator may include:
A first beam bundle expanding unit that includes a beam splitter that separates incident substantially parallel light beams, and emits a light beam that is expanded in the first direction by using the separated light beams; A polarizing beam splitter for separating the light beam expanded in the first direction into two types of polarized light beams whose polarization directions are orthogonal to each other, and using the separated polarized light beam, the polarized light beam expanded in the second direction. And a retardation plate for aligning one polarization direction of the two types of polarized light bundles emitted from the second light bundle enlargement unit with the other polarization direction. May be provided.

【0015】あるいは、上記の装置において、前記偏光
発生部は、入射する略平行な光線束を偏光方向が互いに
直交する2種類の偏光光線束に分離する偏光ビームスプ
リッタを含み、分離された偏光光線束を用いて前記第1
の方向に拡大された偏光光線束を射出する第1の光線束
拡大部と、前記第1の方向に拡大された偏光光線束を分
離するビームスプリッタを含み、分離された偏光光線束
を用いて前記第2の方向に拡大された偏光光線束を射出
する第2の光線束拡大部と、前記第1または第2の光線
束拡大部から射出される2種類の偏光光線束のうちの一
方の偏光方向を他方の偏光方向に揃えるための位相差板
と、を備えるようにしてもよい。
Alternatively, in the above apparatus, the polarization generating section includes a polarization beam splitter that separates the incident substantially parallel light beam into two types of polarized light beams whose polarization directions are orthogonal to each other. The first using a bundle
And a beam splitter for splitting the polarized light beam expanded in the first direction, and using the separated polarized light beam. A second light beam expanding unit that emits the polarized light beam expanded in the second direction; and one of two types of polarized light beams emitted from the first or second light beam expanding unit. A phase difference plate for aligning the polarization direction with the other polarization direction.

【0016】このようにすれば、照明光学系は、光線束
を略平行なまま第1および第2の方向に拡大させること
ができるとともに、ほぼ1種類の偏光光を効率よく射出
することが可能となる。
With this configuration, the illumination optical system can expand the light beam in the first and second directions while keeping the light beam substantially parallel, and can efficiently emit substantially one type of polarized light. Becomes

【0017】上記の装置において、前記光源装置は、光
を射出するランプと、前記ランプから射出された光を反
射する回転楕円面形状の凹面を有するリフレクタと、前
記リフレクタで反射された光を平行化するための平行化
レンズと、を備えることが好ましい。
In the above apparatus, the light source device may include a lamp for emitting light, a reflector having a spheroidal concave surface for reflecting the light emitted from the lamp, and a light for reflecting the light reflected by the reflector. And a collimating lens for converting the light into a parallel light.

【0018】こうすれば、光源装置から射出される略平
行な光線束の大きさを比較的小さくすることができるの
で、偏光発生部を小型化することができ、この結果、照
明光学系を小型化することが可能となる。
With this configuration, the size of the substantially parallel light beam emitted from the light source device can be made relatively small, so that the polarization generating section can be downsized. As a result, the illumination optical system can be downsized. Can be realized.

【0019】また、上記の装置において、前記重畳光学
系は、複数の偏心レンズを含むレンズアレイであるよう
にしてもよい。
In the above apparatus, the superposition optical system may be a lens array including a plurality of decentered lenses.

【0020】こうすれば、通常、独立して設けられる重
畳レンズを省略することが可能となる。
This makes it possible to omit the superimposed lens which is usually provided independently.

【0021】本発明の第2の装置は、プロジェクタであ
って、上記のいずれかに記載の照明光学系と、前記照明
光学系からの光を画像情報に応じて変調する電気光学装
置と、前記電気光学装置で得られる変調光を投写する投
写光学系と、を備えることを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a projector, comprising: the illumination optical system according to any one of the above; an electro-optical device for modulating light from the illumination optical system in accordance with image information; And a projection optical system that projects modulated light obtained by the electro-optical device.

【0022】このプロジェクタは、上記の照明光学系を
備えているので、照明光学系において、ほぼ1種類の偏
光光を効率よく射出することが可能となる。これによ
り、プロジェクタによって投写表示される画像の明るさ
を向上させることが可能となる。
Since this projector is provided with the above-mentioned illumination optical system, it is possible to efficiently emit almost one kind of polarized light in the illumination optical system. This makes it possible to improve the brightness of the image projected and displayed by the projector.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】A.第1実施例:次に、本発明の
実施の形態を実施例に基づき説明する。図1は、本発明
を適用したプロジェクタの一例を示す概略構成図であ
る。プロジェクタ1000は、照明光学系100と、色
光分離光学系200と、リレー光学系220と、3枚の
液晶ライトバルブ300R,300G,300Bと、ク
ロスダイクロイックプリズム320と、投写光学系34
0とを備えている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION First Embodiment: Next, an embodiment of the present invention will be described based on an embodiment. FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an example of a projector to which the present invention has been applied. The projector 1000 includes an illumination optical system 100, a color light separation optical system 200, a relay optical system 220, three liquid crystal light valves 300R, 300G, 300B, a cross dichroic prism 320, and a projection optical system.
0.

【0024】照明光学系100は、ほぼ偏光方向の揃っ
た1種類の直線偏光光を射出する。照明光学系100か
ら射出された光は、色光分離光学系200において赤
(R)、緑(G)、青(B)の3色の色光に分離され
る。分離された各色光は、液晶ライトバルブ300R,
300G,300Bにおいて画像情報に応じて変調され
る。液晶ライトバルブ300R,300G,300B
は、本発明における電気光学装置に相当する液晶パネル
と、その光入射面側および光射出面側に配置された偏光
板とを備えている。なお、各液晶ライトバルブには、液
晶パネルに画像情報を供給して駆動させるための図示し
ない駆動部が接続されている。液晶ライトバルブ300
R,300G,300Bにおいて画像情報に応じて変調
された変調光線束は、クロスダイクロイックプリズム3
20で合成され、投写光学系340によってスクリーン
SC上に投写される。これにより、スクリーンSC上に
画像が表示されることとなる。なお、図1に示すような
プロジェクタの各部の構成および機能については、例え
ば、本願出願人によって開示された特開平10−325
954号公報に詳述されているので、本明細書において
詳細な説明は省略する。
The illumination optical system 100 emits one type of linearly polarized light having a substantially uniform polarization direction. The light emitted from the illumination optical system 100 is separated into three color lights of red (R), green (G), and blue (B) in the color light separation optical system 200. Each of the separated color lights is a liquid crystal light valve 300R,
In 300G and 300B, modulation is performed according to image information. Liquid crystal light valves 300R, 300G, 300B
Includes a liquid crystal panel corresponding to the electro-optical device according to the present invention, and polarizing plates disposed on the light incident surface side and the light exit surface side. A drive unit (not shown) for supplying image information to and driving the liquid crystal panel is connected to each liquid crystal light valve. Liquid crystal light valve 300
The modulated light beam modulated in accordance with the image information in the R, 300G, and 300B is applied to the cross dichroic prism 3
20 and are projected on the screen SC by the projection optical system 340. As a result, an image is displayed on the screen SC. The configuration and function of each part of the projector as shown in FIG. 1 are described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-325 disclosed by the present applicant.
No. 954, the detailed description is omitted in this specification.

【0025】プロジェクタ1000に備えられた照明光
学系100は、後述するように、ほぼ1種類の偏光光を
効率よく射出することができる。このため、スクリーン
SC上に投写表示される画像の明るさを向上させること
が可能となる。
The illumination optical system 100 provided in the projector 1000 can efficiently emit almost one type of polarized light, as described later. For this reason, it is possible to improve the brightness of the image projected and displayed on the screen SC.

【0026】図2は、図1の照明光学系100を拡大し
て示す説明図である。この照明光学系100は、光源装
置120と、偏光発生光学系130と、第1および第2
のレンズアレイ170,180と、重畳レンズ190と
を備えている。照明光学系100から射出された光線束
は、システム光軸Laxを中心軸として射出される。な
お、図2において照明光学系100が照明する照明領域
LAは、プロジェクタ1000(図1)の液晶ライトバ
ルブ300R,300G,300Bに対応する。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing the illumination optical system 100 of FIG. 1 in an enlarged manner. The illumination optical system 100 includes a light source device 120, a polarization generation optical system 130, first and second light sources.
, And a superimposing lens 190. The light beam emitted from the illumination optical system 100 is emitted with the system optical axis Lax as a central axis. In FIG. 2, the illumination area LA illuminated by the illumination optical system 100 corresponds to the liquid crystal light valves 300R, 300G, and 300B of the projector 1000 (FIG. 1).

