JP2002244211A - Image projection device - Google Patents

Image projection device

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JP2002244211A
JP2002244211A JP2001046584A JP2001046584A JP2002244211A JP 2002244211 A JP2002244211 A JP 2002244211A JP 2001046584 A JP2001046584 A JP 2001046584A JP 2001046584 A JP2001046584 A JP 2001046584A JP 2002244211 A JP2002244211 A JP 2002244211A
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JP
Japan
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light
light emitting
emitting diodes
polarization conversion
image projection
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Pending
Application number
JP2001046584A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasuyuki Takiguchi
康之 滝口
Kenji Kameyama
健司 亀山
Keishin Aisaka
敬信 逢坂
Ikuo Kato
幾雄 加藤
Kazuya Miyagaki
一也 宮垣
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Publication date
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  • Liquid Crystal (AREA)
  • Polarising Elements (AREA)
  • Projection Apparatus (AREA)
  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
  • Microscoopes, Condenser (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide new lighting technology which actualizes both high light use efficiency and a small-sized optical system, with respect to an image projection device using a liquid crystal panel which uses light emitting diodes as light sources and modulates polarized light. SOLUTION: The LED light sources 101 to 103 composed of light emitting diodes corresponding to light sources of red, green, and blue and are so constituted as to put the three color lights by a dichroic prism 121 and lighten up a liquid crystal light valve 131. Polarized light converting elements 111 to 113 functions to polarize the lights emitted by the light emitting diodes so that the liquid crystal light valve is lit up. A polarizing beam splitter 131 functions as a polarizer which make uniform the polarized lights made incident on the liquid crystal light valve and also functions as an analyzer for projection lights. The light modulated by the liquid crystal light valve 141 is projected on a screen 161 by a projection lens 151.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、投射型の画像表示
装置、詳しくは発光ダイオードを光源とした画像投射装
置に関する。
The present invention relates to a projection type image display device, and more particularly to an image projection device using a light emitting diode as a light source.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の投射型表示装置では、光源として
高圧水銀ランプやメタルハライドランプなどの放電ラン
プを用いるのが一般的であった。光源からの光は液晶な
どのライトバルブに導かれ、ライトバルブで変調された
光が投射光として投射レンズに導かれ、スクリーン上に
投影される。しかしながらこのような放電ランプは大き
く、そのため光学系全体のサイズが大きくなるという問
題があった。
2. Description of the Related Art In a conventional projection display device, a discharge lamp such as a high-pressure mercury lamp or a metal halide lamp is generally used as a light source. The light from the light source is guided to a light valve such as a liquid crystal, and the light modulated by the light valve is guided to a projection lens as projection light and projected on a screen. However, such a discharge lamp is large, and there is a problem that the size of the entire optical system becomes large.

【0003】さらには、上述のようなランプは白色光で
あるのでカラー表示を行うためには3色に分光を行い、
それぞれの色光についてライトバルブを設け、ライトバ
ルブで変調された光を再度合成して投射レンズに導くと
いう方法が採られていた。そのため、分光および合成の
ためにさらに光学系が大きくなるという問題があった。
Further, since the above-mentioned lamp emits white light, in order to perform color display, the lamp is separated into three colors.
A method has been adopted in which a light valve is provided for each color light, and the light modulated by the light valve is combined again and guided to a projection lens. Therefore, there has been a problem that the optical system is further increased for the purpose of spectroscopy and synthesis.

【0004】また別の方法として、分光を行わず、カラ
ーフィルターを設けた液晶ライトバルブ1枚で変調を行
う方法も知られている。しかしながら、ライトバルブの
画素数が限られるため、この方法ではライトバルブを3
枚用いる方法に比べて画素数が1/3となってしまい、
高精細な表示が行えないという問題があった。
[0004] As another method, there is also known a method of performing modulation using a single liquid crystal light valve provided with a color filter without performing spectroscopy. However, since the number of pixels of the light valve is limited, this method requires three light valves.
The number of pixels is reduced to 1/3 compared to the method using
There is a problem that high-definition display cannot be performed.

【0005】一方、発光ダイオード(LED)を光源と
して用いた投射型表示装置が近年提案されている。発光
ダイオードはそれ自体小型であるため、小型の装置を実
現できる可能性がある。それに加えて、発光ダイオード
は点灯、非点灯を瞬時に切り替えることができるため、
いわゆるフィルドシークエンシャル方式の表示が可能で
あるという利点もある。これは、1枚のライトバルブを
用いてRGB3色のLEDを順次点灯させ、それに同期
させてライトバルブをスイッチングするものである。こ
の方法によれば、1枚のライトバルブで解像度を落とす
ことなくカラー表示を行わせることができる。
On the other hand, a projection type display device using a light emitting diode (LED) as a light source has recently been proposed. Since the light emitting diode itself is small, there is a possibility that a small device can be realized. In addition, the light emitting diode can be switched on and off instantly,
There is also an advantage that display in a so-called filled sequential system is possible. This is to sequentially turn on the LEDs of three colors RGB using one light valve, and to switch the light valve in synchronization with it. According to this method, color display can be performed by one light valve without lowering the resolution.

【0006】液晶パネルを変調素子とした画像投射装置
においては、液晶パネルは入射光の偏光状態を変調する
ことによって画像形成を行う。そのため、液晶パネルと
光源の間には偏光板や偏光ビームスプリッターのような
偏光子が用いられる。照明光は一般的には無偏光である
ので、そのまま照明したのでは偏光子によって半分以上
の光量が失われてしまう。そのため、近年の装置では光
源とライトバルブの間に偏光変換素子を設け、照明光を
所望の偏光のみとなるように変換することが成されてい
る。
In an image projection apparatus using a liquid crystal panel as a modulation element, the liquid crystal panel forms an image by modulating the polarization state of incident light. Therefore, a polarizer such as a polarizing plate or a polarizing beam splitter is used between the liquid crystal panel and the light source. Since the illumination light is generally non-polarized light, if it is illuminated as it is, more than half of the light is lost by the polarizer. Therefore, in a recent apparatus, a polarization conversion element is provided between a light source and a light valve to convert illumination light into only desired polarized light.

【0007】図9は上述のような従来の偏光変換素子の
代表的構造例を示した構成図である。偏光変換素子は偏
光ビームスプリッター241と偏光ビームスプリッター
によって分離された一方の偏光を他方の偏光の光軸に平
行にするためのミラー等の光路変更手段242および、
一方の偏光の光路中に設けられ、偏光面を入射光に対し
て90°変化させるための位相差板243を備えてい
る。図9の構成では、図から分かるように光線の一方の
幅が2倍となってしまう。これは、光束をライトバルブ
のサイズに縮小するための光路長を長くし、光学系全体
の大きさを大きくしてしまう。
FIG. 9 is a configuration diagram showing a typical example of the structure of a conventional polarization conversion element as described above. The polarization conversion element includes a polarization beam splitter 241 and an optical path changing unit 242 such as a mirror for making one polarized light separated by the polarization beam splitter parallel to the optical axis of the other polarized light;
A phase difference plate 243 is provided in the optical path of one polarized light and changes the plane of polarization by 90 ° with respect to the incident light. In the configuration of FIG. 9, as can be seen from the figure, one width of the light beam is doubled. This increases the optical path length for reducing the light flux to the size of the light valve, and increases the size of the entire optical system.

