JP2003202629A - プロジェクション光学装置 - Google Patents
プロジェクション光学装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 反射型画像構成素子から後段の投射レンズま
での間に広がる光を効率良く集光可能とする。 【解決手段】 反射型画像構成素子６とワイヤーグリッ
ド偏光分離素子４との間に集光レンズ５を配し、反射型
画像構成素子６への入射光を略平行光とする。集光レン
ズ５の光弾性係数Ｂを｛Ｂ（１０-12×Ｐａ）｝＜１.０
（単位：ｎｍ／ｃｍ／１０5Ｐａ）とする。反射型画像
構成素子６からの画像の光を入射する投射レンズ７の入
射口径φを大きくし、反射型画像構成素子６の矩形状の
画像構成面の２辺の長さをａ，ｂ（ｂ：投射レンズ７の
光軸と略平行な辺の長さ）とした時、 ａ≦ｂの時、（ｂ＋ｂ／３）＜φ＜（ｂ＋ｂ／２） ａ＞ｂの時、（ａ＋ｂ／３）＜φ＜（ａ＋ｂ／２） とする。反射型画像構成素子６とワイヤーグリッド偏光
分離素子４との間にリターダー素子を設け、任意の偏光
成分を選択的に予め定めた位相だけ遅延させる。
での間に広がる光を効率良く集光可能とする。 【解決手段】 反射型画像構成素子６とワイヤーグリッ
ド偏光分離素子４との間に集光レンズ５を配し、反射型
画像構成素子６への入射光を略平行光とする。集光レン
ズ５の光弾性係数Ｂを｛Ｂ（１０-12×Ｐａ）｝＜１.０
（単位：ｎｍ／ｃｍ／１０5Ｐａ）とする。反射型画像
構成素子６からの画像の光を入射する投射レンズ７の入
射口径φを大きくし、反射型画像構成素子６の矩形状の
画像構成面の２辺の長さをａ，ｂ（ｂ：投射レンズ７の
光軸と略平行な辺の長さ）とした時、 ａ≦ｂの時、（ｂ＋ｂ／３）＜φ＜（ｂ＋ｂ／２） ａ＞ｂの時、（ａ＋ｂ／３）＜φ＜（ａ＋ｂ／２） とする。反射型画像構成素子６とワイヤーグリッド偏光
分離素子４との間にリターダー素子を設け、任意の偏光
成分を選択的に予め定めた位相だけ遅延させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、プロジェクション
光学装置に関わり、特に、液晶プロジェクタの光学装置
に好適に適用できるものである。
光学装置に関わり、特に、液晶プロジェクタの光学装置
に好適に適用できるものである。
【０００２】
【従来の技術】図７に、反射型液晶パネルとＰＢＳプリ
ズムとを用いたプロジェクション光学装置の従来技術を
示す。図７において、光源１から出た光は、照明系を構
成するレンズ系２及び偏光変換系３を通して、適切な光
路上の適切な偏光に変換された後、ＰＢＳプリズム１８
に入射される。入射した偏光光８に対し、偏光分離素子
であるところのＰＢＳプリズム１８は、それを透過する
ように作用し、透過した光９は、反射型液晶パネル等で
構成された反射型画像構成素子６に入射される。
ズムとを用いたプロジェクション光学装置の従来技術を
示す。図７において、光源１から出た光は、照明系を構
成するレンズ系２及び偏光変換系３を通して、適切な光
路上の適切な偏光に変換された後、ＰＢＳプリズム１８
に入射される。入射した偏光光８に対し、偏光分離素子
であるところのＰＢＳプリズム１８は、それを透過する
ように作用し、透過した光９は、反射型液晶パネル等で
構成された反射型画像構成素子６に入射される。
【０００３】ここで、反射型画像構成素子６には図示し
ていない電気制御回路が接続されており、入力された電
気信号に応じて、反射型画像構成素子６の画素毎の偏光
変換の程度を制御し、元の偏光（例えば、Ｐ偏光とす
る）から、９０°角度の異なる偏光（Ｓ偏光）へ変換さ
れる光の度合いを制御することによって、画素毎の濃淡
を表し、画像を構成する。画素毎の偏光変換の度合いに
よって、画像を構成された光１０は、再び、反射型画像
構成素子６の入射面と同一の面から出射される。この光
１０が、再び、ＰＢＳプリズム１８に戻され、偏光が変
化していない光には、透過させるように作用し、偏光が
変化した光に対しては、反射させるように作用して、Ｐ
ＢＳプリズム１８のプリズム面で反射された光１１は、
投射レンズ７へ入射されて投影される。
ていない電気制御回路が接続されており、入力された電
気信号に応じて、反射型画像構成素子６の画素毎の偏光
変換の程度を制御し、元の偏光（例えば、Ｐ偏光とす
る）から、９０°角度の異なる偏光（Ｓ偏光）へ変換さ
れる光の度合いを制御することによって、画素毎の濃淡
を表し、画像を構成する。画素毎の偏光変換の度合いに
よって、画像を構成された光１０は、再び、反射型画像
構成素子６の入射面と同一の面から出射される。この光
１０が、再び、ＰＢＳプリズム１８に戻され、偏光が変
化していない光には、透過させるように作用し、偏光が
変化した光に対しては、反射させるように作用して、Ｐ
ＢＳプリズム１８のプリズム面で反射された光１１は、
投射レンズ７へ入射されて投影される。
【０００４】以上のように、反射型画像構成素子６即ち
反射型液晶パネルを使う場合、入射光、出射光の光軸が
一致し、光の濃淡を生じせしめるには、その入出射軸上
に偏光分離素子（上記の例では、ＰＢＳプリズム１８）
を設け、元の偏光から変化したものだけを別に分離する
ことが必要となる。ＰＢＳプリズム１８は、偏光分離素
子としてよく知られているものであるが、それを構成す
るガラスによって複屈折を生じる欠点があり、また、コ
ントラストが悪いこと、ユニフォミティーが悪いこと等
の欠点があった。かかる欠点は、光路の多くを占めるＰ
ＢＳプリズム１８が複屈折を生じる材料で構成され、し
かも、温度不均一を生じやすいガラスの塊でできている
ことに起因する。そこで、光路上を空気よりも屈折率の
高い物質で占める割合の少ない偏光分離素子であるワイ
ヤーグリッド偏光分離素子を用いた光学装置が、米国特
許第６２３４６３４号公報に開示されている。
反射型液晶パネルを使う場合、入射光、出射光の光軸が
一致し、光の濃淡を生じせしめるには、その入出射軸上
に偏光分離素子（上記の例では、ＰＢＳプリズム１８）
を設け、元の偏光から変化したものだけを別に分離する
ことが必要となる。ＰＢＳプリズム１８は、偏光分離素
子としてよく知られているものであるが、それを構成す
るガラスによって複屈折を生じる欠点があり、また、コ
ントラストが悪いこと、ユニフォミティーが悪いこと等
の欠点があった。かかる欠点は、光路の多くを占めるＰ