【0027】光源装置120は、略平行な光線束を射出
する機能を有している。光源装置120は、ランプ12
2と、回転楕円面形状の凹面を有するリフレクタ124
と、平行化レンズ126とを備えている。ランプ122
から射出された光は、リフレクタ124によって反射さ
れ、反射光は、平行化レンズ126によってほぼ平行な
光に変換される。
The light source device 120 has a function of emitting substantially parallel light beams. The light source device 120 includes the lamp 12
2 and a reflector 124 having a spheroidal concave surface
And a collimating lens 126. Lamp 122
Is reflected by the reflector 124, and the reflected light is converted by the collimating lens 126 into substantially parallel light.

【0028】ランプ122としては、メタルハライドラ
ンプや高圧水銀ランプなどを用いることができる。ま
た、本実施例では、平行化レンズ126として、非球面
レンズが用いられており、具体的には、入射面に回転双
曲面形状の凹面を有し、射出面に平面を有する非球面レ
ンズが用いられている。このため、光源装置120から
は、かなり平行度の高い光線束が射出される。
As the lamp 122, a metal halide lamp, a high-pressure mercury lamp, or the like can be used. In the present embodiment, an aspheric lens is used as the collimating lens 126. Specifically, an aspheric lens having a concave surface in the shape of a rotational hyperboloid on the incident surface and a flat surface on the exit surface is used. Used. For this reason, a light beam with considerably high parallelism is emitted from the light source device 120.

【0029】偏光発生光学系130は、2つの光線束拡
大部140,150とλ/2位相差板160とを備えて
いる。偏光発生光学系130は、入射する光線束をほぼ
4倍の大きさの光線束に拡大して射出する機能を有して
いる。すなわち、第1の光線束拡大部140は、入射す
る光線束の断面形状をx方向にほぼ2倍に拡大する機能
を有しており、第2の光線束拡大部150は、入射する
光線束の断面形状をy方向にほぼ2倍に拡大する機能を
有している。また、偏光発生光学系130は、入射する
偏りのない光線束から所定の偏光方向を有するほぼ1種
類の偏光光線束を生成する機能を有している。
The polarization generating optical system 130 includes two light beam expanding units 140 and 150 and a λ / 2 retardation plate 160. The polarization generating optical system 130 has a function of expanding an incident light beam into a light beam having a size approximately four times as large and emitting the light beam. That is, the first light beam expanding unit 140 has a function of expanding the cross-sectional shape of the incident light beam almost twice in the x direction, and the second light beam expanding unit 150 Has a function of enlarging the cross-sectional shape of the same approximately twice in the y direction. Further, the polarization generating optical system 130 has a function of generating almost one kind of polarized light beam having a predetermined polarization direction from the incident light beam having no bias.

【0030】図3は、図2の偏光発生光学系130を拡
大して示す拡大斜視図である。図示するように、第1お
よび第2の光線束拡大部140,150は、略直角三角
形の底面を有する略柱状の透光性部材が複数個組み合わ
されて構成されている。なお、透光性部材としては、例
えば、ガラスが用いられる。
FIG. 3 is an enlarged perspective view showing the polarization generating optical system 130 of FIG. 2 in an enlarged manner. As shown in the drawing, the first and second light beam expanding units 140 and 150 are configured by combining a plurality of substantially columnar light-transmitting members having a bottom surface of a substantially right triangle. Note that, for example, glass is used as the translucent member.

【0031】第1の光線束拡大部140は、3つの透光
性部材141〜143を備えている。第1の透光性部材
141は、第2および第3の透光性部材142,143
と接合されている。第1および第2の透光性部材14
1,142の界面には、半透鏡膜(ビームスプリッタ)
140aが形成されており、第3の透光性部材143に
は、半透鏡膜140aとほぼ平行に反射膜140bが形
成されている。ここで、半透鏡膜は、入射光量の一部を
透過させ、他の一部を反射させる薄膜であり、金属膜や
誘電体多層膜で形成されている。本実施例の半透鏡膜1
40aは、入射光量のほぼ50%を透過し、ほぼ50%
を反射する光学特性を有しており、いわゆるハーフミラ
ーとして機能する。また、反射膜140bは、入射光量
をほとんど反射する薄膜であり、誘電体多層膜や金属膜
で形成されている。
The first light beam expanding section 140 includes three light transmitting members 141 to 143. The first translucent member 141 includes second and third translucent members 142 and 143.
And are joined. First and second translucent members 14
Semi-transparent mirror film (beam splitter)
The third light-transmitting member 143 has a reflective film 140b formed substantially parallel to the semi-transparent mirror film 140a. Here, the semi-transparent mirror film is a thin film that transmits a part of the incident light amount and reflects the other part, and is formed of a metal film or a dielectric multilayer film. Semi-transparent mirror film 1 of the present embodiment
40a transmits approximately 50% of the incident light amount and approximately 50%
And has an optical characteristic of reflecting light, and functions as a so-called half mirror. The reflection film 140b is a thin film that reflects most of the amount of incident light, and is formed of a dielectric multilayer film or a metal film.

【0032】第1の透光性部材141に入射した光線束
は、半透鏡膜140aで2つの光線束に分離される。半
透鏡膜140aを透過した光線束は、第2の透光性部材
142を通過して射出される。一方、半透鏡膜140a
で反射された光線束は、第3の透光性部材143に入射
して、反射膜140bで反射されて射出される。すなわ
ち、第1の透光性部材141に入射した光線束は分離さ
れて、分離された光線束は第2および第3の透光性部材
142,143から射出される。これにより、第1の光
線束拡大部140は、入射する光線束の断面形状をx方
向にほぼ2倍に拡大する。
The light beam incident on the first translucent member 141 is split into two light beams by the semi-transparent mirror film 140a. The light beam transmitted through the semi-transparent mirror film 140a is emitted through the second light-transmitting member 142. On the other hand, the semi-transparent mirror film 140a
The light beam reflected by the light incident on the third light transmitting member 143 is reflected by the reflection film 140b and emitted. That is, the light beam incident on the first light transmitting member 141 is separated, and the separated light beam is emitted from the second and third light transmitting members 142 and 143. Accordingly, the first light beam expanding unit 140 expands the cross-sectional shape of the incident light beam almost twice in the x direction.

【0033】第2の光線束拡大部150は、6つの透光
性部材151〜156を備えている。第1の透光性部材
151は、第2および第3の透光性部材152,153
と接合されている。第1および第2の透光性部材15
1,152の界面には、偏光分離膜(偏向ビームスプリ
ッタ)150aが形成されており、第3の透光性部材1
53には、偏光分離膜150aとほぼ平行に反射膜15
0bが形成されている。ここで、偏光分離膜150a
は、入射する偏りのない光(s+p)をp偏光光とs偏
光光とに分離する薄膜であり、誘電体多層膜で形成され
ている。なお、分離されたp偏光およびs偏光は、入射
光量のほぼ50%の光量を有している。
The second beam expanding section 150 includes six light-transmitting members 151 to 156. The first light-transmitting member 151 includes second and third light-transmitting members 152 and 153.
And are joined. First and second translucent members 15
A polarization separation film (deflection beam splitter) 150a is formed on the interface between the first and second light-transmitting members 1 and 152.
53 includes a reflection film 15 substantially parallel to the polarization separation film 150a.
0b is formed. Here, the polarization separation film 150a
Is a thin film for separating incident non-biased light (s + p) into p-polarized light and s-polarized light, and is formed of a dielectric multilayer film. The separated p-polarized light and s-polarized light have a light amount of approximately 50% of the incident light amount.

【0034】第1の透光性部材151に入射した偏りの
ない光線束(s+p)は、偏光分離膜150aでp偏光
光線束とs偏光光線束とに分離される。偏光分離膜15
0aを透過したp偏光光線束は、第2の透光性部材15
2を通過して射出される。一方、偏光分離膜150aで
反射されたs偏光光線束は、第3の透光性部材153に
入射して、反射膜150bで反射されて射出される。す
なわち、第1の透光性部材151に入射した偏りのない
光線束(s+p)は、p偏光光線束とs偏光光線束とに
分離され、それぞれ、第2の透光性部材152と第3の
透光性部材153とから射出される。
The non-biased light beam (s + p) incident on the first translucent member 151 is separated into a p-polarized light beam and an s-polarized light beam by the polarization separation film 150a. Polarization separation film 15
0a passes through the second light-transmitting member 15
It is ejected through 2. On the other hand, the s-polarized light beam reflected by the polarization separation film 150a enters the third light transmitting member 153, is reflected by the reflection film 150b, and is emitted. That is, the unbiased light beam (s + p) incident on the first light-transmitting member 151 is separated into a p-polarized light beam and an s-polarized light beam, and the second light-transmitting member 152 and the third light beam, respectively. From the light transmitting member 153.