【0008】図10は、従来の別の偏光変換素子の構成
例を示す構成図である。偏光変換素子アレイ240は図
9の偏光変換素子を一つのユニットとしてこれを複数並
べた構造である。この偏光変換素子アレイは、図10に
示すようなフライアイインテグレータ光学系292,2
93と組み合わせて用いられ、第二フライアイレンズ2
93近傍のビームが絞られた部分に設けることにより、
光線の取り込み効率を高くするとともに、ビーム径を広
げることなしに偏光変換を行わせるものである。このた
め、小型で高効率の画像投射装置を実現することができ
る。
FIG. 10 is a configuration diagram showing a configuration example of another conventional polarization conversion element. The polarization conversion element array 240 has a structure in which a plurality of polarization conversion elements shown in FIG. 9 are arranged as one unit. This polarization conversion element array has a fly-eye integrator optical system 292,2 as shown in FIG.
93 used in combination with the second fly-eye lens 2
By providing the beam near 93 at the narrowed portion,
This is to increase the efficiency of capturing light rays and to perform polarization conversion without expanding the beam diameter. For this reason, a small and highly efficient image projection device can be realized.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】一方、発光ダイオード
は単体では投射型表示装置の光源としては輝度が不足で
あるため、複数個を配列させて用いる必要がある。この
ような発光ダイオードのマルチ光源201の構成におい
て、図11のようにインテグレータ光学系292,29
3と偏光変換素子240を組み合わせた場合、異なる光
源からの光は偏光変換素子の偏光ビームスプリッターに
正確に集光することができなくなり、それによってけら
れなどによって光量の損失を生ずることになる。このよ
うに、放電ランプと偏光変換素子を用いた系において、
光源を発光ダイオード光源とした場合には、高い光利用
効率と小型の光学系を両立させることは困難であった。
On the other hand, since a light emitting diode alone has insufficient luminance as a light source of a projection display device, it is necessary to arrange a plurality of light emitting diodes. In such a configuration of the multi-light source 201 of light emitting diodes, as shown in FIG.
When the polarization conversion element 3 and the polarization conversion element 240 are combined, light from different light sources cannot be accurately converged on the polarization beam splitter of the polarization conversion element, thereby causing a loss of light amount due to shaking or the like. Thus, in a system using a discharge lamp and a polarization conversion element,
When the light source is a light emitting diode light source, it has been difficult to achieve both high light use efficiency and a small optical system.

【0010】本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなさ
れたものであり、発光ダイオードを光源とし、偏光を変
調する液晶パネルを用いた画像投射装置において、高い
光利用効率と小型の光学系を両立させた新規な照明技術
を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and provides an image projection apparatus using a light-emitting diode as a light source and a liquid crystal panel that modulates polarization to achieve high light use efficiency and a small optical system. It aims to provide a new lighting technology that is compatible with both.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、複数
の発光ダイオードからなる光源と、該光源からの光源光
によって照明され、入射した該照明光の偏光状態を変調
する液晶ライトバルブと、該液晶ライトバルブからの出
射光を投射するための投射レンズとを備えた画像投射装
置において、各前記発光ダイオードからの出射光を個別
に偏光変換する偏光変換素子アレイを設けたことを特徴
としたものである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a light source comprising a plurality of light emitting diodes, a liquid crystal light valve which is illuminated by light from the light source and modulates a polarization state of the incident illumination light. An image projection apparatus comprising: a projection lens for projecting light emitted from the liquid crystal light valve; and a polarization conversion element array for individually performing polarization conversion on light emitted from each of the light emitting diodes. It was done.

【0012】請求項2の発明は、請求項1の発明におい
て、各前記発光ダイオードからの出射光が収束するよう
に該各発光ダイオードからの出射光路中にレンズを設け
るとともに、前記偏光変換素子アレイは、該出射光が収
束する収束点近傍に該発光ダイオードの配列に対応させ
て設けることを特徴としたものである。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, a lens is provided in an optical path of each of the light emitting diodes so that light emitted from each of the light emitting diodes converges, and the polarization conversion element is provided. The array is provided near the convergence point where the emitted light converges, corresponding to the arrangement of the light emitting diodes.

【0013】請求項3の発明は、請求項1の発明におい
て、前記偏光変換素子アレイは、前記発光ダイオードの
近傍であってかつ各該発光ダイオードからの出射ビーム
が実質的に交差しない光路中に配置されることを特徴と
したものである。
According to a third aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the polarization conversion element array is provided in an optical path near the light emitting diodes and in which beams emitted from the light emitting diodes do not substantially intersect. It is characterized by being arranged.

【0014】請求項4の発明は、請求項2の発明におい
て、発光ダイオードからの出射光を収束させるレンズ、
および偏光変換素子アレイが発光ダイオードの近傍であ
って、かつ各発光ダイオードからの出射ビームが実質的
に交差しない光路中に配置されることを特徴としたもの
である。
According to a fourth aspect of the present invention, in the second aspect of the invention, there is provided a lens for converging light emitted from the light emitting diode,
And the polarization conversion element array is disposed in the vicinity of the light emitting diodes and in an optical path in which beams emitted from the respective light emitting diodes do not substantially intersect.

【0015】請求項5の発明は、請求項1ないし4のい
ずれか1の発明において、前記偏光変換素子近傍の発散
光路中に、光線を略平行光化するレンズアレイを備えた
ことを特徴としたものである。
According to a fifth aspect of the present invention, in any one of the first to fourth aspects of the present invention, a lens array is provided in the divergent light path near the polarization conversion element, for converting the light beam into substantially parallel light. It was done.

【0016】請求項6の発明は、請求項1ないし5のい
ずれか1の発明において、前記複数の発光ダイオードが
二次元に配列されてなり、前記偏光変換素子アレイから
の複数の出射光ビーム間のピッチが縦と横の方向で略等
しいことを特徴としたものである。
According to a sixth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the plurality of light emitting diodes are two-dimensionally arranged, and a plurality of light emitting diodes are arranged between the plurality of light beams emitted from the polarization conversion element array. Are substantially equal in the vertical and horizontal directions.

【0017】請求項7の発明は、請求項6の発明におい
て、前記発光ダイオードの配列ピッチの縦横比を約2と
するとともに、前記偏光変換素子の配列方向を前記発光
ダイオードの配列ピッチの長い方向に合わせたことを特
徴としたものである。
According to a seventh aspect of the present invention, in the sixth aspect of the present invention, the aspect ratio of the arrangement pitch of the light emitting diodes is set to about 2, and the arrangement direction of the polarization conversion elements is changed to a direction in which the arrangement pitch of the light emitting diodes is longer. It is characterized by being adapted to.

