JP2009175308A - Projector - Google Patents

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JP2009175308A
JP2009175308A JP2008012302A JP2008012302A JP2009175308A JP 2009175308 A JP2009175308 A JP 2009175308A JP 2008012302 A JP2008012302 A JP 2008012302A JP 2008012302 A JP2008012302 A JP 2008012302A JP 2009175308 A JP2009175308 A JP 2009175308A
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lens array
lens
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projector
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JP2008012302A
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Toshihiro Shimizu
俊浩 清水
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Seiko Epson Corp
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Seiko Epson Corp
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a projector equipped with an illumination system capable of effectively taking in luminous flux from a light source into a first lens array. <P>SOLUTION: A light source device 10 has a difference of a light condensed state between in a direction X and in a direction Y. Thereby, the cross-sectional shape of the luminous flux emitted from the light source device 10 is adjusted to prevent the loss of light quantity in which the luminous flux going toward the first lens array 23 via a reflector 12 from a light emitting tube 11 is intercepted in such a state that it partially projects to the outside of the first lens array 23. Furthermore, since a plurality of element lenses 23a constituting the first lens array 23 have a difference of power between in the direction X and in the direction Y so as to cancel the difference of the light condensed state of the light source device 10, the luminous flux emitted from the first and the second lens arrays 23 and 24 enters a superposing lens 25 or the like in an appropriate convergent state or divergent state. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、液晶パネル等の光変調装置によって形成した画像をスクリーン上に投射する
プロジェクタに関する。
The present invention relates to a projector that projects an image formed by a light modulation device such as a liquid crystal panel on a screen.

プロジェクタとして、例えば、光源部から射出された白色光を反射するリフレクタと、
光源部やリフレクタからの光束を均一化する第1及び第2レンズアレイと、両レンズアレ
イを経た光束の偏光方向を揃える偏光変換素子と、両レンズアレイを経た光束を重畳させ
るための重畳レンズとを備えるものが存在する(特許文献1参照)。
特開2005−164838号公報
As a projector, for example, a reflector that reflects white light emitted from the light source unit;
A first lens array and a second lens array for uniformizing the light flux from the light source section and the reflector; a polarization conversion element for aligning the polarization direction of the light flux that has passed through both lens arrays; and a superimposing lens for superimposing the light flux that has passed through both lens arrays. There exists a thing provided with (refer patent document 1).
JP 2005-164838 A

しかし、上記のようなプロジェクタでは、第1レンズアレイの縦横の長さが異なってお
り、例えばこのような長さの差が大きくなった場合、光源部からリフレクタを介して射出
された円形断面の白色光が、特定方向において部分的に第1レンズアレイ外にはみ出して
遮光される傾向を生じる。ここで、光源部からの白色光の光束断面を相対的に小さくして
第1レンズアレイ中に完全に収めることも考えられるが、この場合、上記特定方向に垂直
な方向に関して第1レンズアレイが有効に活用されず、照明光の均一性が劣化する可能性
がある。
However, in the projector as described above, the vertical and horizontal lengths of the first lens array are different. For example, when such a difference in length becomes large, the circular cross-section emitted from the light source unit via the reflector is different. White light tends to be partially shielded from the first lens array in a specific direction. Here, it is conceivable that the light beam cross section of the white light from the light source unit is made relatively small so as to be completely accommodated in the first lens array. In this case, however, the first lens array is in the direction perpendicular to the specific direction. There is a possibility that the uniformity of the illumination light is deteriorated without being effectively utilized.

そこで、本発明は、光源からの光束を第1レンズアレイに無駄なく取り込むことができ
る照明系を備えるプロジェクタを提供することを目的とする。
SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to provide a projector including an illumination system that can take a light beam from a light source into a first lens array without waste.