【0035】なお、第4ないし第6の透光性部材154
〜156は、第1ないし第3の透光性部材151〜15
3と同じである。すなわち、第4の透光性部材154に
入射した偏りのない光線束(s+p)は、p偏光光線束
とs偏光光線束とに分離され、それぞれ、第5の透光性
部材155と第6の透光性部材156とから射出され
る。これにより、第2の光線束拡大部150は、入射す
る光線束の断面形状をy方向にほぼ2倍に拡大する。
The fourth to sixth translucent members 154
To 156 are first to third translucent members 151 to 15
Same as 3. That is, the unbiased light beam (s + p) incident on the fourth light transmitting member 154 is separated into a p-polarized light beam and an s-polarized light beam, and the fifth light transmitting member 155 and the sixth light beam, respectively. From the light transmitting member 156. Accordingly, the second light beam expanding unit 150 expands the cross-sectional shape of the incident light beam almost twice in the y direction.

【0036】λ/2位相差板160は、入射する直線偏
光光を、偏光方向が直交する直線偏光光に変換する偏光
変換素子としての機能を有している。本実施例において
は、図3に示すように、λ/2位相差板160は、第2
の光線束拡大部150の第2および第5の透光性部材1
52,155の射出面に設けられている。第2および第
5の透光性部材152,155から射出されたp偏光光
線束は、λ/2位相差板160において、s偏光の光線
束に変換されて射出される。なお、第3および第6の透
光性部材153,156からは、s偏光の光線束が射出
されている。このように、偏光発生光学系130に入射
した偏りのない光線束(s+p)は、s偏光の光線束に
変換されて射出される。
The λ / 2 phase difference plate 160 has a function as a polarization conversion element for converting incident linearly polarized light into linearly polarized light having a polarization direction orthogonal to the polarization direction. In the present embodiment, as shown in FIG.
And fifth translucent members 1 of the light beam expanding section 150 of FIG.
52, 155 are provided on the exit surface. The p-polarized light beams emitted from the second and fifth translucent members 152 and 155 are converted to s-polarized light beams by the λ / 2 retardation plate 160 and emitted. The s-polarized light beam is emitted from the third and sixth translucent members 153 and 156. As described above, the unbiased light beam (s + p) incident on the polarization generating optical system 130 is converted into an s-polarized light beam and emitted.

【0037】なお、s偏光光線束が射出される第3およ
び第6の透光性部材153,156の射出面にλ/2位
相差板を配置すれば、偏光発生光学系130に入射する
偏りのない光線束をp偏光光線束に変換して射出するこ
とができる。
By disposing a λ / 2 retardation plate on the exit surfaces of the third and sixth translucent members 153 and 156 from which the s-polarized light beam is emitted, the deviation incident on the polarization generating optical system 130 can be improved. Can be converted into a p-polarized light beam and emitted.

【0038】偏光発生光学系130は、上記のようにし
て、入射する偏りのない光線束をs偏光光線束に変換す
るとともに、入射する光線束をほぼ4倍の光線束に拡大
する。偏光発生光学系130から射出された光線束は、
第1のレンズアレイ170(図2)に入射する。
As described above, the polarization generating optical system 130 converts the incident non-biased light beam into an s-polarized light beam, and expands the incident light beam into a nearly four-fold light beam. The light beam emitted from the polarization generation optical system 130 is
The light enters the first lens array 170 (FIG. 2).

【0039】第1のレンズアレイ170は、マトリクス
状に配列された複数の小レンズ172を有している。各
小レンズ172は平凸レンズであり、z方向から見たと
きの外形形状は、照明領域LA(液晶ライトバルブ)と
相似形となるように設定されている。第1のレンズアレ
イ170は、偏光発生光学系130から射出された略平
行なs偏光光線束を複数のs偏光部分光線束に分割して
射出する。
The first lens array 170 has a plurality of small lenses 172 arranged in a matrix. Each small lens 172 is a plano-convex lens, and the external shape when viewed from the z direction is set to be similar to the illumination area LA (liquid crystal light valve). The first lens array 170 divides the substantially parallel s-polarized light beam emitted from the polarization generating optical system 130 into a plurality of s-polarized partial light beams and emits the divided s-polarized light beams.

【0040】第2のレンズアレイ180は、マトリクス
状に配列された複数の小レンズ182を有しており、第
1のレンズアレイ170と同様のものが用いられてい
る。第2のレンズアレイ180と重畳レンズ190と
は、第1のレンズアレイ170の各小レンズ172の像
を照明領域LA上に結像させる機能を有している。
The second lens array 180 has a plurality of small lenses 182 arranged in a matrix, and the same as the first lens array 170 is used. The second lens array 180 and the superimposing lens 190 have a function of forming an image of each small lens 172 of the first lens array 170 on the illumination area LA.

【0041】重畳レンズ190は、偏光方向の揃った複
数のs偏光部分光線束を、図2に示すように照明領域L
A上で重畳させる機能を有している。このとき、照明領
域LAを照射する光の強度分布は、ほぼ均一となってい
る。
The superimposing lens 190 converts a plurality of s-polarized partial light beams having the same polarization direction into an illumination area L as shown in FIG.
It has the function of superimposing on A. At this time, the intensity distribution of the light illuminating the illumination area LA is substantially uniform.

【0042】なお、本実施例においては、重畳レンズ1
90として、非球面レンズが用いられている。具体的に
は、入射面に平面を有し、射出面に回転双曲面形状の凸
面を有する非球面レンズが用いられている。これによ
り、第1のレンズアレイ170で分割された各部分光線
束が照明領域LAで重畳される際に発生し得る球面収差
を低減できるので、各部分光線束を照明領域LA上でう
まく重畳することが可能となる。
In this embodiment, the superimposing lens 1
As 90, an aspheric lens is used. Specifically, an aspherical lens having a flat surface on the incident surface and a convex surface in the form of a hyperboloid of revolution on the exit surface is used. This can reduce the spherical aberration that can occur when the respective partial light beams split by the first lens array 170 are superimposed on the illumination area LA, so that the respective partial light beams are successfully superimposed on the illumination area LA. It becomes possible.

【0043】上記の説明から分かるように、本実施例に
おける第1のレンズアレイ170が本発明のレンズアレ
イに相当し、重畳レンズ190が本発明の重畳光学系に
相当する。なお、第2のレンズアレイ180は、省略可
能である。
As can be seen from the above description, the first lens array 170 in this embodiment corresponds to the lens array of the present invention, and the superimposing lens 190 corresponds to the superimposing optical system of the present invention. Note that the second lens array 180 can be omitted.

【0044】ところで、液晶ライトバルブ300R,3
00G,300Bの光学特性は、入射光の角度(「呑み
込み角」と呼ばれる)に大きく依存する。本実施例で
は、偏光発生光学系130から射出される光線束につい
て、x方向の大きさとy方向の大きさとの比がほぼ1:
1となるように設定されている。このため、照明領域L
Aのx方向とy方向とにおけるの光の呑み込み角θx,
θyは、ほぼ同じ大きさとなっている。このような照明
光学系100を用いて液晶ライトバルブ300R,30
0G,300Bを照明すれば、色むらのないカラー画像
をスクリーン上に投写表示することが可能となる。
The liquid crystal light valves 300R, 300R
The optical characteristics of 00G and 300B largely depend on the angle of the incident light (referred to as “swallow angle”). In this embodiment, the ratio of the size in the x direction to the size in the y direction of the light beam emitted from the polarization generating optical system 130 is approximately 1: 1.
It is set to be 1. Therefore, the illumination area L
The light swallow angle θx in the x and y directions of A,
θy have substantially the same magnitude. Using such an illumination optical system 100, the liquid crystal light valves 300R, 30R
By illuminating 0G and 300B, a color image without color unevenness can be projected and displayed on the screen.