【0018】請求項8の発明は、請求項6の発明におい
て、前記発光ダイオードの配列ピッチの縦横比を略等し
くするとともに、前記偏光変換素子の配列方向を前記発
光ダイオードの配列の方向と略45°の角度を成すよう
に配置したことを特徴としたものである。
According to an eighth aspect of the present invention, in the sixth aspect of the present invention, the aspect ratio of the arrangement pitch of the light emitting diodes is made substantially equal, and the arrangement direction of the polarization conversion element is made approximately 45 degrees from the arrangement direction of the light emitting diodes. It is characterized by being arranged at an angle of °.

【0019】請求項9の発明は、請求項1ないし8のい
ずれか1の発明において、前記偏光変換素子アレイは、
偏光ビームスプリッター、光束反射素子、及び1/2波
長板を備えた単位素子を配列したものであることを特徴
としたものである。
According to a ninth aspect of the present invention, in any one of the first to eighth aspects, the polarization conversion element array includes:
The device is characterized in that a unit element including a polarizing beam splitter, a light beam reflecting element, and a half-wave plate is arranged.

【0020】請求項10の発明は、請求項1ないし9の
いずれか1の発明において、同色の発光色を有する発光
ダイオードを配列してなる光源を一つの光源アレイと
し、異なる発光色の該光源アレイからの光を合成して前
記液晶ライトバルブを照明することを特徴としたもので
ある。
According to a tenth aspect of the present invention, in the light emitting device according to any one of the first to ninth aspects, a light source in which light emitting diodes having the same color are arranged as one light source array, The liquid crystal light valve is illuminated by combining light from an array.

【0021】請求項11の発明は、請求項10の発明に
おいて、複数色の前記光源アレイの発光を順次切り替え
ながら、該切り換えに同期させて前記液晶ライトバルブ
を動作させることにより、多色表示を行うことを特徴と
したものである。
According to an eleventh aspect of the present invention, in the tenth aspect of the present invention, the multicolor display is performed by sequentially switching the light emission of the plurality of light source arrays and operating the liquid crystal light valve in synchronization with the switching. It is characterized by performing.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】(実施例1)図1は本発明による
画像投射装置の一実施例の全体構成を示す模式図であ
る。図1において、101〜103は複数の発光ダイオ
ードからなる光源(LED光源)、111〜113は偏
光変換素子、121はダイクロイックプリズム、131
は偏光ビームスプリッター、141は反射型の液晶ライ
トバルブ,151は投射レンズ、161はスクリーンを
表す。本実施例では発光ダイオード101〜103は各
々青、緑、赤の光源に対応し、3つの色光をダイクロイ
ックプリズム121で合成し、液晶ライトバルブ141
を照明するよう構成されている。偏光変換素子111〜
113は発光ダイオードを出た光を液晶ライトバルブを
照明する偏光状態に揃えるように機能する。
(Embodiment 1) FIG. 1 is a schematic diagram showing an entire configuration of an embodiment of an image projection apparatus according to the present invention. In FIG. 1, 101 to 103 are light sources (LED light sources) including a plurality of light emitting diodes, 111 to 113 are polarization conversion elements, 121 is a dichroic prism, 131
Denotes a polarizing beam splitter, 141 denotes a reflection type liquid crystal light valve, 151 denotes a projection lens, and 161 denotes a screen. In this embodiment, the light-emitting diodes 101 to 103 correspond to blue, green, and red light sources, respectively, and combine three color lights with the dichroic prism 121 to form a liquid crystal light valve 141.
Is configured to be illuminated. Polarization conversion elements 111-
Reference numeral 113 functions to align light emitted from the light emitting diode to a polarization state for illuminating the liquid crystal light valve.

【0023】偏光ビームスプリッター131は液晶ライ
トバルブ141への入射偏光を揃える偏光子として機能
するとともに、出射光に対する検光子としても機能す
る。本構成は一例であり、例えば、光源の発光ダイオー
ド群を1ユニットとして、ダイクロイックプリズムを省
略したり、図4のように液晶ライトバルブとして透過型
のものを用い、偏光ビームスプリッターの代わりに偏光
板142,143を用いることもできる。また、偏光変
換素子111〜113と液晶ライトバルブ141との間
には、必要に応じて照明光を拡大、縮小するためのフィ
ールドレンズや照明光を均一化するためのインテグレー
タ光学系などを挿入することもできる。
The polarizing beam splitter 131 functions not only as a polarizer for aligning the polarized light incident on the liquid crystal light valve 141 but also as an analyzer for the emitted light. This configuration is an example. For example, the light emitting diode group of the light source is one unit, the dichroic prism is omitted, or a transmissive liquid crystal light valve is used as shown in FIG. 4, and a polarizing plate is used instead of the polarizing beam splitter. 142 and 143 can also be used. In addition, a field lens for expanding or reducing the illumination light, an integrator optical system for equalizing the illumination light, or the like is inserted between the polarization conversion elements 111 to 113 and the liquid crystal light valve 141 as necessary. You can also.

【0024】図2は、本発明による画像投射装置の照明
部の第一の構成例を示す模式図である。配列された発光
ダイオード11〜15の前面には、出射光の広がりを制
御するためのレンズ20が形成されている。40は偏光
変換素子であり、偏光ビームスプリッター41,ミラー
や偏光ビームスプリッターなどから構成される光路変更
素子42および1/2波長板43から構成される。偏光
変換素子は各発光ダイオードに対応して設けられ、各発
光ダイオードからのビームを個別に変換するよう構成さ
れている。
FIG. 2 is a schematic diagram showing a first configuration example of the illumination unit of the image projection device according to the present invention. A lens 20 for controlling the spread of the emitted light is formed on the front surface of the arranged light emitting diodes 11 to 15. Reference numeral 40 denotes a polarization conversion element, which includes a polarization beam splitter 41, an optical path changing element 42 including a mirror and a polarization beam splitter, and a half-wave plate 43. The polarization conversion element is provided corresponding to each light emitting diode, and is configured to individually convert a beam from each light emitting diode.

【0025】上記のように、各発光ダイオード11〜1
5からの光束が交差する前に偏光変換素子40を設ける
ことにより、偏光変換素子40の境界部による光量損失
を防ぎ、高効率の照明系を構築することができる。一般
に発光ダイオードからの出射光を完全に平行とすること
は難しく、本発明のように発光ダイオード11〜15か
らの光束が交差する前に偏光変換素子40を設けるため
には、偏光変換素子40を発光ダイオードの直後に設け
ることが好ましい。なお、図2において、発光ダイオー
ド11〜15は紙面垂直方向にも配列していることが好
ましい。
As described above, each of the light emitting diodes 11 to 1
By providing the polarization conversion element 40 before the light beams from 5 intersect, loss of light amount due to the boundary of the polarization conversion element 40 can be prevented, and a highly efficient illumination system can be constructed. Generally, it is difficult to make the emitted light from the light emitting diode completely parallel. To provide the polarization converting element 40 before the light beams from the light emitting diodes 11 to 15 intersect as in the present invention, the polarization converting element 40 must be provided. It is preferably provided immediately after the light emitting diode. In FIG. 2, it is preferable that the light emitting diodes 11 to 15 are also arranged in a direction perpendicular to the paper surface.