ＢＳプリズム１８が複屈折を生じる材料で構成され、し
かも、温度不均一を生じやすいガラスの塊でできている
ことに起因する。そこで、光路上を空気よりも屈折率の
高い物質で占める割合の少ない偏光分離素子であるワイ
ヤーグリッド偏光分離素子を用いた光学装置が、米国特
許第６２３４６３４号公報に開示されている。
【０００５】図８にかかる公報に開示された構成を示
す。尚、図８において、図７と等価な構成要素について
は同一の符号を付している。図８において、光源１から
出た光は、レンズ系１９を介し、ワイヤーグリッド偏光
分離素子４に入射される。入射した偏光光に対し、偏光
分離素子であるところのワイヤーグリッド偏光分離素子
４は、それを透過するように作用し、光は、反射型液晶
パネル等で構成された反射型画像構成素子６に入射され
る。反射型画像構成素子６によって、画像を構成された
光は、再び、反射型画像構成素子６の入射面と同一の面
から出射される。この光は、投射レンズ７へ入射され、
スクリーン１７に投影される。尚、図７と比較しやすい
ように、図８を等価な構成に書き直したものが図９であ
る。
す。尚、図８において、図７と等価な構成要素について
は同一の符号を付している。図８において、光源１から
出た光は、レンズ系１９を介し、ワイヤーグリッド偏光
分離素子４に入射される。入射した偏光光に対し、偏光
分離素子であるところのワイヤーグリッド偏光分離素子
４は、それを透過するように作用し、光は、反射型液晶
パネル等で構成された反射型画像構成素子６に入射され
る。反射型画像構成素子６によって、画像を構成された
光は、再び、反射型画像構成素子６の入射面と同一の面
から出射される。この光は、投射レンズ７へ入射され、
スクリーン１７に投影される。尚、図７と比較しやすい
ように、図８を等価な構成に書き直したものが図９であ
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、図８に示すよ
うに空気よりも屈折率の高い物質が光路を占める割合の
少ないワイヤーグリッド偏光分離素子４を用いた場合、
例えば、投射レンズ７等、その後に続く光学部品のレン
ズバック（フォーカスが合う点である反射型画像構成素
子６の表面から投射レンズ７等後段の光学部品の入射口
までの空気換算長）が、図７に示すＰＢＳプリズム１８
より長くなるという問題が生じる。従って、光の利用効
率をＰＢＳプリズム１８を使用したときのように高く維
持することが出来ないという問題が生じる。即ち、ＰＢ
Ｓプリズム１８を使った場合は、屈折率１.５以上のガ
ラスによって、反射型画像構成素子６から投射レンズ７
等その後に続く光学部品の入射口までの光路の大部分が
占められるため、空気換算長は、空間上の長さに比べ、
約２／３倍程度の短いものとなる。
うに空気よりも屈折率の高い物質が光路を占める割合の
少ないワイヤーグリッド偏光分離素子４を用いた場合、
例えば、投射レンズ７等、その後に続く光学部品のレン
ズバック（フォーカスが合う点である反射型画像構成素
子６の表面から投射レンズ７等後段の光学部品の入射口
までの空気換算長）が、図７に示すＰＢＳプリズム１８
より長くなるという問題が生じる。従って、光の利用効
率をＰＢＳプリズム１８を使用したときのように高く維
持することが出来ないという問題が生じる。即ち、ＰＢ
Ｓプリズム１８を使った場合は、屈折率１.５以上のガ
ラスによって、反射型画像構成素子６から投射レンズ７
等その後に続く光学部品の入射口までの光路の大部分が
占められるため、空気換算長は、空間上の長さに比べ、
約２／３倍程度の短いものとなる。
【０００７】これに対し、ワイヤーグリッド偏光分離素
子４のように、光路を空気よりも屈折率の高い物質で占
める割合の少ない偏光分離素子で置き換えた場合は、そ
の空気換算長が、空間上の長さにほぼ等しい長さとな
る。従って、ワイヤーグリッド偏光分離素子４を用いた
場合は、ＰＢＳプリズム１８を用いた場合の１.５倍の
レンズバック長となり、反射型画像構成素子６から投射
レンズ７等その後に続く光学部品までの間に、光はより
広がり、次段の光学部品の入射口に入る光は減少する。
本発明は、かかる課題に鑑み、これを解決したプロジェ
クション光学装置を提供するものである。
子４のように、光路を空気よりも屈折率の高い物質で占
める割合の少ない偏光分離素子で置き換えた場合は、そ
の空気換算長が、空間上の長さにほぼ等しい長さとな
る。従って、ワイヤーグリッド偏光分離素子４を用いた
場合は、ＰＢＳプリズム１８を用いた場合の１.５倍の
レンズバック長となり、反射型画像構成素子６から投射
レンズ７等その後に続く光学部品までの間に、光はより
広がり、次段の光学部品の入射口に入る光は減少する。
本発明は、かかる課題に鑑み、これを解決したプロジェ
クション光学装置を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、かかる課題を
解決するため、以下のような手段を講じた。まず、その
１つは、次段の光学部品の入射口径を大きくし、光利用
効率を向上させることとし、同等の明るさを維持する。
即ち、本発明にかかるプロジェクション光学装置は、光
源と、該光源からの光を集光するレンズと、該レンズに
より集光された光の偏光面を揃える偏光手段と、該偏光
手段を通過した光の光路上に設置され、光の偏光面によ
り光を透過または入射光路と異なる方向に反射する偏光
分離手段と、該偏光分離手段を透過した光により画像を
構成し、光の偏光面を回転させて入射光路方向に反射す
る画像構成手段と、該画像構成手段で反射され、更に前
記偏光分離手段で反射された光が入射される投射レンズ
と、を具備したプロジェクション光学装置において、前
記画像構成手段から前記偏光分離手段へ進む光の光軸ベ
クトルと、前記変更分離手段から前記投射レンズへ進む
光の光軸ベクトルとの２ベクトルから概略定まる平面に
対して、前記画像構成手段の矩形状の画像構成面の各辺
の内、概略法線方向となる１辺の長さをａとし、それと
垂直なもう１辺の長さをｂとした時 ａ≦ｂであれば、（ｂ＋ｂ／３）＜φ＜（ｂ＋ｂ／２） ａ＞ｂであれば、（ａ＋ｂ／３）＜φ＜（ａ＋ｂ／２） となるφを、入射口径とした前記投射レンズを有するこ
ととしている。
解決するため、以下のような手段を講じた。まず、その
１つは、次段の光学部品の入射口径を大きくし、光利用
効率を向上させることとし、同等の明るさを維持する。