上記課題を解決するため、本発明に係るプロジェクタは、(a)発光管と、当該発光管
からの光束を前方に反射する反射鏡とを有する光源と、(b)光源から射出された光束を
複数の要素レンズによって複数の部分光束に分割する第1レンズアレイと、(c)第1レ
ンズアレイから射出された複数の分割光束の状態を複数の要素レンズによって個別に調整
する第2レンズアレイと、(d)第2レンズアレイを経た複数の分割光束をそれぞれ対象
とする被照明領域に重畳して入射させる重畳レンズとを備え、(a1)上記光源は、シス
テム光軸に垂直な第1方向と、システム光軸及び第1方向に垂直な第2方向とで集光状態
の差を有することによって、光源から射出される光束の断面を調整し、(c1)上記第1
レンズアレイ及び第2レンズアレイのうち少なくとも一方を構成する複数の要素レンズは
、光源の集光状態の差を相殺する傾向となるように、第1方向と第2方向とでパワーの差
を有する。
In order to solve the above problems, a projector according to the present invention includes (a) a light source having a light emitting tube and a reflecting mirror that reflects the light beam from the light emitting tube forward, and (b) a light beam emitted from the light source. A first lens array that divides a plurality of partial light beams by a plurality of element lenses; and (c) a second lens array that individually adjusts the states of the plurality of divided light beams emitted from the first lens array by the plurality of element lenses. (D) a superimposing lens that superimposes a plurality of split light fluxes that have passed through the second lens array on a target illuminated area, and (a1) the light source has a first direction perpendicular to the system optical axis. And a system light axis and a second direction perpendicular to the first direction to adjust the cross-section of the light beam emitted from the light source by (c1) the first
The plurality of element lenses constituting at least one of the lens array and the second lens array have a power difference between the first direction and the second direction so as to tend to cancel the difference in the light collection state of the light source. .

上記プロジェクタによれば、光源が、第1方向と第2方向とで集光状態の差を有するこ
とによって光源から射出される光束の断面形状を調整するので、発光管から反射鏡を経て
第1レンズアレイに向かう光束が特定方向において部分的に第1レンズアレイ外にはみ出
して遮光され光量ロスが発生することを防止できる。ここで、少なくとも一方のレンズア
レイを構成する複数の要素レンズが、光源の集光状態の差を相殺する傾向となるように第
1方向と第2方向とでパワーの差を有するので、第1及び第2レンズアレイから射出され
た光束が、適切な収束状態又は発散状態で重畳レンズを含む次段の光学部品に入射するこ
とになる。これにより、重畳レンズを経た照明光は、被照明領域を比較的均一かつ効率的
に照明する状態となる。
According to the projector, since the light source adjusts the cross-sectional shape of the light beam emitted from the light source by having a difference in the condensed state between the first direction and the second direction, the first light source passes through the reflecting mirror from the arc tube. It is possible to prevent a light beam traveling toward the lens array from partially protruding outside the first lens array in a specific direction and being blocked and causing a light amount loss. Here, since the plurality of element lenses constituting at least one of the lens arrays have a difference in power between the first direction and the second direction so as to tend to cancel the difference in the light collection state of the light source. The light beam emitted from the second lens array is incident on the next optical component including the superimposing lens in an appropriate convergent state or divergent state. Thereby, the illumination light that has passed through the superimposing lens is in a state of illuminating the illuminated area relatively uniformly and efficiently.

また、本発明の具体的な態様又は側面によれば、上記プロジェクタにおいて、第1レン
ズアレイが、第1方向の長さと第2方向の長さとが異なる矩形状の輪郭を有する。この場
合、第1レンズアレイの矩形状の輪郭に合わせてこの第1レンズアレイを第1方向及び第
2方向に関して無駄なく照明することができる。
According to a specific aspect or aspect of the present invention, in the projector, the first lens array has a rectangular outline in which the length in the first direction is different from the length in the second direction. In this case, according to the rectangular outline of the first lens array, the first lens array can be illuminated without waste in the first direction and the second direction.

本発明の別の態様によれば、第1レンズアレイ及び第2レンズアレイのうち少なくとも
一方を構成する複数の要素レンズが、トーリック型の光学面を有する。この場合、いずれ
かのレンズアレイを構成する要素レンズの一方の面を特殊な形状とすることになる。
According to another aspect of the present invention, the plurality of element lenses constituting at least one of the first lens array and the second lens array have a toric type optical surface. In this case, one surface of the element lens constituting any lens array has a special shape.