【0026】(実施例2)図3は、本発明による画像投
射装置の照明部の第二の構成例を示す模式図である。配
列された発光ダイオード11〜15の前面には、出射光
の広がりを制御するためのレンズ20、30が形成され
ている。40は偏光変換素子である。本実施例において
は、発光ダイオード11〜15からの出射光はレンズ2
0,30によって収束するように構成されており、該収
束点近傍に発光ダイオード11〜15の配列に対応させ
て偏光変換素子アレイ40が設けられている。
(Embodiment 2) FIG. 3 is a schematic diagram showing a second configuration example of the illumination section of the image projection apparatus according to the present invention. Lenses 20 and 30 for controlling the spread of emitted light are formed on the front surfaces of the arranged light emitting diodes 11 to 15. Reference numeral 40 denotes a polarization conversion element. In this embodiment, the light emitted from the light emitting diodes 11 to 15 is
It is configured to converge by 0 and 30. A polarization conversion element array 40 is provided near the convergence point in correspondence with the arrangement of the light emitting diodes 11 to 15.

【0027】上記のような構成を採用することによっ
て、実施例1と同様に、偏光変換素子40の境界部によ
る光量損失を防ぎ、高効率の照明系を構築することがで
きる。さらに、収束部近傍に偏光変換素子40を設けた
ことによって、偏光変換素子40のピッチを約1/2に
することができ、ビームの広がりを抑えることができ、
それによって照明系全体の寸法を小さく構成することが
可能となる。
By adopting the above-described configuration, similarly to the first embodiment, it is possible to prevent a light quantity loss due to the boundary of the polarization conversion element 40 and to construct a highly efficient illumination system. Further, by providing the polarization conversion element 40 in the vicinity of the converging portion, the pitch of the polarization conversion element 40 can be reduced to about 、, and the spread of the beam can be suppressed.
This makes it possible to reduce the size of the entire illumination system.

【0028】図3の構成においては、二枚のレンズ2
0,30のセットで収束光学系を構成したが、例えばレ
ンズ20のみで収束光学系を構成することも可能であ
る。一般に発光ダイオードからの出射光を完全に平行と
することは難しく、本発明のように発光ダイオード11
〜15からの光束が交差する前に光束を収束させ偏光変
換素子40に導くためには、集束レンズ20,30およ
び偏光変換素子40を発光ダイオードの直後に設けるこ
とが好ましい。
In the configuration of FIG. 3, two lenses 2
Although the converging optical system is constituted by the set of 0 and 30, it is also possible to constitute the converging optical system only by the lens 20, for example. In general, it is difficult to make the light emitted from the light emitting diode completely parallel.
In order to converge the light beams before the light beams from to 15 intersect and guide the light beams to the polarization conversion element 40, it is preferable to provide the focusing lenses 20, 30 and the polarization conversion element 40 immediately after the light emitting diodes.

【0029】また図3において、50はマイクロレンズ
アレイであり、これは偏光変換素子40を出射した発散
光束を略平行な光束に変換する機能を有する。またマイ
クロレンズアレイ50は偏光変換素子40の手前であっ
ても良い。該レンズアレイ50を設け、光束の広がりを
抑え、光学系のサイズを抑えることがより好ましい。ま
た、実施例1と同様に発光ダイオード11〜15は紙面
垂直方向にも配列していることが好ましい。
In FIG. 3, reference numeral 50 denotes a microlens array, which has a function of converting a divergent light beam emitted from the polarization conversion element 40 into a substantially parallel light beam. Further, the microlens array 50 may be located before the polarization conversion element 40. More preferably, the lens array 50 is provided to suppress the spread of the light beam and to reduce the size of the optical system. Further, as in the first embodiment, it is preferable that the light emitting diodes 11 to 15 are also arranged in a direction perpendicular to the paper surface.

【0030】(実施例3)図5は、本発明に関わる画像
投射装置において、照度の均一性が改善された構成例を
示す模式図である。図5は偏光変換素子を出射側から見
たときの偏光変換素子アレイと発光ダイオードの配列の
関係を図示したものである。図5において、40は偏光
変換素子アレイであり、その裏面には発光ダイオード1
0aが配列されている。発光ダイオードアレイの配列の
ピッチは縦横で異なっており、この例では縦方向が2倍
のピッチで配列されている。偏光変換素子アレイ40の
配列方向(偏光変換素子の隣接する方向)は発光ダイオ
ードのピッチの長い方向に合致している。
(Embodiment 3) FIG. 5 is a schematic diagram showing a configuration example in which the uniformity of illuminance is improved in the image projection apparatus according to the present invention. FIG. 5 illustrates the relationship between the polarization conversion element array and the arrangement of the light emitting diodes when the polarization conversion element is viewed from the emission side. In FIG. 5, reference numeral 40 denotes a polarization conversion element array.
0a are arranged. The pitch of the arrangement of the light emitting diode arrays differs vertically and horizontally, and in this example, the vertical direction is arranged at twice the pitch. The arrangement direction of the polarization conversion element array 40 (the direction adjacent to the polarization conversion element) matches the long pitch direction of the light emitting diodes.

【0031】本実施例において、光ダイオードからの出
射光のうち偏光ビームスプリッターを透過した光は10
aの位置から出射し、偏光ビームスプリッターの反射光
は10bの位置から出射することになる。すなわち、出
射位置が均一に分布することとなり、偏光変換素子から
の出射光の面照度の均一性、すなわち投射画像の照度均
一性を向上させることができる。
In this embodiment, of the light emitted from the photodiode, the light transmitted through the polarizing beam splitter is 10%.
The light emitted from the position a and the reflected light of the polarization beam splitter are emitted from the position 10b. That is, the emission positions are uniformly distributed, and the uniformity of the surface illuminance of the light emitted from the polarization conversion element, that is, the uniformity of the illuminance of the projected image can be improved.