即ち、本発明にかかるプロジェクション光学装置は、光
源と、該光源からの光を集光するレンズと、該レンズに
より集光された光の偏光面を揃える偏光手段と、該偏光
手段を通過した光の光路上に設置され、光の偏光面によ
り光を透過または入射光路と異なる方向に反射する偏光
分離手段と、該偏光分離手段を透過した光により画像を
構成し、光の偏光面を回転させて入射光路方向に反射す
る画像構成手段と、該画像構成手段で反射され、更に前
記偏光分離手段で反射された光が入射される投射レンズ
と、を具備したプロジェクション光学装置において、前
記画像構成手段から前記偏光分離手段へ進む光の光軸ベ
クトルと、前記変更分離手段から前記投射レンズへ進む
光の光軸ベクトルとの２ベクトルから概略定まる平面に
対して、前記画像構成手段の矩形状の画像構成面の各辺
の内、概略法線方向となる１辺の長さをａとし、それと
垂直なもう１辺の長さをｂとした時 ａ≦ｂであれば、（ｂ＋ｂ／３）＜φ＜（ｂ＋ｂ／２） ａ＞ｂであれば、（ａ＋ｂ／３）＜φ＜（ａ＋ｂ／２） となるφを、入射口径とした前記投射レンズを有するこ
ととしている。
【０００９】その２つ目は、本発明にかかるプロジェク
ション光学装置は、光源と、該光源からの光を集光する
レンズと、該レンズにより集光された光の偏光面を揃え
る偏光手段と、該偏光手段を通過した光の光路上に設置
され、光の偏光面により光を透過または入射光路と異な
る方向に反射する偏光分離手段と、該偏光分離手段を透
過した光により画像を構成し、光の偏光面を回転させて
入射光路方向に反射する画像構成手段と、該画像構成手
段で反射され、更に前記偏光分離手段で反射された光が
入射される投射レンズと、を具備したプロジェクション
光学装置において、前記偏光分離手段と前記画像構成手
段との間の光路上に集光レンズを設置した。
ション光学装置は、光源と、該光源からの光を集光する
レンズと、該レンズにより集光された光の偏光面を揃え
る偏光手段と、該偏光手段を通過した光の光路上に設置
され、光の偏光面により光を透過または入射光路と異な
る方向に反射する偏光分離手段と、該偏光分離手段を透
過した光により画像を構成し、光の偏光面を回転させて
入射光路方向に反射する画像構成手段と、該画像構成手
段で反射され、更に前記偏光分離手段で反射された光が
入射される投射レンズと、を具備したプロジェクション
光学装置において、前記偏光分離手段と前記画像構成手
段との間の光路上に集光レンズを設置した。
【００１０】ここで、前記画像構成手段と前記投射レン
ズ間の光路距離をＬとし、該光路距離Ｌ内で前記偏光分
離手段の占める距離をＬａとした場合、 Ｌａ＜０.１×Ｌ の関係を満たすことが好ましい。また、前記集光レンズ
は、前記画像構成手段への入射光が略平行光となるよう
に集光することが好ましく、前記集光レンズの光弾性係
数Ｂが、 ｛Ｂ（１０-12×Ｐａ）｝＜１.０（単位：ｎｍ／ｃｍ／
１０5Ｐａ） の関係にあることが好ましい。加えて、前記投射レンズ
はＦナンバー２.８以上であることが好ましい。
ズ間の光路距離をＬとし、該光路距離Ｌ内で前記偏光分
離手段の占める距離をＬａとした場合、 Ｌａ＜０.１×Ｌ の関係を満たすことが好ましい。また、前記集光レンズ
は、前記画像構成手段への入射光が略平行光となるよう
に集光することが好ましく、前記集光レンズの光弾性係
数Ｂが、 ｛Ｂ（１０-12×Ｐａ）｝＜１.０（単位：ｎｍ／ｃｍ／
１０5Ｐａ） の関係にあることが好ましい。加えて、前記投射レンズ
はＦナンバー２.８以上であることが好ましい。
【００１１】更に、前記偏光分離手段の光の反射率及び
透過率が、光の入射角度が５７°以下かつ３３°以上の
範囲において、前記偏光分離手段の光の反射率及び透過
率のそれぞれの最高値の９０％以上の値であることが好
ましく、更には、前記偏光分離手段がワイヤーグリッド
偏光分離素子であることが好ましい。尚、前記集光レン
ズ及び前記投射レンズが光学軸中心から偏心していても
良い。更に、前記画像構成手段と前記偏光分離手段との
間にリターダー素子を設け、かつ、該リターダー素子が
任意のある角度の偏光成分だけを、該偏光成分と９０°
角度が異なる偏光成分に対して、選択的に予め定めたあ
る一定の位相遅延を生じせしめるものとすることによっ
て、投影画像における面内均一性を高めることができ
る。また、偏光手段を、前記偏光手段とは９０°異なる
偏光を出力するように設置し、当該偏光手段から出射さ
れた該偏光が、前記偏光分離手段で反射されて、前記画
像構成手段に入射され、前記画像構成手段で反射された
光が、前記偏光分離手段を透過して、前記投射レンズに
入射される構成とすることもできる。
透過率が、光の入射角度が５７°以下かつ３３°以上の
範囲において、前記偏光分離手段の光の反射率及び透過
率のそれぞれの最高値の９０％以上の値であることが好
ましく、更には、前記偏光分離手段がワイヤーグリッド
偏光分離素子であることが好ましい。尚、前記集光レン
ズ及び前記投射レンズが光学軸中心から偏心していても
良い。更に、前記画像構成手段と前記偏光分離手段との
間にリターダー素子を設け、かつ、該リターダー素子が
任意のある角度の偏光成分だけを、該偏光成分と９０°
角度が異なる偏光成分に対して、選択的に予め定めたあ
る一定の位相遅延を生じせしめるものとすることによっ
て、投影画像における面内均一性を高めることができ
る。また、偏光手段を、前記偏光手段とは９０°異なる
偏光を出力するように設置し、当該偏光手段から出射さ
れた該偏光が、前記偏光分離手段で反射されて、前記画
像構成手段に入射され、前記画像構成手段で反射された
光が、前記偏光分離手段を透過して、前記投射レンズに
入射される構成とすることもできる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下に、本発明に係るプロジェク
ション光学装置の実施形態について、図面を参照しなが
ら説明する。図１は、本発明に係るプロジェクション光
学装置の第１の実施形態を示す構成図である。なお、図
１においては、偏光分離素子として、ワイヤーグリッド
偏光分離素子４を用い、かつ、投射レンズ７の入射口径
を大きくしている場合を例示している。
ション光学装置の実施形態について、図面を参照しなが
ら説明する。図１は、本発明に係るプロジェクション光
学装置の第１の実施形態を示す構成図である。なお、図
１においては、偏光分離素子として、ワイヤーグリッド