【0045】以上説明したように、本実施例の照明光学
系100における偏光発生光学系130は、入射する略
平行な光線束を分離する半透鏡膜(ビームスプリッタ)
140aを含み、分離された光線束を用いてx方向に拡
大された光線束を射出する第1の光線束拡大部140
と、x方向に拡大された光線束を偏光方向が互いに直交
する2種類の偏光光線束に分離する偏光分離膜150a
(偏光ビームスプリッタ)を含み、分離された偏光光線
束を用いてy方向に拡大された偏光光線束を射出する第
2の光線束拡大部150と、第2の光線束拡大部150
から射出される2種類の偏光光線束のうちの一方の偏光
方向を他方の偏光方向に揃えるための位相差板160
と、を備えている。この照明光学系100では、偏光分
離膜150aに入射する光線束が略平行な光線束となっ
ているので、照明光学系100はほぼ1種類の偏光光を
効率よく射出することが可能となる。
As described above, the polarization generating optical system 130 in the illumination optical system 100 of the present embodiment is a semi-transparent mirror film (beam splitter) for separating incident substantially parallel light beams.
A first light beam expanding unit 140 that includes a separated light beam and emits a light beam that is expanded in the x direction using the separated light beam;
And a polarization separation film 150a for separating the light beam expanded in the x direction into two types of polarized light beams whose polarization directions are orthogonal to each other.
A second light beam enlarging unit 150 including a (polarized beam splitter) and emitting a polarized light beam expanded in the y-direction using the separated polarized light beam beam; and a second light beam expanding unit 150
Plate 160 for aligning one polarization direction of the two types of polarized light beams emitted from the light source with the other polarization direction
And In the illumination optical system 100, since the light beam incident on the polarization separation film 150a is a substantially parallel light beam, the illumination optical system 100 can efficiently emit almost one type of polarized light.

【0046】B.第2実施例:図4は、第2実施例とし
ての照明光学系400を示す説明図である。この照明光
学系400では、第1実施例の照明光学系100(図
2)に対して、偏光発生光学系430が変更されてい
る。なお、他の光学要素については、第1実施例と同じ
なので詳細な説明は省略する。
B. Second Embodiment FIG. 4 is an explanatory diagram showing an illumination optical system 400 as a second embodiment. In the illumination optical system 400, a polarization generation optical system 430 is changed from the illumination optical system 100 (FIG. 2) of the first embodiment. The other optical elements are the same as those in the first embodiment, and detailed description is omitted.

【0047】偏光発生光学系430は、2つの光線束拡
大部440,450とλ/2位相差板460とを備えて
いる。第1実施例と同様に、偏光発生光学系430は、
入射する光線束をほぼ4倍の大きさの光線束に拡大して
射出する機能を有しているとともに、入射する偏りのな
い光線束から所定の偏光方向を有する1種類の偏光光線
束を生成する機能を有している。
The polarization generating optical system 430 includes two light beam expanding units 440 and 450 and a λ / 2 retardation plate 460. As in the first embodiment, the polarization generation optical system 430 includes:
It has the function of expanding an incident light beam into a light beam of approximately four times the size and emitting it, and generates one kind of polarized light beam having a predetermined polarization direction from the incident light beam having no bias. It has the function to do.

【0048】図5は、図4の偏光発生光学系430を拡
大して示す拡大斜視図である。第1の光線束拡大部44
0は、3つの透光性部材441〜443を備えている。
第1の透光性部材441は、第2および第3の透光性部
材442,443と接合されている。第1および第2の
透光性部材441,442の界面には、偏光分離膜44
0aが形成されており、第3の透光性部材443には、
偏光分離膜440aとほぼ平行に反射膜440bが形成
されている。
FIG. 5 is an enlarged perspective view showing the polarization generating optical system 430 of FIG. 4 in an enlarged manner. First ray bundle expanding section 44
0 has three translucent members 441-443.
The first light transmitting member 441 is joined to the second and third light transmitting members 442 and 443. At the interface between the first and second translucent members 441 and 442, the polarization separation film 44 is provided.
0a is formed, and the third translucent member 443 includes
A reflection film 440b is formed substantially parallel to the polarization separation film 440a.

【0049】第1の透光性部材441に入射した偏りの
ない光線束(s+p)は、偏光分離膜440aでp偏光
光線束とs偏光光線束とに分離される。偏光分離膜44
0aを透過したp偏光光線束は、第2の透光性部材44
2を通過して射出される。一方、偏光分離膜440aで
反射されたs偏光光線束は、第3の透光性部材443に
入射して、反射膜440bで反射されて射出される。す
なわち、第1の透光性部材441に入射した偏りのない
光線束(s+p)は、p偏光光線束とs偏光光線束とに
分離され、それぞれ、第2の透光性部材442と第3の
透光性部材443とから射出される。これにより、第1
の光線束拡大部440は、入射する光線束の断面形状を
x方向にほぼ2倍に拡大する。
The unbiased light beam (s + p) incident on the first light-transmitting member 441 is separated into a p-polarized light beam and an s-polarized light beam by the polarization separating film 440a. Polarization separation film 44
0a is transmitted to the second translucent member 44.
It is ejected through 2. On the other hand, the s-polarized light beam reflected by the polarization separation film 440a enters the third light transmitting member 443, is reflected by the reflection film 440b, and is emitted. That is, the unbiased light beam (s + p) incident on the first light-transmitting member 441 is separated into a p-polarized light beam and an s-polarized light beam, and the second light-transmitting member 442 and the third light beam, respectively. From the light transmitting member 443. Thereby, the first
The beam bundle enlargement unit 440 enlarges the cross-sectional shape of the incident light beam approximately twice in the x direction.

【0050】第2の光線束拡大部450は、6つの透光
性部材451〜456を備えている。第1の透光性部材
451は、第2および第3の透光性部材452,453
と接合されている。第1および第2の透光性部材45
1,452の界面には、半透鏡膜450aが形成されて
おり、第3の透光性部材453には、半透鏡膜450a
とほぼ平行に反射膜450bが形成されている。
The second light beam expanding section 450 includes six light transmitting members 451 to 456. The first translucent member 451 includes the second and third translucent members 452 and 453.
And are joined. First and second translucent members 45
A semi-transmissive mirror film 450a is formed on the interface between the first and the second light-transmitting members 452.
The reflection film 450b is formed substantially in parallel with the above.

【0051】第1の透光性部材451に入射したp偏光
光線束は、半透鏡膜450aで2つのp偏光光線束に分
離される。半透鏡膜450aを透過したp偏光光線束
は、第2の透光性部材452を通過して射出される。一
方、半透鏡膜450aで反射されたp偏光光線束は、第
3の透光性部材453に入射して、反射膜450bで反
射されて射出される。すなわち、第1の透光性部材45
1に入射したp偏光光線束は分離されて、分離されたp
偏光光線束は第2および第3の透光性部材452,45
3から射出される。
The p-polarized light beam incident on the first translucent member 451 is split into two p-polarized light beams by the semi-transparent mirror film 450a. The p-polarized light beam transmitted through the semi-transparent mirror film 450a passes through the second light-transmitting member 452 and is emitted. On the other hand, the p-polarized light beam reflected by the semi-transparent mirror film 450a enters the third light-transmitting member 453, is reflected by the reflection film 450b, and is emitted. That is, the first translucent member 45
The p-polarized light beam incident on 1 is separated and
The polarized light beam is transmitted to the second and third translucent members 452 and 45.
Injected from 3

【0052】なお、第4ないし第6の透光性部材454
〜456は、第1ないし第3の透光性部材451〜45
3と同じである。すなわち、第4の透光性部材454に
入射したs偏光光線束は分離されて、分離されたs偏光
光線束は第5および第6の透光性部材455,456か
ら射出される。これにより、第2の光線束拡大部450
は、入射するp偏光光線束およびs偏光光線束の断面形
状をそれぞれy方向にほぼ2倍に拡大する。
The fourth to sixth translucent members 454
To 456 are first to third translucent members 451 to 45
Same as 3. That is, the s-polarized light beam incident on the fourth light-transmitting member 454 is separated, and the separated s-polarized light beam is emitted from the fifth and sixth light-transmitting members 455 and 456. Thereby, the second light beam expanding unit 450
Enlarges the cross-sectional shapes of the incident p-polarized light beam and s-polarized light beam almost twice in the y direction.

【0053】本実施例において、λ/2位相差板460
は、図5に示すように、第2の光線束拡大部450の第
2および第3の透光性部材452,453の射出面に設
けられている。第2および第3の透光性部材452,4
53から射出されたp偏光光線束は、λ/2位相差板4
60において、s偏光の部分光線束に変換されて射出さ
れる。なお、第5および第6の透光性部材455,45
6からは、s偏光の光線束が射出されている。すなわ
ち、偏光発生光学系430に入射した偏りのない光線束
は、s偏光の光線束に変換されて射出される。
In this embodiment, the λ / 2 phase difference plate 460
Are provided on the exit surfaces of the second and third translucent members 452 and 453 of the second light beam bundle expanding section 450, as shown in FIG. Second and third translucent members 452, 4
The p-polarized light beam emitted from the light beam 53
At 60, it is converted into an s-polarized partial light beam and emitted. The fifth and sixth light transmitting members 455, 45
6, an s-polarized light beam is emitted. That is, the unbiased light beam that has entered the polarization generating optical system 430 is converted into an s-polarized light beam and emitted.