【0032】(実施例4)図6は、本発明に関わる画像
投射装置において、照度の均一性が改善された別の構成
例を示す模式図である。図6は偏光変換素子の出射側か
ら見たときの偏光変換素子アレイと発光ダイオードの配
列の関係を図示したものである。図6において、40は
偏光変換素子アレイであり、その裏面には発光ダイオー
ド10aが配列されている。発光ダイオードの配列ピッ
チの縦横比は略等しく設定されており、偏光変換素子4
0の配列方向は発光ダイオード10aの配列の方向と略
45°の角度を成すように配置されている。
(Embodiment 4) FIG. 6 is a schematic diagram showing another configuration example in which the uniformity of the illuminance is improved in the image projection apparatus according to the present invention. FIG. 6 illustrates the relationship between the polarization conversion element array and the arrangement of the light emitting diodes when viewed from the emission side of the polarization conversion element. In FIG. 6, reference numeral 40 denotes a polarization conversion element array, on the back surface of which light emitting diodes 10a are arranged. The aspect ratio of the arrangement pitch of the light emitting diodes is set substantially equal, and the polarization conversion element 4
The arrangement direction of 0 is arranged so as to form an angle of approximately 45 ° with the arrangement direction of the light emitting diodes 10a.

【0033】上記のような構成により、偏光変換素子に
おける偏光ビームスプリッターの反射光は、隣接する4
つの発光ダイオードの中心によって形成される四角形の
中心部から出射することになり、出射位置が均一に分布
することにより偏光変換素子からの出射光の面照度の均
一性、すなわち投射画像の照度均一性を向上させること
ができる。
With the above-described configuration, the reflected light of the polarization beam splitter in the polarization conversion element is reflected by the adjacent four light beams.
The light is emitted from the center of the square formed by the centers of the two light emitting diodes, and the emission positions are uniformly distributed, so that the surface illuminance of the light emitted from the polarization conversion element is uniform, that is, the illuminance uniformity of the projected image Can be improved.

【0034】図7は、上記図6に示すような構成におけ
る好ましい位相差板の配置について説明するための図で
ある。短冊状の位相差板43は、偏光変換素子の配列の
方向と45°の角度を成すよう配置されている。位相差
板43は偏光変換素子の偏光ビームスプリッターの透過
光または反射光のいずれかの光路に設けられる。このよ
うな構成により、発光ダイオードと偏光変換素子の配列
方向が傾斜している場合にも容易に位相差板を対応した
位置に配置することができる。
FIG. 7 is a diagram for explaining a preferred arrangement of the phase difference plate in the configuration shown in FIG. The strip-shaped retardation plate 43 is arranged so as to form an angle of 45 ° with the direction of the arrangement of the polarization conversion elements. The phase difference plate 43 is provided on either the optical path of the transmitted light or the reflected light of the polarization beam splitter of the polarization conversion element. With such a configuration, even when the arrangement direction of the light emitting diode and the polarization conversion element is inclined, the retardation plate can be easily arranged at a corresponding position.

【0035】(実施例5)図8は、図1の構成において
高精細のカラー表示を行わせる好ましい例について説明
するための図である。青のLED光源101と偏光変換
素子111との間には、凸レンズからなるマイクロレン
ズアレイ171が設けられ、偏光変換素子111とダイ
クロイックプリズム121の間には第二のマイクロレン
ズアレイ181が設けられている。同様にして緑のLE
D光源102および赤のLED光源103にも各々マイ
クロレンズアレイ172,173、第一および第二のマ
イクロレンズアレイ182,183が設けられ、各々図
3に示すような光学系を構成している。
(Embodiment 5) FIG. 8 is a diagram for explaining a preferred example for performing high-definition color display in the configuration of FIG. A microlens array 171 composed of a convex lens is provided between the blue LED light source 101 and the polarization conversion element 111, and a second microlens array 181 is provided between the polarization conversion element 111 and the dichroic prism 121. I have. Green LE in the same way
The D light source 102 and the red LED light source 103 are also provided with microlens arrays 172, 173 and first and second microlens arrays 182, 183, respectively, and constitute an optical system as shown in FIG.

【0036】マイクロレンズアレイ181〜183を出
た略平行光は、ダイクロイックプリズム121によって
色合成され、偏光ビームスプリッター131に入射す
る。偏光ビームスプリッター131とダイクロイックプ
リズム121の間に設けられたレンズ191は、光源の
サイズを液晶ライトバルブ141のサイズに縮小するた
めのフィールドレンズであり、マイクロレンズ192,
193は照明光を液晶ライトバルブ上で均一化するため
のインテグレータ光学系である。
The substantially parallel lights that have exited the microlens arrays 181 to 183 are color-combined by the dichroic prism 121, and enter the polarization beam splitter 131. A lens 191 provided between the polarizing beam splitter 131 and the dichroic prism 121 is a field lens for reducing the size of the light source to the size of the liquid crystal light valve 141, and includes a micro lens 192,
193 is an integrator optical system for equalizing the illumination light on the liquid crystal light valve.

【0037】また図8において、141は反射型の液晶
ライトバルブであり、本実施例では偏光ビームスプリッ
ター131からのS偏光で照明されるよう構成されてい
る。したがって偏光変換素子111〜113も偏光ビー
ムスプリッター131に対してS偏光で入射するよう構
成されている。そして液晶ライトバルブ141で反射さ
れ、偏光面が回転されるよう変調された光は偏光ビーム
スプリッター131を透過し、投射レンズ151を介し
てスクリーン161に投射される。
In FIG. 8, reference numeral 141 denotes a reflection-type liquid crystal light valve, which is configured to be illuminated with S-polarized light from the polarization beam splitter 131 in this embodiment. Therefore, the polarization conversion elements 111 to 113 are also configured to enter the polarization beam splitter 131 as S-polarized light. The light reflected by the liquid crystal light valve 141 and modulated so that the plane of polarization is rotated passes through the polarization beam splitter 131 and is projected on the screen 161 via the projection lens 151.

【0038】本実施例の構成において、液晶ライトバル
ブ141は図示するように1枚であり、このような構成
においてカラー表示を行わせるために、発光ダイオード
を順次点灯させ、それに同期させてライトバルブ141
の変調を行う。すなわち、青が点灯している際には青の
画像を表示し、同様にして赤、緑についても時間をずら
して発光ダイオードの点灯およびライトバルブによる変
調を行うものである。
In the structure of this embodiment, the number of the liquid crystal light valves 141 is one as shown in the figure. In order to perform color display in such a structure, the light emitting diodes are sequentially turned on, and the light valves are synchronized with the light valves. 141
Modulation. That is, when the blue light is on, a blue image is displayed, and similarly for red and green, lighting of the light emitting diode and modulation by the light valve are performed with a time lag.

【0039】本実施例の構成は、液晶ライトバルブを1
枚しか用いず、また、放電ランプを用いて分光する従来
の光学系に比べて照明光学系が小型であるために、光学
系全体の大きさを小型に設計できるというメリットを有
する。さらに本発明による偏光変換の光学系を用いた照
明系は効率が高く、そのため、用いる発光ダイオードの
数を減らすことができるため、さらに小型の照明系を構
成できるという利点がある。このようなフィールドシー
クエンシャル方式には高速のスイッチング特性が要求さ
れるため、液晶ライトバルブとしては強誘電性液晶を用
いたものを特に好ましく用いる。
In this embodiment, the liquid crystal light valve has one
Since only a single sheet is used and the size of the illumination optical system is smaller than that of a conventional optical system that performs spectroscopy using a discharge lamp, there is an advantage that the size of the entire optical system can be designed to be small. Furthermore, the illumination system using the polarization conversion optical system according to the present invention has a high efficiency, so that the number of light emitting diodes to be used can be reduced, so that there is an advantage that a more compact illumination system can be configured. Since such a field sequential system requires high-speed switching characteristics, a liquid crystal light valve using a ferroelectric liquid crystal is particularly preferably used.