偏光分離素子４を用い、かつ、投射レンズ７の入射口径
を大きくしている場合を例示している。
【００１３】まず、図１あるいは図７において、反射型
画像構成素子６から偏光分離素子であるワイヤーグリッ
ド偏光分離素子４あるいはＰＢＳプリズム１８へ進む光
１０の光軸ベクトルと、ワイヤーグリッド偏光分離素子
４あるいはＰＢＳプリズム１８から投射レンズ７へ進む
光１１の光軸ベクトルとの２つのベクトルから概略定ま
る平面（図１と図７とにおいては、いずれも紙面がその
平面に相当する）に対して、反射型画像構成素子６の画
像構成面（ここでは、反射型画像構成素子６の前面すべ
てが画像構成面であるとする）の辺の内、概略法線方向
となる前記画像構成面の１辺の長さ（図示しないが、図
１と図７とにおいては、いずれも紙面に対する法線方向
の辺の長さ）をａ、前記１辺と垂直な前記画像構成面の
もう１辺の長さをｂ（図１及び図７にて図示している）
とした場合について、以下に説明する。
画像構成素子６から偏光分離素子であるワイヤーグリッ
ド偏光分離素子４あるいはＰＢＳプリズム１８へ進む光
１０の光軸ベクトルと、ワイヤーグリッド偏光分離素子
４あるいはＰＢＳプリズム１８から投射レンズ７へ進む
光１１の光軸ベクトルとの２つのベクトルから概略定ま
る平面（図１と図７とにおいては、いずれも紙面がその
平面に相当する）に対して、反射型画像構成素子６の画
像構成面（ここでは、反射型画像構成素子６の前面すべ
てが画像構成面であるとする）の辺の内、概略法線方向
となる前記画像構成面の１辺の長さ（図示しないが、図
１と図７とにおいては、いずれも紙面に対する法線方向
の辺の長さ）をａ、前記１辺と垂直な前記画像構成面の
もう１辺の長さをｂ（図１及び図７にて図示している）
とした場合について、以下に説明する。
【００１４】従来技術における図７の場合は、投射レン
ズ７の入射口径をΨとすると、ａ≦ｂ であれば、投射
レンズ７のＦナンバーｆが、２≦ｆ≦３とした時、 ｛ｂ＋ｂ／（１.５×３）｝＜Ψ＜｛ｂ＋ｂ／（１.５×
２）｝ 一方、ａ＞ｂ であれば、投射レンズ７のＦナンバーｆ
が、２≦ｆ≦３とした時、 ｛ａ＋ｂ／（１.５×３）｝＜Ψ＜｛ａ＋ｂ／（１.５×
２）｝ となる。
ズ７の入射口径をΨとすると、ａ≦ｂ であれば、投射
レンズ７のＦナンバーｆが、２≦ｆ≦３とした時、 ｛ｂ＋ｂ／（１.５×３）｝＜Ψ＜｛ｂ＋ｂ／（１.５×
２）｝ 一方、ａ＞ｂ であれば、投射レンズ７のＦナンバーｆ
が、２≦ｆ≦３とした時、 ｛ａ＋ｂ／（１.５×３）｝＜Ψ＜｛ａ＋ｂ／（１.５×
２）｝ となる。
【００１５】一方、図１に示す本発明に係る実施形態の
場合、投射レンズ７の入射口径をφとすると、ａ≦ｂ
であれば、投射レンズ７のＦナンバーｆが、２≦ｆ≦３
とした時、 ｛ｂ＋ｂ／３｝＜φ＜｛ｂ＋ｂ／２｝ 一方、ａ＞ｂ であれば、投射レンズ７のＦナンバーｆ
が、２≦ｆ≦３とした時、 ｛ａ＋ｂ／３｝＜φ＜｛ａ＋ｂ／２｝ と、投射レンズ７の入射口径φを大きくし、更には、偏
光分離素子としてＰＢＳプリズム１８を用いている図７
の従来例の投射レンズ７の入射口径Ψよりも更に大きく
する。
場合、投射レンズ７の入射口径をφとすると、ａ≦ｂ
であれば、投射レンズ７のＦナンバーｆが、２≦ｆ≦３
とした時、 ｛ｂ＋ｂ／３｝＜φ＜｛ｂ＋ｂ／２｝ 一方、ａ＞ｂ であれば、投射レンズ７のＦナンバーｆ
が、２≦ｆ≦３とした時、 ｛ａ＋ｂ／３｝＜φ＜｛ａ＋ｂ／２｝ と、投射レンズ７の入射口径φを大きくし、更には、偏
光分離素子としてＰＢＳプリズム１８を用いている図７
の従来例の投射レンズ７の入射口径Ψよりも更に大きく
する。
【００１６】上記不等式において、左辺及び右辺の第１
項は、反射型画像構成素子６の画像構成面全体をカバー
するために必要なサイズ、左辺及び右辺の第２項は、必
要なＦナンバーｆにおける光の広がり分をカバーするた
めのサイズの増分である。なお、図１の場合は、偏光分
離素子としてワイヤーグリッド偏光分離素子４を用いて
いるが、一方、図７の場合は、偏光分離素子としてＰＢ
Ｓプリズム１８を用いているため、焦点距離の空気換算
長が（１／１.５）となっている。また、図１及び図７
においては、分かりやすくするため、「反射型画像構成
素子６」、「ワイヤーグリッド偏光分離素子４、あるい
は、ＰＢＳプリズム１８」、「投射レンズ７」のそれぞ
れの間に間隙を設けて空けて図示しているが、実際には
ごく小さな距離しか離れていない。
項は、反射型画像構成素子６の画像構成面全体をカバー
するために必要なサイズ、左辺及び右辺の第２項は、必
要なＦナンバーｆにおける光の広がり分をカバーするた
めのサイズの増分である。なお、図１の場合は、偏光分
離素子としてワイヤーグリッド偏光分離素子４を用いて
いるが、一方、図７の場合は、偏光分離素子としてＰＢ
Ｓプリズム１８を用いているため、焦点距離の空気換算
長が（１／１.５）となっている。また、図１及び図７
においては、分かりやすくするため、「反射型画像構成
素子６」、「ワイヤーグリッド偏光分離素子４、あるい
は、ＰＢＳプリズム１８」、「投射レンズ７」のそれぞ
れの間に間隙を設けて空けて図示しているが、実際には
ごく小さな距離しか離れていない。
【００１７】従って、従来技術においては、投射レンズ
７の入射口径Ψを｛ｂ＋ｂ／３｝以上（ａ≦ｂの場
合）、あるいは、｛ａ＋ｂ／３｝以上（ａ＞ｂの場合）
にすることは適当ではなかったが、本発明においては、
投射レンズ７の入射口径φを ｛ｂ＋ｂ／３｝＜φ＜｛ｂ＋ｂ／２｝ （ａ≦ｂの場
合）、 あるいは、 ｛ａ＋ｂ／３｝＜φ＜｛ａ＋ｂ／２｝ （ａ＞ｂの場
合） と、大きくすることによって、反射型画像構成素子６か
らの光を効率よく拾うことができる最適な構成となる。
７の入射口径Ψを｛ｂ＋ｂ／３｝以上（ａ≦ｂの場
合）、あるいは、｛ａ＋ｂ／３｝以上（ａ＞ｂの場合）
にすることは適当ではなかったが、本発明においては、
投射レンズ７の入射口径φを ｛ｂ＋ｂ／３｝＜φ＜｛ｂ＋ｂ／２｝ （ａ≦ｂの場
合）、 あるいは、 ｛ａ＋ｂ／３｝＜φ＜｛ａ＋ｂ／２｝ （ａ＞ｂの場
合） と、大きくすることによって、反射型画像構成素子６か
らの光を効率よく拾うことができる最適な構成となる。
【００１８】次に、図２に示すプロジェクション光学装
置の構成図を用いて、本発明に係るプロジェクション光
学装置の第２の実施形態について説明する。図２におい
ては、反射型画像構成素子６の前面に入射光を平行光と