【0054】なお、s偏光光線束が射出される第5およ
び第6の透光性部材455,456の射出面にλ/2位
相差板を配置すれば、偏光発生光学系430に入射する
偏りのない光線束をp偏光光線束に変換して射出するこ
とができる。
By disposing a λ / 2 retardation plate on the exit surfaces of the fifth and sixth translucent members 455 and 456 from which the s-polarized light beam is emitted, if the λ / 2 phase difference plate is placed on the polarization generating optical system 430 Can be converted into a p-polarized light beam and emitted.

【0055】偏光発生光学系430は、上記のようにし
て、入射する偏りのない光線束をs偏光光線束に変換す
るとともに、入射する光線束をほぼ4倍の光線束に拡大
する。
As described above, the polarization generating optical system 430 converts the incident non-biased light beam into an s-polarized light beam, and expands the incident light beam into a nearly four-fold light beam.

【0056】以上説明したように、本実施例の照明光学
系400における偏光発生光学系430は、入射する略
平行な光線束を偏光方向が互いに直交する2種類の偏光
光線束に分離する偏光分離膜(偏光ビームスプリッタ)
440aを含み、分離された偏光光線束を用いてx方向
に拡大された偏光光線束を射出する第1の光線束拡大部
440と、x方向に拡大された偏光光線束を分離する半
透鏡膜(ビームスプリッタ)450aを含み、分離され
た偏光光線束を用いてy方向に拡大された偏光光線束を
射出する第2の光線束拡大部450と、第2の光線束拡
大部450から射出される2種類の偏光光線束のうちの
一方の偏光方向を他方の偏光方向に揃えるための位相差
板460と、を備えている。これにより、照明光学系4
00はほぼ1種類の偏光光を効率よく射出することが可
能となる。
As described above, the polarization generation optical system 430 in the illumination optical system 400 of the present embodiment separates the incident substantially parallel light beam into two types of polarized light beams whose polarization directions are orthogonal to each other. Film (polarizing beam splitter)
A first light beam enlarging unit 440 that emits a polarized light beam expanded in the x direction using the separated polarized light beam, and a semi-transparent mirror film that separates the polarized light beam expanded in the x direction A beam splitter 450a including a beam splitter 450a for emitting a polarized light beam expanded in the y-direction using the separated polarized light beam; And a retardation plate 460 for aligning one polarization direction of the two types of polarized light beams with the other polarization direction. Thereby, the illumination optical system 4
00 can efficiently emit almost one type of polarized light.

【0057】C.第3実施例:図6は、第3実施例とし
ての照明光学系400’を示す説明図である。この照明
光学系400’は、第2実施例の照明光学系400(図
4)とほぼ同じであるが、偏光発生光学系430’が変
更されている。具体的には、本実施例の偏光発生光学系
430’は、第2実施例と同じ構成を有する2つの光線
束拡大部440,450と、変更されたλ/2位相差板
460’とを備えている。すなわち、本実施例において
は、λ/2位相差板460’は、第1および第2の光線
束拡大部440,450の間に配置されている。なお、
第1および第2実施例と同じ光学要素についての詳細な
説明は省略する。
C. Third Embodiment FIG. 6 is an explanatory diagram showing an illumination optical system 400 ′ as a third embodiment. The illumination optical system 400 'is almost the same as the illumination optical system 400 (FIG. 4) of the second embodiment, except that the polarization generation optical system 430' is changed. Specifically, the polarization generating optical system 430 'of the present embodiment includes two light beam expanding units 440 and 450 having the same configuration as the second embodiment, and a modified λ / 2 retardation plate 460'. Have. That is, in the present embodiment, the λ / 2 retardation plate 460 ′ is disposed between the first and second light beam expanding units 440 and 450. In addition,
Detailed description of the same optical elements as in the first and second embodiments will be omitted.

【0058】図7は、図6の偏光発生光学系430’を
拡大して示す拡大斜視図である。第1の光線束拡大部4
40の第1の透光性部材441に入射した偏りのない光
線束(s+p)は、p偏光光線束とs偏光光線束とに分
離され、それぞれ、第2の透光性部材442と第3の透
光性部材443とから射出される。これにより、第1の
光線束拡大部440は、入射する光線束の断面形状をx
方向にほぼ2倍に拡大する。
FIG. 7 is an enlarged perspective view showing the polarization generating optical system 430 'of FIG. 6 in an enlarged manner. First ray bundle enlarger 4
The unbiased light beam (s + p) incident on the first light-transmissive member 441 of FIG. 40 is separated into a p-polarized light beam and an s-polarized light beam, and the second light-transmitting member 442 and the third light beam, respectively. From the light transmitting member 443. Accordingly, the first light beam expanding unit 440 changes the cross-sectional shape of the incident light beam to x
The direction is almost doubled.

【0059】本実施例においては、λ/2位相差板46
0’は、図7に示すように、第1の光線束拡大部440
の第2の透光性部材442の射出面に設けられている。
第2の透光性部材442から射出されたp偏光光線束
は、λ/2位相差板460’において、s偏光の部分光
線束に変換されて射出される。なお、第3の透光性部材
443からは、s偏光の光線束が射出されている。これ
により、本実施例においては、第2の光線束拡大部45
0にはs偏光光線束のみが入射することとなる。
In this embodiment, the λ / 2 retardation plate 46
0 ′ is the first light beam expanding unit 440 as shown in FIG.
Of the second light transmitting member 442.
The p-polarized light beam emitted from the second translucent member 442 is converted into an s-polarized light beam by the λ / 2 retardation plate 460 ′ and emitted. The s-polarized light beam is emitted from the third translucent member 443. Thereby, in the present embodiment, the second light beam enlarging unit 45
At 0, only the s-polarized light beam is incident.

【0060】なお、s偏光光線束が射出される第3の透
光性部材443の射出面にλ/2位相差板を配置するこ
とにより、第2の光線束拡大部450にp偏光光線束の
みが入射するようにすることもできる。
By disposing a λ / 2 retardation plate on the exit surface of the third translucent member 443 from which the s-polarized light beam is emitted, the p-polarized light beam is It is also possible to make only light incident.

【0061】第2の光線束拡大部450の第1の透光性
部材451に入射したs偏光光線束は、半透鏡膜450
aで2つのs偏光光線束に分離される。半透鏡膜450
aを透過したs偏光光線束は、第2の透光性部材452
を通過して射出される。一方、半透鏡膜450aで反射
されたs偏光光線束は、第3の透光性部材453に入射
して、反射膜450bで反射されて射出される。すなわ
ち、第1の透光性部材451に入射したs偏光光線束は
分離されて、分離されたs偏光光線束は第2および第3
の透光性部材452,453から射出される。
The s-polarized light beam incident on the first light transmitting member 451 of the second light beam expanding portion 450 is
At a, it is split into two s-polarized light beams. Semi-transparent mirror film 450
The s-polarized light beam transmitted through the second light-transmitting member 452
It is ejected through. On the other hand, the s-polarized light beam reflected by the semi-transparent mirror film 450a enters the third light-transmitting member 453, is reflected by the reflection film 450b, and is emitted. That is, the s-polarized light beam incident on the first translucent member 451 is separated, and the separated s-polarized light beam is separated into the second and third light beams.
Are emitted from the light transmitting members 452 and 453.

【0062】なお、第4ないし第6の透光性部材454
〜456は、第1ないし第3の透光性部材451〜45
3と同じであり、第4の透光性部材454に入射したs
偏光光線束は分離されて、分離されたs偏光光線束は第
5および第6の透光性部材455,456から射出され
る。これにより、第2の光線束拡大部450は、入射す
るs偏光光線束の断面形状をy方向にほぼ2倍に拡大す
る。
The fourth to sixth translucent members 454
To 456 are first to third translucent members 451 to 45
3 and s incident on the fourth translucent member 454.
The polarized light beam is separated, and the separated s-polarized light beam is emitted from the fifth and sixth translucent members 455, 456. Accordingly, the second light beam expanding unit 450 expands the cross-sectional shape of the incident s-polarized light beam almost twice in the y direction.