本発明のさらに別の態様によれば、第1レンズアレイ及び第2レンズアレイのうち少な
くとも一方を構成する複数の要素レンズは、シリンドリカル型の光学面と球面型の光学面
とを有する。この場合、両レンズアレイを構成する要素レンズをシリンドリカル型や球面
型といった一般的な面形状とすることができる。
According to still another aspect of the present invention, the plurality of element lenses constituting at least one of the first lens array and the second lens array have a cylindrical optical surface and a spherical optical surface. In this case, the element lenses constituting both lens arrays can have a general surface shape such as a cylindrical type or a spherical type.

本発明のさらに別の態様によれば、光源が、反射鏡である楕円ミラーと、楕円ミラーか
らの光束を略平行にする凹レンズ等の平行化レンズとを備える。この場合、楕円ミラーで
回収した光源光を平行化レンズ介して平行光束として取り出すことができる。
According to still another aspect of the present invention, the light source includes an elliptical mirror that is a reflecting mirror, and a collimating lens such as a concave lens that makes the light beam from the elliptical mirror substantially parallel. In this case, the light source light collected by the elliptical mirror can be extracted as a parallel light flux through the collimating lens.

本発明のさらに別の態様によれば、平行化レンズが、トーリック型の光学面を有する。
この場合、平行化レンズの一方の面を特殊な形状とすることになる。
According to still another aspect of the present invention, the collimating lens has a toric type optical surface.
In this case, one surface of the collimating lens has a special shape.

本発明のさらに別の態様によれば、平行化レンズが、シリンドリカル型の光学面と球面
型の光学面とを有する。この場合、平行化レンズをシリンドリカル型や球面型といった一
般的な面形状とすることができる。
According to still another aspect of the present invention, the collimating lens has a cylindrical optical surface and a spherical optical surface. In this case, the collimating lens can have a general surface shape such as a cylindrical type or a spherical type.

本発明のさらに別の態様によれば、反射鏡が、トーリック型の反射面を有する。この場
合、反射鏡の反射面を特殊な形状とすることになる。
According to still another aspect of the invention, the reflecting mirror has a toric reflecting surface. In this case, the reflecting surface of the reflecting mirror has a special shape.

本発明のさらに別の態様によれば、光源からの光束の偏光方向を揃えるため、偏光分離
膜と反射膜と位相差板とをそれぞれ有する複数のプリズム要素を長手方向に直交する横方
向に配列した偏光変換部をさらに備え、複数のプリズム要素の長手方向は、第1方向に対
応しており、第1レンズアレイの第1方向に関する幅は、第1レンズアレイの第2方向に
関する幅よりも長い。この場合、第1レンズアレイの第1方向の長さがその第2方向の長
さよりも長いので、偏光変換部を構成するプリズム要素の数を増やすことなく第1レンズ
アレイを構成する要素レンズの数を増やすことができる。よって、照明系を高価で複雑な
ものとすることなく比較的均一性の高い照明光を得ることができる。
According to yet another aspect of the present invention, in order to align the polarization direction of the light beam from the light source, a plurality of prism elements each having a polarization separation film, a reflection film, and a phase difference plate are arranged in a lateral direction orthogonal to the longitudinal direction. And the longitudinal direction of the plurality of prism elements corresponds to the first direction, and the width of the first lens array in the first direction is larger than the width of the first lens array in the second direction. long. In this case, since the length in the first direction of the first lens array is longer than the length in the second direction, the element lenses constituting the first lens array can be formed without increasing the number of prism elements constituting the polarization converter. You can increase the number. Therefore, relatively uniform illumination light can be obtained without making the illumination system expensive and complicated.

本発明のさらに別の態様によれば、(e)重畳レンズから射出された光束を各色の光束
に分離する色分離導光光学系と、(f)色分離導光光学系から射出された各色の光束を画
像情報に応じてそれぞれ変調する各色の光変調装置と、(g)各色の光変調装置から射出
された各色の変調光を合成する光合成光学系と、(h)光合成光学系を経て合成された画
像光を投射する投射光学系とをさらに備える。この場合、明るくムラの少ないカラー画像
を投射することができる。
According to still another aspect of the present invention, (e) a color separation light guide optical system that separates a light beam emitted from the superimposing lens into light beams of each color, and (f) each color emitted from the color separation light guide optical system. A light modulation device for each color that modulates each light beam according to image information, (g) a light combining optical system that combines the modulated light beams of each color emitted from each color light modulation device, and (h) a light combining optical system. A projection optical system for projecting the combined image light. In this case, a bright color image with little unevenness can be projected.