するための集光レンズ５を備えさせているものである。
尚、図１及び図７乃至図９と等価な構成要素については
同一の符号を付している。図２において、光源１から出
た光が、照明系を構成するレンズ系２、偏光変換系３を
通して、適切な光路上の適切な偏光に変換され、ワイヤ
ーグリッド偏光分離素子４を透過し、集光レンズ５を経
て、反射型画像構成素子６に入射される。この際、レン
ズ系２と集光レンズ５との両方のレンズ作用の結果、集
光レンズ５から出射され、反射型画像構成素子６に入射
される光は、反射型画像構成素子６にとって、最良の性
能を発揮できる光となるように設計される。
置の構成図を用いて、本発明に係るプロジェクション光
学装置の第２の実施形態について説明する。図２におい
ては、反射型画像構成素子６の前面に入射光を平行光と
するための集光レンズ５を備えさせているものである。
尚、図１及び図７乃至図９と等価な構成要素については
同一の符号を付している。図２において、光源１から出
た光が、照明系を構成するレンズ系２、偏光変換系３を
通して、適切な光路上の適切な偏光に変換され、ワイヤ
ーグリッド偏光分離素子４を透過し、集光レンズ５を経
て、反射型画像構成素子６に入射される。この際、レン
ズ系２と集光レンズ５との両方のレンズ作用の結果、集
光レンズ５から出射され、反射型画像構成素子６に入射
される光は、反射型画像構成素子６にとって、最良の性
能を発揮できる光となるように設計される。
【００１９】即ち、レンズ系２から出射され、ワイヤー
グリッド偏光分離素子４に入射する光８は若干広がる光
束であり、更に、ワイヤーグリッド偏光分離素子４の入
射面全体に亘って、光８の入射角度は、一様ではなく、
ワイヤーグリッド偏光分離素子４の垂線方向を０°とし
た時、（４５°±１２°）の範囲内に広がる。これに対
して、反射型画像構成素子６の入射角度依存性から考え
て、ワイヤーグリッド偏光分離素子４から出射される光
は、ほぼ平行な光にして反射型画像構成素子６に入射す
ることが最適である。
グリッド偏光分離素子４に入射する光８は若干広がる光
束であり、更に、ワイヤーグリッド偏光分離素子４の入
射面全体に亘って、光８の入射角度は、一様ではなく、
ワイヤーグリッド偏光分離素子４の垂線方向を０°とし
た時、（４５°±１２°）の範囲内に広がる。これに対
して、反射型画像構成素子６の入射角度依存性から考え
て、ワイヤーグリッド偏光分離素子４から出射される光
は、ほぼ平行な光にして反射型画像構成素子６に入射す
ることが最適である。
【００２０】そこで、集光レンズ５により光束を絞り込
み、平行光として反射型画像構成素子６に入射するよう
に設計される。尚、偏光分離手段であるワイヤーグリッ
ド偏光分離素子４の光の反射率及び透過率などの性能に
ついては、入射光の入射角依存性が低く、該入射光の入
射角度が５７°以下かつ３３°以上の範囲において、常
に、該ワイヤーグリッド偏光分離素子４の光の反射率及
び透過率のそれぞれの最高値の９０％以上の性能である
ならば、画像面内の均一性の高いものとなる。
み、平行光として反射型画像構成素子６に入射するよう
に設計される。尚、偏光分離手段であるワイヤーグリッ
ド偏光分離素子４の光の反射率及び透過率などの性能に
ついては、入射光の入射角依存性が低く、該入射光の入
射角度が５７°以下かつ３３°以上の範囲において、常
に、該ワイヤーグリッド偏光分離素子４の光の反射率及
び透過率のそれぞれの最高値の９０％以上の性能である
ならば、画像面内の均一性の高いものとなる。
【００２１】図２において、反射型画像構成素子６によ
って、画像を構成された光は、再び、反射型画像構成素
子６の入射面と同一の面から出射される。この光が、再
び、集光レンズ５を経て、光１０としてワイヤーグリッ
ド偏光分離素子４に戻される。ワイヤーグリッド偏光分
離素子４は、偏光が変化していない光は、透過させるよ
うに作用し、偏光が変化した光に対しては、反射させる
ように作用して、投射レンズ７へ光１１を入射する。こ
こで、反射型画像構成素子６を反射した光の広がりは、
集光レンズ５によって絞られ、ワイヤーグリッド偏光分
離素子４を経て投射レンズ７の入射口へ届く。集光レン
ズ５を適当に設計することによって、投射レンズ７のレ
ンズバックが長いにも拘わらず、投射レンズ７の入射口
径を大きくすること無く、同じ明るさを維持することが
できる（即ち、光利用効率を落とさない）。
って、画像を構成された光は、再び、反射型画像構成素
子６の入射面と同一の面から出射される。この光が、再
び、集光レンズ５を経て、光１０としてワイヤーグリッ
ド偏光分離素子４に戻される。ワイヤーグリッド偏光分
離素子４は、偏光が変化していない光は、透過させるよ
うに作用し、偏光が変化した光に対しては、反射させる
ように作用して、投射レンズ７へ光１１を入射する。こ
こで、反射型画像構成素子６を反射した光の広がりは、
集光レンズ５によって絞られ、ワイヤーグリッド偏光分
離素子４を経て投射レンズ７の入射口へ届く。集光レン
ズ５を適当に設計することによって、投射レンズ７のレ
ンズバックが長いにも拘わらず、投射レンズ７の入射口
径を大きくすること無く、同じ明るさを維持することが
できる（即ち、光利用効率を落とさない）。
【００２２】ワイヤーグリッド偏光分離素子４は、反射
型画像構成素子６から投射レンズ７の入射口までの光路
の中に占める割合が小さくなる（往路においては、光を
透過するので、「ワイヤーグリッド偏光分離素子４の厚
み」×√２（概略４５°で入射する故）、復路において
は、光を反射するのみで、略０と考えられる）。即ち、
上記集光レンズ５を除いた時の、ワイヤーグリッド偏光
分離素子４と投射レンズ７との間の光路距離即ち光路の
空間上の長さＬと、該光路距離Ｌ中に占める屈折率１.
５以上の物質即ちワイヤーグリッド偏光分離素子４など
の長さの合計Ｌａ（この場合、略０、実際には、ガラ
ス、フィルムなどが光路上に存在する）は、 Ｌａ＜０.１×Ｌ の関係となることが好ましい。
型画像構成素子６から投射レンズ７の入射口までの光路
の中に占める割合が小さくなる（往路においては、光を
透過するので、「ワイヤーグリッド偏光分離素子４の厚
み」×√２（概略４５°で入射する故）、復路において
は、光を反射するのみで、略０と考えられる）。即ち、
上記集光レンズ５を除いた時の、ワイヤーグリッド偏光
分離素子４と投射レンズ７との間の光路距離即ち光路の
空間上の長さＬと、該光路距離Ｌ中に占める屈折率１.