【0063】偏光発生光学系430’は、上記のように
して、入射する偏りのない光線束をs偏光光線束に変換
するとともに、入射する光線束をほぼ4倍の光線束に拡
大する。
As described above, the polarization generating optical system 430 'converts the incident non-biased light beam into an s-polarized light beam, and expands the incident light beam into a nearly four-fold light beam.

【0064】第2実施例(図5)においては、λ/2位
相差板460は、第2の光線束拡大部450の第2およ
び第3の透光性部材452,453の射出面に設けられ
ているが、第3実施例(図7)では、λ/2位相差板4
60’は、第1の光線束拡大部440の第2の透光性部
材の442の射出面のみに設けられている。第3実施例
のように、第1および第2の光線束拡大部440,45
0の間にλ/2位相差板460’を配置すれば、λ/2
位相差板460’を比較的小さくすることができるとい
う利点がある。
In the second embodiment (FIG. 5), the λ / 2 retardation plate 460 is provided on the exit surfaces of the second and third light transmitting members 452 and 453 of the second light beam expanding section 450. However, in the third embodiment (FIG. 7), the λ / 2 retardation plate 4
Reference numeral 60 ′ is provided only on the exit surface of the second light transmitting member 442 of the first light beam expanding portion 440. As in the third embodiment, the first and second light beam expanding units 440 and 45 are provided.
If the λ / 2 retardation plate 460 ′ is arranged between 0,
There is an advantage that the phase difference plate 460 'can be made relatively small.

【0065】以上説明したように、本実施例の照明光学
系400’における偏光発生光学系430’は、入射す
る略平行な光線束を偏光方向が互いに直交する2種類の
偏光光線束に分離する偏光分離膜(偏光ビームスプリッ
タ)440aを含み、分離された偏光光線束を用いてx
方向に拡大された偏光光線束を射出する第1の光線束拡
大部440と、x方向に拡大された偏光光線束を分離す
る半透鏡膜(ビームスプリッタ)450aを含み、分離
された偏光光線束を用いてy方向に拡大された偏光光線
束を射出する第2の光線束拡大部450と、第1の光線
束拡大部440から射出される2種類の偏光光線束のう
ちの一方の偏光方向を他方の偏光方向に揃えるための位
相差板460’と、を備えている。このようにしても、
第2実施例と同様に、照明光学系400’はほぼ1種類
の偏光光を効率よく射出することが可能となる。
As described above, the polarization generating optical system 430 'in the illumination optical system 400' of this embodiment separates the incident substantially parallel light beam into two types of polarized light beams whose polarization directions are orthogonal to each other. A polarization separation film (polarization beam splitter) 440a is included, and x
A first light beam enlarging unit 440 that emits a polarized light beam that has been expanded in the direction, and a semi-transparent mirror film (beam splitter) 450a that separates the polarized light beam that has been expanded in the x direction. , A second light beam expanding unit 450 that emits a polarized light beam expanded in the y direction, and one polarization direction of two types of polarized light beams emitted from the first light beam expanding unit 440. And a retardation plate 460 ′ for aligning the light with the other polarization direction. Even if you do this,
As in the second embodiment, the illumination optical system 400 ′ can efficiently emit almost one type of polarized light.

【0066】D.第4実施例:図8は、第4実施例とし
ての照明光学系100Aを示す説明図である。この照明
光学系100Aは、第1実施例の照明光学系100(図
2)とほぼ同様であるが、第2のレンズアレイ180A
が変更されている。また、この第2のレンズアレイ18
0Aの変更に伴い、重畳レンズが省略されている。な
お、他の光学要素については、第1実施例と同じなので
詳細な説明は省略する。
D. Fourth Embodiment FIG. 8 is an explanatory diagram showing an illumination optical system 100A as a fourth embodiment. The illumination optical system 100A is substantially the same as the illumination optical system 100 (FIG. 2) of the first embodiment, but has a second lens array 180A.
Has been changed. The second lens array 18
With the change of 0A, the superimposing lens is omitted. The other optical elements are the same as those in the first embodiment, and detailed description is omitted.

【0067】本実施例の第2のレンズアレイ180A
は、マトリクス状に配列された複数の小レンズ182A
を有している。各小レンズ182Aは、球面レンズの中
心が偏心された偏心レンズであり、システム光軸(照明
光学系100Aから射出される光線束の中心軸)Lax
から離れるにつれて偏心の度合いが大きくなっている。
このように、第2のレンズアレイ180Aの小レンズ1
82Aとして偏心レンズを用いれば、第2のレンズアレ
イ180Aは、図2に示す照明光学系100の第2のレ
ンズアレイ180と重畳レンズ190との機能を有する
こととなる。すなわち、本実施例の第2のレンズアレイ
180Aは、第1のレンズアレイ170の各小レンズ1
72の像を照明領域LA上に結像させる機能を有すると
ともに、重畳光学系としての機能を有する。
The second lens array 180A of this embodiment
Is a plurality of small lenses 182A arranged in a matrix.
have. Each small lens 182A is a decentered lens in which the center of a spherical lens is decentered, and has a system optical axis (central axis of a light beam emitted from the illumination optical system 100A) Lax
The degree of eccentricity increases as the distance from the distance increases.
Thus, the small lens 1 of the second lens array 180A
If an eccentric lens is used as 82A, the second lens array 180A will have the function of the second lens array 180 of the illumination optical system 100 shown in FIG. That is, the second lens array 180 </ b> A of the present embodiment is
It has a function of forming an image of 72 on the illumination area LA and a function as a superposition optical system.

【0068】本実施例のような照明光学系100Aを用
いても、照明光学系100Aはほぼ1種類の偏光光を効
率よく射出することができる。
Even if the illumination optical system 100A as in this embodiment is used, the illumination optical system 100A can efficiently emit almost one type of polarized light.

【0069】なお、この発明は上記の実施例や実施形態
に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲に
おいて種々の態様において実施することが可能であり、
例えば次のような変形も可能である。
It should be noted that the present invention is not limited to the above examples and embodiments, but can be implemented in various modes without departing from the gist thereof.
For example, the following modifications are possible.

【0070】(1)上記実施例では、光源装置120
は、光を射出するランプ122と、ランプ122から射
出された光を反射する回転楕円面形状の凹面を有するリ
フレクタ124と、リフレクタ124で反射された光を
平行化するための平行化レンズ126とを備えている
が、リフレクタとしては、例えば、回転放物面形状の凹
面を有するリフレクタを用いてもよい。こうすれば、リ
フレクタで反射された光は平行光となるので、平行化レ
ンズを省略することができる。ただし、上記実施例のよ
うな光源装置120を用いれば、光源装置120から射
出される略平行な光線束の大きさを、光源装置120と
平行化レンズ126との間の距離を調整することによっ
て、かなり小さくできる。これにより、偏光発生光学系
130,430,430’を小型化することができ、こ
の結果、照明光学系100,400,400’,100
Aを小型化することが可能となる。
(1) In the above embodiment, the light source device 120
A lamp 122 for emitting light, a reflector 124 having a spheroidal concave surface for reflecting light emitted from the lamp 122, and a parallelizing lens 126 for parallelizing light reflected by the reflector 124. However, as the reflector, for example, a reflector having a concave surface in the shape of a paraboloid of revolution may be used. In this case, since the light reflected by the reflector becomes parallel light, the collimating lens can be omitted. However, if the light source device 120 as in the above embodiment is used, the size of the substantially parallel light beam emitted from the light source device 120 can be adjusted by adjusting the distance between the light source device 120 and the parallelizing lens 126. , Can be quite small. Thereby, the polarization generating optical systems 130, 430, 430 'can be reduced in size, and as a result, the illumination optical systems 100, 400, 400', 100
A can be reduced in size.