〔第1実施形態〕
図1は、本発明に係る第1実施形態のプロジェクタの光学系の構造を概念的に説明する
平面図である。このプロジェクタ100は、光源から射出された光束を画像情報に応じて
変調して光学像を形成し、この光学像をスクリーン上に拡大投射するための光学機器であ
り、光源装置10と、均一化光学系20と、色分離導光光学系30と、光変調部40と、
クロスダイクロイックプリズム50と、投射レンズ60とを備える。ここで、光変調部4
0は、同様の構造を有する3つの液晶ライトバルブ40a,40b,40cを含む。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a plan view conceptually illustrating the structure of the optical system of the projector according to the first embodiment of the invention. The projector 100 is an optical device for modulating a light beam emitted from a light source in accordance with image information to form an optical image, and enlarging and projecting the optical image on a screen. An optical system 20, a color separation light guide optical system 30, a light modulation unit 40,
A cross dichroic prism 50 and a projection lens 60 are provided. Here, the light modulator 4
0 includes three liquid crystal light valves 40a, 40b and 40c having a similar structure.

上記プロジェクタ100において、光源装置10は、照明用の光源として、放電発光型
の発光管11と、楕円型の反射鏡であるリフレクタ12と、球面型の副反射鏡である副鏡
13と、コリメート用の平行化レンズ14とを備える。発光管11から周囲に放射された
光束は、楕円ミラーのリフレクタ12で反射され、或いは副鏡13での反射を経てリフレ
クタ12でさらに反射されて収束光束とされた後、平行化レンズ14によって平行光束と
されて、前方側すなわち均一化光学系20の第1レンズアレイ23に入射する。なお、以
上の平行化レンズ14は、後に詳述するが、システム光軸OAに垂直なX方向とY方向と
で屈折力すなわちパワーが異なっているトーリックレンズである。
In the projector 100, the light source device 10 includes, as illumination light sources, a discharge light-emitting arc tube 11, a reflector 12 that is an elliptical reflecting mirror, a sub-mirror 13 that is a spherical sub-reflecting mirror, and a collimator. And a collimating lens 14. The light beam radiated from the arc tube 11 to the surroundings is reflected by the reflector 12 of the elliptical mirror, or reflected by the sub-mirror 13 and further reflected by the reflector 12 to be a converged light beam, and then collimated by the collimating lens 14. A light beam is incident on the front side, that is, the first lens array 23 of the homogenizing optical system 20. The collimating lens 14 is a toric lens whose refractive power, that is, power is different between the X direction and the Y direction perpendicular to the system optical axis OA, which will be described in detail later.