５以上の物質即ちワイヤーグリッド偏光分離素子４など
の長さの合計Ｌａ（この場合、略０、実際には、ガラ
ス、フィルムなどが光路上に存在する）は、 Ｌａ＜０.１×Ｌ の関係となることが好ましい。
【００２３】かかる場合においては、前記光路距離Ｌの
光路全体に対して屈折率の高い物質が挿入されることに
よる影響は、多くてもせいぜい１０％程度であり、該物
質が光弾性係数の特に小さくない物質であっても、複屈
折の生じる度合いは非常に小さく、光路の大部分を占め
る空気では複屈折が生じないため、複屈折の問題はほと
んど生じない。
光路全体に対して屈折率の高い物質が挿入されることに
よる影響は、多くてもせいぜい１０％程度であり、該物
質が光弾性係数の特に小さくない物質であっても、複屈
折の生じる度合いは非常に小さく、光路の大部分を占め
る空気では複屈折が生じないため、複屈折の問題はほと
んど生じない。
【００２４】上記投射レンズ７を一例としている次段の
光学部品には、その入射口とその入射角度特性に合わせ
た入射光が入るように集光レンズ５を設計することがで
きる。偏光分離手段であるワイヤーグリッド偏光分離素
子４の次段の光学部品が投射レンズ７、あるいは、投射
レンズ７を含む光学部品の組み合わせである時、集光レ
ンズ５の設計によって、特に、その投射レンズ７をより
明るい性能のものに改善することができる。集光レンズ
５によって、反射型画像構成素子６の反射光を絞ること
ができるため、通常、反射型画像構成素子６にとって最
適となるＦナンバー２.８より大きなＦナンバーの（暗
い）投射レンズによっても充分な性能を引き出すことが
できる。また、集光レンズ５によって、反射型画像構成
素子６の反射光を絞り込む構成であるため、投射レンズ
７の周辺部による投影においても良好な性能を維持する
ことができる。
光学部品には、その入射口とその入射角度特性に合わせ
た入射光が入るように集光レンズ５を設計することがで
きる。偏光分離手段であるワイヤーグリッド偏光分離素
子４の次段の光学部品が投射レンズ７、あるいは、投射
レンズ７を含む光学部品の組み合わせである時、集光レ
ンズ５の設計によって、特に、その投射レンズ７をより
明るい性能のものに改善することができる。集光レンズ
５によって、反射型画像構成素子６の反射光を絞ること
ができるため、通常、反射型画像構成素子６にとって最
適となるＦナンバー２.８より大きなＦナンバーの（暗
い）投射レンズによっても充分な性能を引き出すことが
できる。また、集光レンズ５によって、反射型画像構成
素子６の反射光を絞り込む構成であるため、投射レンズ
７の周辺部による投影においても良好な性能を維持する
ことができる。
【００２５】また、集光レンズ５は、ワイヤーグリッド
偏光分離素子４と反射型画像構成素子６との間に位置す
る主なものであるため、集光レンズ５が複屈折が生じに
くい光弾性係数Ｂとして、 ｛Ｂ（１０-12×Ｐａ）｝＜１.０（単位：ｎｍ／ｃｍ／
１０5Ｐａ） の関係になるように構成したならば、コントラスト性
能、ユニフォミティーを高くすることができる。
偏光分離素子４と反射型画像構成素子６との間に位置す
る主なものであるため、集光レンズ５が複屈折が生じに
くい光弾性係数Ｂとして、 ｛Ｂ（１０-12×Ｐａ）｝＜１.０（単位：ｎｍ／ｃｍ／
１０5Ｐａ） の関係になるように構成したならば、コントラスト性
能、ユニフォミティーを高くすることができる。
【００２６】次に、本発明に係るプロジェクション光学
装置の第３の実施形態を図３及び図４に示す。尚、図１
及び図２と等価な構成要素には同一の符号を付してい
る。ここに、図３は、本発明に係るプロジェクション光
学装置の第３の実施形態を示す構成図であり、図４は、
図３に示すプロジェクション光学装置の第３の実施形態
を示す全体構成図である。
装置の第３の実施形態を図３及び図４に示す。尚、図１
及び図２と等価な構成要素には同一の符号を付してい
る。ここに、図３は、本発明に係るプロジェクション光
学装置の第３の実施形態を示す構成図であり、図４は、
図３に示すプロジェクション光学装置の第３の実施形態
を示す全体構成図である。
【００２７】図３において、符号１３は反射型画像構成
素子６の光学軸中心から位置をシフトさせた集光レンズ
であり、後段に位置する投射レンズを含む組み合わせ１
２も集光レンズ１３のシフトにあわせ、位置がシフトし
ている。ここに、投射レンズを含む組み合わせ１２は、
複数のレンズ類や折り返しのミラー、プリズム、投射レ
ンズ部などから構成されている。図４は、図３のプロジ
ェクション光学装置から投影された反射型画像構成素子
６の画像の光路を光線１４によって示し、画像の該光路
の光軸中心を線１５によって示している。尚、符号１６
はスクリーンである。以上のような反射型画像構成素子
６の光学軸中心から、集光レンズ１３、投射レンズを含
む組み合わせ１２の光軸中心をずらしたレンズシフト方
式の場合、投射レンズを含む組み合わせ１２からスクリ
ーン１６までの投射距離を短くすることが可能となる。
素子６の光学軸中心から位置をシフトさせた集光レンズ
であり、後段に位置する投射レンズを含む組み合わせ１
２も集光レンズ１３のシフトにあわせ、位置がシフトし
ている。ここに、投射レンズを含む組み合わせ１２は、
複数のレンズ類や折り返しのミラー、プリズム、投射レ
ンズ部などから構成されている。図４は、図３のプロジ
ェクション光学装置から投影された反射型画像構成素子
６の画像の光路を光線１４によって示し、画像の該光路
の光軸中心を線１５によって示している。尚、符号１６
はスクリーンである。以上のような反射型画像構成素子
６の光学軸中心から、集光レンズ１３、投射レンズを含
む組み合わせ１２の光軸中心をずらしたレンズシフト方
式の場合、投射レンズを含む組み合わせ１２からスクリ
ーン１６までの投射距離を短くすることが可能となる。
【００２８】図５は、図２に示すプロジェクション光学
装置の構成に対して更に位相遅延機能を有するリターダ
ーフィルム２０をワイヤーグリッド偏光分離素子４（厳
密には、集光レンズ５）と反射型画像構成素子６との間
に付加した実施例の一つである。ワイヤーグリッド偏光
分離素子４から反射型画像構成素子６へ向かい、そこで
反射して再びワイヤーグリッド偏光分離素子４に至る光
は、途中、２回リターダーフィルム２０を通過するが、
その２回の通過によって、ワイヤーグリッド偏光分離素
子４に戻ってくる光１０の任意のある角度の偏光成分だ
けを、該偏光成分と９０°角度が異なる偏光成分に対し
て、選択的に予め定めた一定の位相遅延を生ぜしめ、最
適な量（例えば、往路と復路それぞれで４５°ずつ回転
させ、合計９０°とする場合がある）だけ回転させるこ
とによって、ワイヤーグリッド偏光分離素子４における
偏光角度のずれによる漏れ光をなくし、面内の輝度、コ
ントラストの不均一を無くすことができる。ここに、リ
ターダーフィルム２０は２回の光の通過によって、通過
する光１０が所望する偏光角の回転となるものが選ばれ
る。
装置の構成に対して更に位相遅延機能を有するリターダ
ーフィルム２０をワイヤーグリッド偏光分離素子４（厳
密には、集光レンズ５）と反射型画像構成素子６との間
に付加した実施例の一つである。ワイヤーグリッド偏光
分離素子４から反射型画像構成素子６へ向かい、そこで
反射して再びワイヤーグリッド偏光分離素子４に至る光
は、途中、２回リターダーフィルム２０を通過するが、
その２回の通過によって、ワイヤーグリッド偏光分離素
子４に戻ってくる光１０の任意のある角度の偏光成分だ
けを、該偏光成分と９０°角度が異なる偏光成分に対し
て、選択的に予め定めた一定の位相遅延を生ぜしめ、最
適な量（例えば、往路と復路それぞれで４５°ずつ回転
させ、合計９０°とする場合がある）だけ回転させるこ
とによって、ワイヤーグリッド偏光分離素子４における
偏光角度のずれによる漏れ光をなくし、面内の輝度、コ
ントラストの不均一を無くすことができる。ここに、リ
ターダーフィルム２０は２回の光の通過によって、通過
する光１０が所望する偏光角の回転となるものが選ばれ
る。
【００２９】図６は、図１に示す本発明に係るプロジェ
クション光学装置の第１の実施形態の偏光変換系及び反
射型画像構成素子の配置を変更したプロジェクション光
学装置の構成図である。即ち、図６に示すように、偏光
変換系３′を、前述の各実施例における、偏光変換系３