【0071】(2)上記実施例では、偏光発生光学系1
30,430,430’は、x方向およびy方向に光線
束を拡大させているが、例えば、第3実施例における偏
光発生光学系430’(図7)の第2の光線束拡大部4
50を省略した照明光学系を用いることにより、光線束
をx方向にのみ拡大させるようにしてもよい。ただし、
この場合には、照明領域LAに入射する光のx方向の呑
み込み角θxとy方向の呑み込み角θyとの大きさが異
なってしまうので、照明光学系をプロジェクタに適用し
たときに、投写表示されるカラー画像に色むらが生じる
おそれがある。同様に、モノクロ画像を投写表示するプ
ロジェクタにおいては、表示される画像に明るさむらが
生じるおそれがある。したがって、上記実施例のよう
に、偏光発生光学系は、x方向およびy方向に光線束を
拡大させることが好ましい。
(2) In the above embodiment, the polarization generating optical system 1
30, 430, and 430 ′ expand the light beam in the x direction and the y direction. For example, the second light beam expanding unit 4 of the polarization generating optical system 430 ′ (FIG. 7) in the third embodiment.
By using an illumination optical system in which 50 is omitted, the light beam may be expanded only in the x direction. However,
In this case, the swallow angle θx in the x direction and the swallow angle θy in the y direction of the light incident on the illumination area LA are different, so that when the illumination optical system is applied to the projector, the projection display is performed. Color unevenness may occur in the color image. Similarly, in a projector that projects and displays a monochrome image, the displayed image may have uneven brightness. Therefore, as in the above embodiment, it is preferable that the polarization generating optical system expands the light beam in the x direction and the y direction.

【0072】このように、本発明の偏光発生部は、一般
に、光源装置から射出された略平行な光線束の一部を分
離させることにより、光線束を略平行なまま断面形状を
互いに直交する第1および第2の方向に拡大するととも
に、所定の偏光方向を有するほぼ1種類の偏光光線束を
生成すればよい。
As described above, the polarization generating section of the present invention generally separates a part of the substantially parallel light beams emitted from the light source device, thereby making the cross-sectional shapes orthogonal to each other while keeping the light beams substantially parallel. What is necessary is just to expand in the first and second directions and to generate almost one kind of polarized light beam having a predetermined polarization direction.

【0073】(3)上記実施例では、偏光発生光学系1
30,430,430’は、半透鏡膜や偏光分離膜、反
射膜などが形成された複数の略柱状の透光性部材(ガラ
ス材)が組み合わされて構成されているが、半透鏡膜や
偏光分離膜、反射膜が形成されたガラス基板を組み合わ
せて構成するようにしてもよい。また、反射膜が形成さ
れたガラス基板に代えて、金属製の反射鏡を用いてもよ
い。このようにすれば、照明光学系100,400,4
00’,100Aを軽量化することが可能となる。
(3) In the above embodiment, the polarization generating optical system 1
Each of 30, 430, and 430 'is formed by combining a plurality of substantially columnar light-transmitting members (glass materials) on which a semi-transparent mirror film, a polarization separation film, a reflection film, and the like are formed. You may make it comprise combining the glass substrate in which the polarization separation film and the reflection film were formed. Further, instead of the glass substrate on which the reflection film is formed, a metal reflection mirror may be used. By doing so, the illumination optical systems 100, 400, 4
00 ', 100A can be reduced in weight.

【0074】(4)上記実施例では、透過型のプロジェ
クタに本発明を適用した場合を例に説明しているが、本
発明は反射型のプロジェクタにも適用することが可能で
ある。ここで、「透過型」とは、透過型液晶パネルのよ
うに光変調手段としての電気光学装置が光を透過するタ
イプであることを意味しており、「反射型」とは、反射
型液晶パネルのように光変調手段としての電気光学装置
が光を反射するタイプであることを意味している。反射
型のプロジェクタにこの発明を適用した場合にも、透過
型のプロジェクタとほぼ同様の効果を得ることができ
る。
(4) In the above embodiment, the case where the present invention is applied to a transmissive projector is described as an example. However, the present invention can be applied to a reflective projector. Here, “transmissive” means that the electro-optical device as light modulating means transmits light, such as a transmissive liquid crystal panel, and “reflective” means reflective liquid crystal. This means that an electro-optical device as a light modulating means, such as a panel, is of a type that reflects light. When the present invention is applied to a reflection type projector, almost the same effects as those of a transmission type projector can be obtained.

【0075】(5)上記実施例では、プロジェクタ10
00は、電気光学装置として液晶パネルを備えている
が、これに代えて、マイクロミラー型光変調装置を備え
るようにしてもよい。マイクロミラー型光変調装置とし
ては、例えば、DMD(デジタルマイクロミラーデバイ
ス)(TI社の商標)を用いることができる。電気光学
装置としては、一般に、入射光を画像情報に応じて変調
するものであればよい。
(5) In the above embodiment, the projector 10
00 has a liquid crystal panel as an electro-optical device, but may instead have a micromirror type light modulator. For example, a DMD (digital micromirror device) (trademark of TI) can be used as the micromirror light modulation device. In general, any electro-optical device may be used as long as it modulates incident light in accordance with image information.

【0076】(6)上記実施例においては、カラー画像
を表示するプロジェクタ1000を例に説明している
が、モノクロ画像を表示するプロジェクタにおいても同
様である。
(6) In the above embodiment, the projector 1000 for displaying a color image has been described as an example, but the same applies to a projector for displaying a monochrome image.

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

【図1】本発明を適用したプロジェクタの一例を示す概
略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating an example of a projector to which the present invention has been applied.

【図2】図1の照明光学系100を拡大して示す説明図
である。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing the illumination optical system 100 of FIG. 1 in an enlarged manner.

【図3】図2の偏光発生光学系130を拡大して示す拡
大斜視図である。
3 is an enlarged perspective view showing the polarization generating optical system 130 of FIG. 2 in an enlarged manner.

【図4】第2実施例としての照明光学系400を示す説
明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing an illumination optical system 400 as a second embodiment.

【図5】図4の偏光発生光学系430を拡大して示す拡
大斜視図である。
FIG. 5 is an enlarged perspective view showing the polarization generating optical system 430 of FIG. 4 in an enlarged manner.

【図6】第3実施例としての照明光学系400’を示す
説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing an illumination optical system 400 ′ as a third embodiment.

【図7】図6の偏光発生光学系430’を拡大して示す
拡大斜視図である。
FIG. 7 is an enlarged perspective view showing the polarization generating optical system 430 ′ of FIG. 6 in an enlarged manner.

【図8】第4実施例としての照明光学系100Aを示す
説明図である。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing an illumination optical system 100A as a fourth embodiment.

【図9】従来用いられている照明光学系900を示す説
明図である。
FIG. 9 is an explanatory view showing a conventionally used illumination optical system 900.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100,100A…照明光学系 1000…プロジェクタ 120…光源装置 122…ランプ 124…リフレクタ 126…平行化レンズ 130…偏光発生光学系 140…第1の光線束拡大部 140a…半透鏡膜(ビームスプリッタ) 140b…反射膜 141〜143…透光性部材 150…第2の光線束拡大部 150a…偏光分離膜(偏光ビームスプリッタ) 150b…反射膜 151〜156…透光性部材 160…λ/2位相差板 170…第1のレンズアレイ 180,180A…第2のレンズアレイ 172,182,182A…小レンズ 190…重畳レンズ 200…色光分離光学系 220…リレー光学系 300R,300G,300B…液晶ライトバルブ 320…クロスダイクロイックプリズム 340…投写光学系 400,400’…照明光学系 430,430’…偏光発生光学系 440,450…光線束拡大部 440a…偏光分離膜(偏光ビームスプリッタ) 440b…反射膜 441〜443…透光性部材 450a…半透鏡膜(ビームスプリッタ) 450b…反射膜 451〜456…透光性部材 460,460’…λ/2位相差板 900…照明光学系 920…光源装置 922…ランプ 924…リフレクタ 940,950…レンズアレイ 942,952…小レンズ 960…偏光発生光学系 962…遮光板 962a…開口面 962b…遮光面 964…偏光ビームスプリッタアレイ 964a…偏光分離膜 964b…反射膜 964c…ガラス基板 966…選択位相差板 966a…開口層 966b…λ/2位相差層 970…重畳レンズ Lax…システム光軸 LA…照明領域 SC…スクリーン 100, 100A: Illumination optical system 1000: Projector 120: Light source device 122: Lamp 124: Reflector 126: Parallelizing lens 130: Polarization generating optical system 140: First ray bundle expanding section 140a: Semi-transparent mirror film (beam splitter) 140b ... Reflecting films 141 to 143 Translucent member 150 Second light flux expanding portion 150a Polarization separating film (polarizing beam splitter) 150b Reflecting films 151 to 156 Translucent member 160 .lambda. / 2 retardation plate 170 first lens array 180, 180A second lens array 172, 182, 182A small lens 190 superimposed lens 200 color light separation optical system 220 relay optical system 300R, 300G, 300B liquid crystal light valve 320 Cross dichroic prism 340: Projection optical system 400, 400 ... Illumination optical system 430,430 '... Polarization generating optical system 440,450 ... Beam beam expanding part 440a ... Polarization separation film (polarization beam splitter) 440b ... Reflection film 441-443 ... Transmissive member 450a ... Semi-transparent mirror film (beam) Splitter) 450b Reflective films 451 to 456 Translucent members 460, 460 '.lambda. / 2 retardation plate 900 Illumination optical system 920 Light source device 922 Lamp 924 Reflector 940, 950 Lens array 942, 952 Small lens 960 ... Polarization generating optical system 962 ... Light shielding plate 962a ... Opening surface 962b ... Light shielding surface 964 ... Polarization beam splitter array 964a ... Polarization separation film 964b ... Reflection film 964c ... Glass substrate 966 ... Selection phase difference plate 966a ... Opening layer 966b .... lambda./2 phase difference layer 970 ... superimposed lens Lax ... system optical axis L ... illumination region SC ... screen