【0040】以上の説明において、発光ダイオードと偏
光変換素子を組み合わせ、各発光ダイオードアレイから
の出射光が交差する以前に偏光変換を行う本発明の照明
系の構成は、図1や図8の構成に限定されるものではな
い。例えば、一つの照明ユニットに複数色の発光ダイオ
ードを配置し、この一つの照明ユニットに前記偏光変換
光学系を組み合わせて用いることもできる。また、発光
ダイオードは、複数のユニットを並べて用いることもで
きるし、あらかじめアレイとして形成されたものを用い
ることもできる。
In the above description, the configuration of the illumination system of the present invention in which the light emitting diode and the polarization conversion element are combined and the polarization conversion is performed before the light emitted from each light emitting diode array intersects has been described with reference to FIGS. However, the present invention is not limited to this. For example, a plurality of light emitting diodes of a plurality of colors may be arranged in one lighting unit, and the polarization conversion optical system may be used in combination with the one lighting unit. In addition, as the light emitting diode, a plurality of units can be used side by side, or a light emitting diode formed in advance as an array can be used.

【0041】また液晶ライトバルブとしては、透過型の
ものも反射型のものも用いることができる。また色合成
に関しては実施例ではダイクロイックプリズムを用いる
場合について説明したが、クロスダイクロイックミラー
やダイクロイックミラーの組み合わせなどの構成も採用
することができる。
As the liquid crystal light valve, either a transmission type or a reflection type can be used. In the embodiment, the case of using a dichroic prism has been described with respect to color synthesis, but a configuration such as a combination of a cross dichroic mirror and a dichroic mirror can be adopted.

【0042】[0042]

【発明の効果】本発明は、複数の発光ダイオードからな
る光源と、光源光によって照明され、入射光の偏光状態
を変調する液晶ライトバルブと、投射レンズとを備えた
画像投射装置において、各発光ダイオードからの出射光
を個別に偏光変換する偏光変換素子アレイを設けたこと
を特徴とするもので、このような構成によって発光ダイ
オードからの出射光を損失無く偏光変換素子に導くこと
が可能となり、高効率の画像投射装置を実現することが
できる。
According to the present invention, there is provided an image projection apparatus comprising a light source comprising a plurality of light emitting diodes, a liquid crystal light valve illuminated by light from the light source and modulating the polarization state of incident light, and a projection lens. It is characterized by providing a polarization conversion element array that individually converts the polarization of the light emitted from the diode.With such a configuration, it is possible to guide the light emitted from the light emitting diode to the polarization conversion element without loss, A highly efficient image projection device can be realized.

【0043】さらに各発光ダイオードからの出射光が収
束するように各発光ダイオードからの出射光路中にレン
ズを設けるとともに、該収束点近傍に発光ダイオードの
配列に対応させて偏光変換素子アレイを設けたことを特
徴とする本発明による画像投射装置においては、より効
率的に出射光を偏光変換素子に導くことができるためさ
らに高効率の画像投射装置を実現することができる。
Further, a lens is provided in the light path of the light emitted from each light emitting diode so that the light emitted from each light emitting diode converges, and a polarization conversion element array is provided near the convergence point in correspondence with the arrangement of the light emitting diodes. In the image projection apparatus according to the present invention, since the emitted light can be guided to the polarization conversion element more efficiently, an image projection apparatus with higher efficiency can be realized.

【0044】また発光ダイオードからの出射光を収束さ
せるレンズや偏光変換素子アレイが発光ダイオードの近
傍であって、かつ各発光ダイオードからの出射ビームが
実質的に交差しない光路中に配置され、偏光変換素子ア
レイが発光ダイオードの近傍であってかつ各発光ダイオ
ードからの出射ビームが実質的に交差しない光路中に配
置された画像投射装置においては、発光ダイオードから
の出射光が混在しない状態で偏光変換素子に導くことが
できるため、出射光束をけられなしに偏光変換素子に導
くことができるためさらに高効率の画像投射装置を実現
することができる。
Further, a lens or a polarization conversion element array for converging the light emitted from the light emitting diode is disposed near the light emitting diode and in an optical path where the light beams emitted from the respective light emitting diodes do not substantially intersect. In an image projection apparatus in which the element array is located in the vicinity of the light emitting diodes and is arranged in an optical path where the emitted beams from the respective light emitting diodes do not substantially intersect, the polarization conversion element is used in a state where the emitted lights from the light emitting diodes are not mixed. Therefore, the emitted light beam can be guided to the polarization conversion element without being shaken, so that an even more efficient image projection device can be realized.

【0045】さらに偏光変換素子近傍の発散光路中に光
線を略平行光化するレンズアレイを備えたことを特徴と
する画像投射装置においては、偏光変換素子からの出射
光の広がりを抑えることができるため、光学系を小型に
設計することが可能となり、装置全体を小型に構成する
ことができるようになる。
Further, in an image projection apparatus characterized in that a lens array for converting light rays into substantially parallel light is provided in a divergent light path near the polarization conversion element, the spread of light emitted from the polarization conversion element can be suppressed. Therefore, the optical system can be designed to be small, and the entire device can be configured to be small.

【0046】さらに発光ダイオードが二次元に配列され
てなり、偏光変換素子アレイからの出射光ビーム間のピ
ッチが縦と横の方向で略等しいことを特徴とする画像投
射装置においては、照明光の強度分布をより均一にする
ことができ、より表示均一性の高い画像投射装置を実現
することができる。
Further, in an image projection apparatus characterized in that light emitting diodes are two-dimensionally arranged and the pitch between light beams emitted from the polarization conversion element array is substantially equal in the vertical and horizontal directions. The intensity distribution can be made more uniform, and an image projection device with higher display uniformity can be realized.

【0047】さらに発光ダイオードの配列ピッチの縦横
比を約2とするとともに、偏光変換素子の配列方向を発
光ダイオードのピッチの長い方向に合わせたことを特徴
とするの画像投射装置は、偏光変換素子アレイからの出
射光ビーム間のピッチが縦と横の方向で略等しくなるよ
うな構成の好ましい新規な実現手段を提供するものであ
る。
Further, the aspect ratio of the arrangement pitch of the light emitting diodes is set to about 2, and the arrangement direction of the polarization conversion elements is adjusted to the long direction of the pitch of the light emission diodes. It is an object of the present invention to provide a preferable novel realizing means in which the pitch between the light beams emitted from the array is substantially equal in the vertical and horizontal directions.