から、おおよそ、光軸を回転の中心として９０°回転さ
せることによって、偏光変換系３′から出射される偏光
の角度を前述の各実施例の偏光変換系３からの出射光と
９０°変えると共に、反射型画像構成素子６の位置を変
えたものであり、偏光変換系３′を出射した偏光は、ワ
イヤーグリッド偏光分離素子４で反射され、反射型画像
構成素子６に入射され、更に、反射型画像構成素子６で
反射された後、ワイヤーグリッド偏光分離素子４を透過
した光は投射レンズ７へ入射されて、投影される。
クション光学装置の第１の実施形態の偏光変換系及び反
射型画像構成素子の配置を変更したプロジェクション光
学装置の構成図である。即ち、図６に示すように、偏光
変換系３′を、前述の各実施例における、偏光変換系３
から、おおよそ、光軸を回転の中心として９０°回転さ
せることによって、偏光変換系３′から出射される偏光
の角度を前述の各実施例の偏光変換系３からの出射光と
９０°変えると共に、反射型画像構成素子６の位置を変
えたものであり、偏光変換系３′を出射した偏光は、ワ
イヤーグリッド偏光分離素子４で反射され、反射型画像
構成素子６に入射され、更に、反射型画像構成素子６で
反射された後、ワイヤーグリッド偏光分離素子４を透過
した光は投射レンズ７へ入射されて、投影される。
【００３０】
【発明の効果】本発明に係るプロジェクション光学装置
によれば、複屈折によるコントラスト、ユニフォミティ
ーを改善し、且つ、光利用効率を低下させないことが可
能となる。即ち、投射レンズの入射口径を最適なサイズ
に選ぶことによって、あるいは、集光レンズの最適設計
によって、投射レンズを光利用効率の良い、より明るい
性能のものとすることが可能となる。換言すれば、反射
型画像構成素子にとって最適となるＦナンバー２．８よ
り大きなＦナンバーの（暗い）投射レンズによっても充
分な性能を引き出すことが可能となる。
によれば、複屈折によるコントラスト、ユニフォミティ
ーを改善し、且つ、光利用効率を低下させないことが可
能となる。即ち、投射レンズの入射口径を最適なサイズ
に選ぶことによって、あるいは、集光レンズの最適設計
によって、投射レンズを光利用効率の良い、より明るい
性能のものとすることが可能となる。換言すれば、反射
型画像構成素子にとって最適となるＦナンバー２．８よ
り大きなＦナンバーの（暗い）投射レンズによっても充
分な性能を引き出すことが可能となる。
【００３１】また、集光レンズによる偏光の乱れが小さ
く、偏光分離素子の入射角度の違いによる性能の差が小
さいため、コントラスト性能、ユニフォミティーを高く
維持することが可能となる。更に、光軸中心をずらした
所謂レンズシフト方式にも好適に適用でき、上記のよう
な本発明の効果を維持したまま、投射レンズからスクリ
ーンまでの投射距離を短くすることが可能となる。
く、偏光分離素子の入射角度の違いによる性能の差が小
さいため、コントラスト性能、ユニフォミティーを高く
維持することが可能となる。更に、光軸中心をずらした
所謂レンズシフト方式にも好適に適用でき、上記のよう
な本発明の効果を維持したまま、投射レンズからスクリ
ーンまでの投射距離を短くすることが可能となる。
【００３２】反射型画像構成素子と偏光分離素子との間
にリターダー素子を設け、かつ、該リターダー素子が任
意のある角度の偏光成分だけを、該偏光成分と９０°角
度が異なる偏光成分に対して、選択的に予め定めたある
一定の位相遅延を生じせしめるものとすることによっ
て、投影画像における面内均一性を高めることができ
る。
にリターダー素子を設け、かつ、該リターダー素子が任
意のある角度の偏光成分だけを、該偏光成分と９０°角
度が異なる偏光成分に対して、選択的に予め定めたある
一定の位相遅延を生じせしめるものとすることによっ
て、投影画像における面内均一性を高めることができ
る。
【００３３】偏光変換系から出射される偏光の角度を前
述の各効果を得る場合の偏光変換系からの出射光とは９
０°変更することを可能とし、当該偏光変換系を出射し
た光が、偏光分離素子で反射されて、反射型画像構成素
子に入射され、更に、反射型画像構成素子で反射された
後、偏光分離素子を透過した光が投射レンズ７へ入射さ
れる構成とすることによって、同じ光学性能を維持した
まま、反射型画像構成素子の設置位置を変えることがで
き、即ち、反射型パネル、及び、該反射型パネルの駆動
電気回路基板のレイアウトの自由度を高めることができ
る。
述の各効果を得る場合の偏光変換系からの出射光とは９
０°変更することを可能とし、当該偏光変換系を出射し
た光が、偏光分離素子で反射されて、反射型画像構成素
子に入射され、更に、反射型画像構成素子で反射された
後、偏光分離素子を透過した光が投射レンズ７へ入射さ
れる構成とすることによって、同じ光学性能を維持した
まま、反射型画像構成素子の設置位置を変えることがで
き、即ち、反射型パネル、及び、該反射型パネルの駆動
電気回路基板のレイアウトの自由度を高めることができ
る。
【図１】本発明に係るプロジェクション光学装置の第１
の実施形態を示す構成図である。
の実施形態を示す構成図である。
【図２】本発明に係るプロジェクション光学装置の第２
の実施形態を示す構成図である。
の実施形態を示す構成図である。
【図３】本発明に係るプロジェクション光学装置の第３
の実施形態を示す構成図である。
の実施形態を示す構成図である。
【図４】本発明に係るプロジェクション光学装置の第３
の実施形態を示す全体構成図である。
の実施形態を示す全体構成図である。
【図５】図２に示す本発明にかかるプロジェクション光
学装置の第２の実施形態に更にリターダー素子を付加し
たプロジェクション光学装置の構成図である。
学装置の第２の実施形態に更にリターダー素子を付加し
たプロジェクション光学装置の構成図である。
【図６】図１に示す本発明に係るプロジェクション光学
装置の第１の実施形態の偏光変換系及び反射型画像構成
素子の配置を変更したプロジェクション光学装置の構成
図である。
装置の第１の実施形態の偏光変換系及び反射型画像構成
素子の配置を変更したプロジェクション光学装置の構成
図である。
【図７】反射型液晶パネルとＰＢＳプリズムとを用いた
従来のプロジェクション光学装置の構成図である。
従来のプロジェクション光学装置の構成図である。
【図８】ワイヤーグリッド偏光分離素子を用いた従来の
プロジェクション光学装置の構成図である。
プロジェクション光学装置の構成図である。
【図９】図８を等価な構成に書き換えたワイヤーグリッ
ド偏光分離素子を用いた従来のプロジェクション光学装
置の構成図である。
ド偏光分離素子を用いた従来のプロジェクション光学装
置の構成図である。
１…光源、２，１９…レンズ系、３，３′…偏光変換
系、４…ワイヤーグリッド偏光分離素子、５，１３…集
光レンズ、６…反射型画像構成素子、７…投射レンズ、
１２…投射レンズを含む組み合わせ、１４…光線、１５
…光軸中心線、１６，１７…スクリーン、１８…ＰＢＳ
プリズム、２０…リターダーフィルム。
系、４…ワイヤーグリッド偏光分離素子、５，１３…集
光レンズ、６…反射型画像構成素子、７…投射レンズ、
１２…投射レンズを含む組み合わせ、１４…光線、１５
…光軸中心線、１６，１７…スクリーン、１８…ＰＢＳ
プリズム、２０…リターダーフィルム。
─────────────────────────────────────────────────────
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）
Ｈ０４Ｎ 5/74 Ｈ０４Ｎ 5/74 Ａ
(72)発明者 猪子 和宏
大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ
ャープ株式会社内
(72)発明者 細田 康太郎
大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ
ャープ株式会社内
(72)発明者 椎名 浩
大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ
ャープ株式会社内
Ｆターム(参考） 2H088 EA13 EA16 HA20 HA24 HA28
MA06
2H091 FA08 FA10 FA26 FA41 LA30
MA07