───────────────────────────────────────────────────── 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) G02B 19/00 G02B 19/00 2H099 G02F 1/13 505 G02F 1/13 505 5C058 1/13357 G03B 21/00 E 5C060 G03B 21/00 21/14 A 21/14 H04N 5/74 A H04N 5/74 9/31 C 9/31 G02F 1/1335 530 Fターム(参考) 2H042 CA07 CA10 CA14 CA17 DD07 DE04 2H049 BA06 BB62 BC22 2H052 BA02 BA03 BA09 BA14 2H088 EA15 HA13 HA15 HA20 HA24 HA25 MA06 2H091 FA05X FA05Z FA10Z FA11Z FA14Z FA17Z FA26X FA26Z FA29Z LA03 MA07 2H099 AA12 BA09 CA02 CA08 DA05 5C058 AA06 BA05 BA06 EA02 EA11 EA12 EA14 EA26 EA51 5C060 BA04 BA09 BB13 BC05 DA02 HC01 HC10 HC25 HD00 HD02 JA19 JA20 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) G02B 19/00 G02B 19/00 2H099 G02F 1/13 505 G02F 1/13 505 5C058 1/13357 G03B 21/00 E 5C060 G03B 21/00 21/14 A 21/14 H04N 5/74 A H04N 5/74 9/31 C 9/31 G02F 1/1335 530 F term (reference) 2H042 CA07 CA10 CA14 CA17 DD07 DE04 2H049 BA06 BB62 BC22 2H052 BA02 BA03 BA09 BA14 2H088 EA15 HA13 HA15 HA20 HA24 HA25 MA06 2H091 FA05X FA05Z FA10Z FA11Z FA14Z FA17Z FA26X FA26Z FA29Z LA03 MA07 2H099 AA12 BA09 CA02 CA08 DA05 5C058 AA06 BA05 EA02 BA14 EA02 EA02 EA02 HD00 HD02 JA19 JA20

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 照明光学系であって、 略平行な光線束を射出する光源装置と、 前記光源装置から射出された略平行な光線束の一部を分
離させることにより、光線束を略平行なまま断面形状を
互いに直交する第1および第2の方向に拡大するととも
に、所定の偏光方向を有するほぼ1種類の偏光光線束を
生成する偏光発生部と、 前記偏光発生部から射出された略平行な偏光光線束を、
複数の部分偏光光線束に分割するためのレンズアレイ
と、 前記複数の部分偏光光線束を所定の照明領域に重畳する
ための重畳光学系と、を備えることを特徴とする照明光
学系。
1. An illumination optical system, comprising: a light source device that emits a substantially parallel light beam; and a part of the substantially parallel light beam that is emitted from the light source device, the light beam device outputs a substantially parallel light beam. A polarization generator that expands the cross-sectional shape in the first and second directions orthogonal to each other and generates substantially one type of polarized light beam having a predetermined polarization direction; The parallel polarized light beam
An illumination optical system, comprising: a lens array for splitting a plurality of partially polarized light beams; and a superimposing optical system for superimposing the plurality of partially polarized light beams on a predetermined illumination area.
【請求項2】 請求項1記載の照明光学系であって、 前記偏光発生部は、 入射する略平行な光線束を分離するビームスプリッタを
含み、分離された光線束を用いて前記第1の方向に拡大
された光線束を射出する第1の光線束拡大部と、 前記第1の方向に拡大された光線束を偏光方向が互いに
直交する2種類の偏光光線束に分離する偏光ビームスプ
リッタを含み、分離された偏光光線束を用いて前記第2
の方向に拡大された偏光光線束を射出する第2の光線束
拡大部と、 前記第2の光線束拡大部から射出される2種類の偏光光
線束のうちの一方の偏光方向を他方の偏光方向に揃える
ための位相差板と、を備える、照明光学系。
2. The illumination optical system according to claim 1, wherein the polarization generator includes a beam splitter that separates incident substantially parallel light beams, and uses the separated light beams to generate the first light. A first light beam expanding unit that emits the light beam expanded in the first direction; and a polarization beam splitter that separates the light beam expanded in the first direction into two types of polarized light beams whose polarization directions are orthogonal to each other. Using the separated and bundled polarized light beams
A second light beam expanding unit that emits the polarized light beam expanded in the direction of the above, and one of the two types of polarized light beams emitted from the second light beam expanding unit is changed to the other polarization direction. An illumination optical system comprising: a retardation plate for aligning the directions.
【請求項3】 請求項1記載の照明光学系であって、 前記偏光発生部は、 入射する略平行な光線束を偏光方向が互いに直交する2
種類の偏光光線束に分離する偏光ビームスプリッタを含
み、分離された偏光光線束を用いて前記第1の方向に拡
大された偏光光線束を射出する第1の光線束拡大部と、 前記第1の方向に拡大された偏光光線束を分離するビー
ムスプリッタを含み、分離された偏光光線束を用いて前
記第2の方向に拡大された偏光光線束を射出する第2の
光線束拡大部と、 前記第1または第2の光線束拡大部から射出される2種
類の偏光光線束のうちの一方の偏光方向を他方の偏光方
向に揃えるための位相差板と、を備える、照明光学系。
3. The illumination optical system according to claim 1, wherein the polarization generation unit converts the incident substantially parallel light beams into light beams whose polarization directions are orthogonal to each other.
A first beam bundle expander that includes a polarizing beam splitter that separates polarized light beams into different types, and that emits a polarized light beam that is expanded in the first direction using the separated polarized light beams; A beam splitter that separates the polarized light beam expanded in the direction of the second light beam expanding section that emits the polarized light beam expanded in the second direction using the separated polarized light beam, An illumination optical system, comprising: a retardation plate for aligning one polarization direction of the two types of polarized light beams emitted from the first or second light beam expanding unit with the other polarized light direction.
【請求項4】 請求項1ないし3のいずれかに記載の照
明光学系であって、前記光源装置は、 光を射出するランプと、 前記ランプから射出された光を反射する回転楕円面形状
の凹面を有するリフレクタと、 前記リフレクタで反射された光を平行化するための平行
化レンズと、を備える、照明光学系。
4. The illumination optical system according to claim 1, wherein the light source device comprises: a lamp for emitting light; and a spheroidal surface for reflecting light emitted from the lamp. An illumination optical system, comprising: a reflector having a concave surface; and a collimating lens for collimating light reflected by the reflector.
【請求項5】 請求項1ないし4のいずれかに記載の照
明光学系であって、 前記重畳光学系は、複数の偏心レンズを含むレンズアレ
イである、照明光学系。
5. The illumination optical system according to claim 1, wherein the superposition optical system is a lens array including a plurality of decentered lenses.
【請求項6】 プロジェクタであって、 請求項1ないし5のいずれかに記載の照明光学系と、 前記照明光学系からの光を画像情報に応じて変調する電
気光学装置と、 前記電気光学装置で得られる変調光を投写する投写光学
系と、 を備えることを特徴とするプロジェクタ。
6. A projector, the illumination optical system according to claim 1, an electro-optical device that modulates light from the illumination optical system according to image information, and the electro-optical device. And a projection optical system for projecting the modulated light obtained in (1).
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007163619A (en) * 2005-12-12 2007-06-28 Hitachi Ltd Illumination optical section, projection display apparatus using the same, and video display method
US11754754B2 (en) 2016-07-06 2023-09-12 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Silicone hydrogels comprising N-alkyl methacrylamides and contact lenses made thereof
US11829008B2 (en) 2012-03-27 2023-11-28 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Increased stiffness center optic in soft contact lenses for astigmatism correction

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US11829008B2 (en) 2012-03-27 2023-11-28 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Increased stiffness center optic in soft contact lenses for astigmatism correction
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