【0048】さらに発光ダイオードの配列ピッチの縦横
比を略等しくするとともに、偏光変換素子の配列方向を
発光ダイオードの配列の方向と略45°の角度を成すよ
うに配置したことを特徴とする画像投射装置は、偏光変
換素子アレイからの出射光ビーム間のピッチが縦と横の
方向で略等しくなるような構成の好ましい新規な実現手
段を提供するものである。
Further, the aspect ratio of the arrangement pitch of the light emitting diodes is made substantially equal, and the arrangement direction of the polarization conversion elements is arranged so as to form an angle of about 45 ° with the direction of the arrangement of the light emitting diodes. The apparatus provides a preferable novel realizing means having a configuration in which the pitch between the light beams emitted from the polarization conversion element array is substantially equal in the vertical and horizontal directions.

【0049】さらに偏光変換素子アレイが、偏光ビーム
スプリッターと光束反射素子と、1/2波長板を備えた
単位素子を配列したものである画像投射装置は、偏光変
換素子の好ましい具体的な構成例を提供するものであ
る。
Further, an image projection apparatus in which the polarization conversion element array is an arrangement of a polarization beam splitter, a light beam reflection element, and a unit element having a half-wave plate, is a preferred specific configuration example of the polarization conversion element. Is provided.

【0050】さらに同色の発光色を有する発光ダイオー
ドを配列してなる光源を一つの光源アレイとし、異なる
発光色の光源アレイからの光を合成して液晶ライトバル
ブを照明するとともに、複数色の光源アレイの発光を順
次切り替えながら、それに同期させて液晶ライトバルブ
を動作させることにより、多色表示を行うことを特徴と
する画像投射装置は、光学系をきわめて小型に構成でき
るため、小型の画像投射装置を提供することができる。
Further, a light source in which light-emitting diodes having the same color are arranged is used as one light source array, light from the light source arrays of different light colors is combined to illuminate the liquid crystal light valve, and a plurality of light sources are provided. An image projection apparatus that performs multi-color display by sequentially switching the light emission of the array and operating the liquid crystal light valve in synchronization with the light emission of the array allows the optical system to be configured to be extremely small. An apparatus can be provided.

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

【図1】 本発明による画像投射装置の一実施例の全体
構成を示す模式図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing an overall configuration of an embodiment of an image projection apparatus according to the present invention.

【図2】 本発明による画像投射装置の照明部の第一の
構成例を示す模式図である。
FIG. 2 is a schematic diagram showing a first configuration example of a lighting unit of the image projection device according to the present invention.

【図3】 本発明による画像投射装置の照明部の第二の
構成例を示す模式図である。
FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a second configuration example of the illumination unit of the image projection device according to the present invention.

【図4】 図1の構成において、透過型の液晶ライトバ
ルブと偏光板とを用いた構成例を示す模式図である。
FIG. 4 is a schematic diagram showing a configuration example using a transmission type liquid crystal light valve and a polarizing plate in the configuration of FIG. 1;

【図5】 本発明に関わる画像投射装置において、照度
の均一性が改善された構成例を示す模式図である。
FIG. 5 is a schematic diagram showing a configuration example in which the uniformity of illuminance is improved in the image projection apparatus according to the present invention.

【図6】 本発明に関わる画像投射装置において、照度
の均一性が改善された別の構成例を示す模式図である。
FIG. 6 is a schematic diagram showing another configuration example in which the uniformity of the illuminance is improved in the image projection apparatus according to the present invention.

【図7】 図6に示すような構成における好ましい位相
差板の配置について説明するための図である。
FIG. 7 is a view for explaining a preferred arrangement of a retardation plate in the configuration as shown in FIG. 6;

【図8】 図1の構成において高精細のカラー表示を行
わせる好ましい例について説明するための図である。
FIG. 8 is a diagram for describing a preferred example of performing high-definition color display in the configuration of FIG. 1;

【図9】 従来の偏光変換素子の代表的構造例を示した
模式図である。
FIG. 9 is a schematic diagram showing a typical structure example of a conventional polarization conversion element.

【図10】 従来の別の偏光変換素子の構成例を示す模
式図である。
FIG. 10 is a schematic diagram illustrating a configuration example of another conventional polarization conversion element.

【図11】 インテグレータ光学系と偏光変換素子を組
み合わせた場合の例を示した図である。
FIG. 11 is a diagram showing an example in which an integrator optical system and a polarization conversion element are combined.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10a…発光ダイオード、10b…出射位置、11〜1
5…発光ダイオード、20,30…レンズ、40…偏光
変換素子、41…偏光ビームスプリッター、42…光路
変更素子、43…1/2波長板(位相差板)、50…マ
イクロレンズアレイ、101…青のLED光源、102
…緑のLED光源、103…赤のLED光源、111〜
113…偏光変換素子、121…ダイクロイックプリズ
ム、131…偏光ビームスプリッター、141…反射型
の液晶ライトバルブ、142,143…偏光板、151
…投射レンズ、161…スクリーン、171,172,
173…マイクロレンズアレイ、181,182,18
3…マイクロレンズアレイ、191…レンズ、192,
193…マイクロレンズ、201…マルチ光源、240
…偏光変換素子アレイ、241…偏光ビームスプリッ
タ、242…光路変更手段、243…位相差板、29
2,293…フライアイインテグレータ光学系。
10a: light emitting diode, 10b: emission position, 11-1
5: light emitting diode, 20, 30, lens, 40: polarization conversion element, 41: polarization beam splitter, 42: optical path changing element, 43: 1/2 wavelength plate (phase difference plate), 50: micro lens array, 101 ... Blue LED light source, 102
... green LED light source, 103 ... red LED light source, 111-
113: polarization conversion element, 121: dichroic prism, 131: polarization beam splitter, 141: reflection type liquid crystal light valve, 142, 143: polarization plate, 151
... Projection lens, 161 ... Screen, 171, 172
173: micro lens array, 181, 182, 18
3 micro lens array, 191 lens, 192
193: micro lens, 201: multi light source, 240
.., Polarization conversion element array, 241, polarization beam splitter, 242, optical path changing means, 243, phase difference plate, 29
2,293 ... Fly eye 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) G02B 5/30 G02B 5/30 19/00 19/00 G02F 1/13 505 G02F 1/13 505 1/1335 1/1335 1/13357 G03B 21/00 E G03B 21/00 33/12 33/12 G02F 1/1335 530 (72)発明者 逢坂 敬信 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内 (72)発明者 加藤 幾雄 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内 (72)発明者 宮垣 一也 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内 Fターム(参考) 2H042 CA06 CA10 CA14 CA17 2H049 BA05 BA06 BA42 BA43 BB03 BB63 BC22 2H052 BA01 BA02 BA09 BA14 2H088 EA13 HA13 HA17 HA20 HA21 HA23 HA24 HA25 HA28 2H091 FA05X FA05Z FA08X FA10X FA10Z FA11X FA11Z FA14Z FA26X FA29X FA29Z FA45X FA45Z FD24 GA02 LA11 LA15 LA17 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) G02B 5/30 G02B 5/30 19/00 19/00 G02F 1/13 505 G02F 1/13 505 1/1335 1/1335 1/13357 G03B 21/00 E G03B 21/00 33/12 33/12 G02F 1/1335 530 (72) Inventor Takanobu Osaka 1-3-6 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo Inside Ricoh Company, Ltd. 72) Inventor Ikuo Kato 1-3-6 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo Inside Ricoh Company (72) Inventor Kazuya Miyagaki 1-3-6 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo F-term in Ricoh Company (reference 2H042 CA06 CA10 CA14 CA17 2H049 BA05 BA06 BA42 BA43 BB03 BB63 BC22 2H052 BA01 BA02 BA09 BA14 2H088 EA13 HA13 HA17 HA20 HA21 HA23 HA24 HA25 HA28 2H091 FA05X FA05Z FA08X FA10X FA10Z FA11X FA11Z FA14Z X FA29X FA29Z FA45X FA45Z FD24 GA02 LA11 LA15 LA17