2K103 AA14 AA16 AB10 BC15 BC23
BC26
5C058 AA06 BA35
Claims (11)
- 【請求項１】 光源と、該光源からの光を集光するレン
ズと、該レンズにより集光された光の偏光面を揃える偏
光手段と、該偏光手段を通過した光の光路上に設置さ
れ、光の偏光面により光を透過または入射光路と異なる
方向に反射する偏光分離手段と、該偏光分離手段を透過
した光により画像を構成し、光の偏光面を回転させて入
射光路方向に反射する画像構成手段と、該画像構成手段
で反射され、更に前記偏光分離手段で反射された光が入
射される投射レンズと、を具備したプロジェクション光
学装置において、前記画像構成手段から前記偏光分離手
段へ進む光の光軸ベクトルと、前記偏光分離手段から前
記投射レンズへ進む光の光軸ベクトルとの２ベクトルか
ら概略定まる平面に対して、前記画像構成手段の矩形状
の画像構成面の各辺の内、概略法線方向となる１辺の長
さをａとし、それと垂直なもう１辺の長さをｂとした時 ａ≦ｂであれば、（ｂ＋ｂ／３）＜φ＜（ｂ＋ｂ／２） ａ＞ｂであれば、（ａ＋ｂ／３）＜φ＜（ａ＋ｂ／２） となるφを、入射口径とした前記投射レンズを有するこ
とを特徴とするプロジェクション光学装置。 - 【請求項２】 光源と、該光源からの光を集光するレン
ズと、該レンズにより集光された光の偏光面を揃える偏
光手段と、該偏光手段を通過した光の光路上に設置さ
れ、光の偏光面により光を透過または入射光路と異なる
方向に反射する偏光分離手段と、該偏光分離手段を透過
した光により画像を構成し、光の偏光面を回転させて入
射光路方向に反射する画像構成手段と、該画像構成手段
で反射され、更に前記偏光分離手段で反射された光が入
射される投射レンズと、を具備したプロジェクション光
学装置において、前記偏光分離手段と前記画像構成手段
との間の光路上に集光レンズを設置したことを特徴とす
るプロジェクション光学装置。 - 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載のプロジ
ェクション光学装置において、前記画像構成手段と前記
投射レンズとの間の光路距離をＬとし、該光路距離Ｌ内
で前記偏光分離手段の占める距離をＬａとした場合、 Ｌａ＜０.１×Ｌ の関係を満たすことを特徴とするプロジェクション光学
装置。 - 【請求項４】 請求項２または請求項３に記載のプロジ
ェクション光学装置において、前記集光レンズは、前記
画像構成手段への入射光が略平行光となるように集光す
ることを特徴とするプロジェクション光学装置。 - 【請求項５】 請求項２乃至請求項４の何れかに記載の
プロジェクション光学装置において、前記集光レンズの
光弾性係数Ｂが、 ｛Ｂ（１０-12×Ｐａ）｝＜１.０（単位：ｎｍ／ｃｍ／
１０5Ｐａ） の関係にあることを特徴とするプロジェクション光学装
置。 - 【請求項６】 請求項１乃至請求項５の何れかに記載の
プロジェクション光学装置において、前記投射レンズ
は、Ｆナンバーが２.８以上であることを特徴とするプ
ロジェクション光学装置。 - 【請求項７】 請求項１乃至請求項６の何れかに記載の
プロジェクション光学装置において、前記偏光分離手段
の光の反射率及び透過率が、光の入射角度が５７°以下
かつ３３°以上の範囲において、前記偏光分離手段の光
の反射率及び透過率のそれぞれの最高値の９０％以上の
値であることを特徴とするプロジェクション光学装置。 - 【請求項８】 請求項１乃至請求項７の何れかに記載の
プロジェクション光学装置において、前記偏光分離手段
は、ワイヤーグリッド偏光分離素子であることを特徴と
するプロジェクション光学装置。 - 【請求項９】 請求項２乃至請求項８の何れかに記載の
プロジェクション光学装置において、前記集光レンズ及
び前記投射レンズが、光学軸中心から偏心していること
を特徴とするプロジェクション光学装置。 - 【請求項１０】 請求項１乃至請求項９の何れかに記載
のプロジェクション光学装置において、前記画像構成手
段と前記偏光分離手段との間にリターダー素子を設け、
該リターダー素子が任意のある角度の偏光成分だけを、
該偏光成分と９０°角度が異なる偏光成分に対して、選
択的に予め定めたある一定の位相遅延を生じせしめるも
のであることを特徴とするプロジェクション光学装置。 - 【請求項１１】 請求項１乃至請求項１０の何れかに記
載のプロジェクション光学装置において、偏光手段を、
請求項１乃至請求項１０の何れかに記載の前記偏光手段
とは９０°異なる偏光を出力するように設置し、当該偏
光手段から出射された該偏光が、前記偏光分離手段で反
射されて、前記画像構成手段に入射され、前記画像構成
手段で反射された光が、前記偏光分離手段を透過して、
前記投射レンズに入射される構成としたことを特徴とす
るプロジェクション光学装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002118492A JP2003202629A (ja) | 2001-11-05 | 2002-04-19 | プロジェクション光学装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001338814 | 2001-11-05 | ||
| JP2001-338814 | 2001-11-05 | ||
| JP2002118492A JP2003202629A (ja) | 2001-11-05 | 2002-04-19 | プロジェクション光学装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003202629A true JP2003202629A (ja) | 2003-07-18 |
Family
ID=27666874
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002118492A Pending JP2003202629A (ja) | 2001-11-05 | 2002-04-19 | プロジェクション光学装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003202629A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007500859A (ja) * | 2003-07-23 | 2007-01-18 | トムソン ライセンシング | ２重プリズムにおける偏光リサイクリングを有する照明装置 |
| JP2011141541A (ja) * | 2009-12-09 | 2011-07-21 | Asahi Kasei E-Materials Corp | 投影型映像表示機器 |
| TWI409571B (zh) * | 2004-07-29 | 2013-09-21 | Moxtek Inc | 用以安裝光束分離器與空間光之調變器之殼體及用於一光學組件之殼體裝置 |
| WO2016147580A1 (ja) * | 2015-03-13 | 2016-09-22 | セイコーエプソン株式会社 | プロジェクター |
| JP2017173832A (ja) * | 2011-10-14 | 2017-09-28 | 旭化成株式会社 | ワイヤグリッド偏光板、投影型映像表示機器、及びワイヤグリッド偏光板の製造方法 |
-
2002
- 2002-04-19 JP JP2002118492A patent/JP2003202629A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2007500859A (ja) * | 2003-07-23 | 2007-01-18 | トムソン ライセンシング | ２重プリズムにおける偏光リサイクリングを有する照明装置 |
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| WO2016147580A1 (ja) * | 2015-03-13 | 2016-09-22 | セイコーエプソン株式会社 | プロジェクター |
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