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数の発光ダイオードからなる光源と、
該光源からの光源光によって照明され、入射した該照明
光の偏光状態を変調する液晶ライトバルブと、該液晶ラ
イトバルブからの出射光を投射するための投射レンズと
を備えた画像投射装置において、各前記発光ダイオード
からの出射光を個別に偏光変換する偏光変換素子アレイ
を設けたことを特徴とする画像投射装置。
A light source comprising a plurality of light emitting diodes;
A liquid crystal light valve that is illuminated by the light source light from the light source and modulates a polarization state of the incident illumination light, and an image projection apparatus that includes a projection lens for projecting light emitted from the liquid crystal light valve, An image projection apparatus, comprising: a polarization conversion element array for individually converting polarization of light emitted from each of the light emitting diodes.
【請求項2】 各前記発光ダイオードからの出射光が収
束するように該各発光ダイオードからの出射光路中にレ
ンズを設けるとともに、前記偏光変換素子アレイは、該
出射光が収束する収束点近傍に該発光ダイオードの配列
に対応させて設けることを特徴とする請求項1に記載の
画像投射装置。
2. A lens is provided in an optical path of light emitted from each of the light emitting diodes so that light emitted from each of the light emitting diodes converges, and the polarization conversion element array is arranged near a convergence point at which the light is converged. 2. The image projection device according to claim 1, wherein the image projection device is provided corresponding to the arrangement of the light emitting diodes.
【請求項3】 前記偏光変換素子アレイは、前記発光ダ
イオードの近傍であってかつ各該発光ダイオードからの
出射ビームが実質的に交差しない光路中に配置されるこ
とを特徴とする請求項1に記載の画像投射装置。
3. The polarization conversion element array according to claim 1, wherein the polarization conversion element array is arranged in an optical path near the light emitting diodes and in which beams emitted from the light emitting diodes do not substantially intersect. The image projection device according to any one of the preceding claims.
【請求項4】 発光ダイオードからの出射光を収束させ
るレンズ、および偏光変換素子アレイが発光ダイオード
の近傍であって、かつ各発光ダイオードからの出射ビー
ムが実質的に交差しない光路中に配置されることを特徴
とする請求項2の画像投射装置。
4. A lens for converging light emitted from a light emitting diode, and a polarization conversion element array is disposed in the vicinity of the light emitting diode and in an optical path in which beams emitted from each light emitting diode do not substantially intersect. The image projection device according to claim 2, wherein:
【請求項5】 前記偏光変換素子近傍の発散光路中に、
光線を略平行光化するレンズアレイを備えたことを特徴
とする請求項1ないし4のいずれか1に記載の画像投射
装置。
5. In a divergent light path near the polarization conversion element,
The image projection device according to claim 1, further comprising a lens array that converts light beams into substantially parallel light beams.
【請求項6】 前記複数の発光ダイオードが二次元に配
列されてなり、前記偏光変換素子アレイからの複数の出
射光ビーム間のピッチが縦と横の方向で略等しいことを
特徴とする請求項1ないし5のいずれか1に記載の画像
投射装置。
6. A plurality of light emitting diodes are arranged two-dimensionally, and a pitch between a plurality of light beams emitted from the polarization conversion element array is substantially equal in a vertical direction and a horizontal direction. 6. The image projection device according to any one of 1 to 5.
【請求項7】 前記発光ダイオードの配列ピッチの縦横
比を約2とするとともに、前記偏光変換素子の配列方向
を前記発光ダイオードの配列ピッチの長い方向に合わせ
たことを特徴とする請求項6に記載の画像投射装置。
7. The light emitting diode according to claim 6, wherein the aspect ratio of the arrangement pitch of the light emitting diodes is about 2, and the arrangement direction of the polarization conversion elements is adjusted to the long direction of the arrangement pitch of the light emitting diodes. The image projection device according to any one of the preceding claims.
【請求項8】 前記発光ダイオードの配列ピッチの縦横
比を略等しくするとともに、前記偏光変換素子の配列方
向を前記発光ダイオードの配列の方向と略45°の角度
を成すように配置したことを特徴とする請求項6に記載
の画像投射装置。
8. An arrangement in which the aspect ratio of the arrangement pitch of the light emitting diodes is substantially equal, and the arrangement direction of the polarization conversion elements is arranged so as to form an angle of approximately 45 ° with the direction of the arrangement of the light emitting diodes. The image projection device according to claim 6.
【請求項9】 前記偏光変換素子アレイは、偏光ビーム
スプリッター、光束反射素子、及び1/2波長板を備え
た単位素子を配列したものであることを特徴とする請求
項1ないし8のいずれか1に記載の画像投射装置。
9. The polarization conversion element array according to claim 1, wherein the polarization conversion element array includes a polarization beam splitter, a light beam reflection element, and a unit element including a half-wave plate. 2. The image projection device according to 1.
【請求項10】 同色の発光色を有する発光ダイオード
を配列してなる光源を一つの光源アレイとし、異なる発
光色の該光源アレイからの光を合成して前記液晶ライト
バルブを照明することを特徴とする請求項1ないし9の
いずれか1に記載の画像投射装置。
10. The liquid crystal light valve according to claim 1, wherein a light source comprising light emitting diodes having the same light emitting color is arranged as one light source array, and light from the light source array of different light emitting colors is combined to illuminate the liquid crystal light valve. The image projection device according to claim 1, wherein:
【請求項11】 複数色の前記光源アレイの発光を順次
切り替えながら、該切り換えに同期させて前記液晶ライ
トバルブを動作させることにより、多色表示を行うこと
を特徴とする請求項10に記載の画像投射装置。
11. The multicolor display according to claim 10, wherein the liquid crystal light valve is operated in synchronization with the switching while sequentially switching the light emission of the light source array of a plurality of colors. Image projection device.
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