均一化光学系20は、均一化された照度の照明光を光変調部40等に供給するためのも
のであり、光源装置10から射出された光束を適当な状態に分割する第1及び第2レンズ
アレイ23,24と、両レンズアレイ23,24を経た複数の光束を重畳させる重畳レン
ズ25と、重畳レンズ25に入射する光束の偏光方向を揃える偏光変換素子27とを備え
る。この均一化光学系20において、第1及び第2レンズアレイ23,24は、それぞれ
マトリクス状に配置された複数の要素レンズ23a,24aからなる。このうち、第1レ
ンズアレイ23を構成する要素レンズ23aによって平行化レンズ14を経た光束を分割
し、第2レンズアレイ24を構成する要素レンズ24aによって第1レンズアレイ23か
らの分割光束を適当な発散角にして射出させる。なお、光源装置10側に配置される第1
レンズアレイ23の各要素レンズ23aは、後に詳述するが、システム光軸OAに垂直な
X方向とY方向とでパワーが異なっているトーリックレンズである。重畳レンズ25は、
第2レンズアレイ24から射出され偏光変換素子27を経た照明光を全体として適宜収束
させて、後段の光変調部40に設けた液晶ライトバルブ40a,40b,40cの被照明
領域すなわち表示領域に対する重畳照明を可能にする。偏光変換素子27は、PBSアレ
イで形成された偏光変換部であり、第1レンズアレイ23により分割され第2レンズアレ
イ24を経た各部分光束の偏光方向を一方向の直線偏光に揃える役割を有する。この偏光
変換素子27は、同様の構造をそれぞれ有しY方向にそれぞれ延びる4つのプリズム要素
27aをX方向に配列した構造を有するプリズムアレイである。各プリズム要素27aは
、プリズムの斜面を利用してシステム光軸OAに対して傾斜した状態で配置される偏光分
離膜及び反射膜と、システム光軸OAに対して垂直なプリズムの射出面に固定される位相
差板とを備えている。なお、各プリズム要素27aが延びる長手方向は、第1方向に相当
するY方向となっており、各プリズム要素27aの横方向は、第2方向に相当するX方向
となっている。
The homogenizing optical system 20 is for supplying illumination light with uniform illuminance to the light modulation unit 40 and the like, and first and second that divide the light beam emitted from the light source device 10 into an appropriate state. Lens arrays 23 and 24, a superimposing lens 25 that superimposes a plurality of light beams that have passed through both lens arrays 23 and 24, and a polarization conversion element 27 that aligns the polarization directions of the light beams incident on the superimposing lens 25 are provided. In the homogenizing optical system 20, the first and second lens arrays 23 and 24 each include a plurality of element lenses 23a and 24a arranged in a matrix. Among these, the element lens 23a constituting the first lens array 23 divides the light beam that has passed through the collimating lens 14, and the element lens 24a constituting the second lens array 24 appropriately divides the divided light beam from the first lens array 23. Ejection with a divergence angle. In addition, the 1st arrange | positioned at the light source device 10 side.
As will be described in detail later, each element lens 23a of the lens array 23 is a toric lens having different powers in the X direction and the Y direction perpendicular to the system optical axis OA. The superimposing lens 25 is
The illumination light emitted from the second lens array 24 and having passed through the polarization conversion element 27 is appropriately converged as a whole, and is superimposed on the illuminated area, that is, the display area, of the liquid crystal light valves 40a, 40b, and 40c provided in the subsequent light modulation section 40. Enable lighting. The polarization conversion element 27 is a polarization conversion unit formed of a PBS array, and has a role of aligning the polarization direction of each partial light beam divided by the first lens array 23 and passing through the second lens array 24 to one direction of linearly polarized light. . The polarization conversion element 27 is a prism array having a structure in which four prism elements 27a each having the same structure and extending in the Y direction are arranged in the X direction. Each prism element 27a is fixed to the exit surface of the prism that is perpendicular to the system optical axis OA and the polarization separation film and the reflective film that are arranged in an inclined state with respect to the system optical axis OA using the slope of the prism. And a phase difference plate. The longitudinal direction in which each prism element 27a extends is the Y direction corresponding to the first direction, and the lateral direction of each prism element 27a is the X direction corresponding to the second direction.

色分離導光光学系30は、第1及び第2ダイクロイックミラー31a,31bと、反射
ミラー32a,32b,32cと、3つのフィールドレンズ33a,33b,33cとを
備え、均一化光学系20から出射した照明光を赤(R)、緑(G)、及び青(B)の3色
に分離するとともに、各色光を後段の液晶ライトバルブ40a,40b,40cへ導く。
より詳しく説明すると、まず、第1ダイクロイックミラー31aは、RGBの3色のうち
R光を反射しG光及びB光を透過させる。また、第2ダイクロイックミラー31bは、G
Bの2色のうちG光を反射しB光を透過させる。この色分離導光光学系30において、第
1ダイクロイックミラー31aで反射されたR光は、反射ミラー32aを経て入射角度を
調節するためのフィールドレンズ33aに入射する。また、第1ダイクロイックミラー3
1aを透過し、第2ダイクロイックミラー31bで反射されたG光は、入射角度を調節す
るためのフィールドレンズ33bに入射する。さらに、第2ダイクロイックミラー31b
を通過したB光は、リレーレンズLL1,LL2及び反射ミラー32b,32cを経て入
射角度を調節するためのフィールドレンズ33cに入射する。
The color separation light guide optical system 30 includes first and second dichroic mirrors 31a and 31b, reflection mirrors 32a, 32b, and 32c, and three field lenses 33a, 33b, and 33c, and is emitted from the uniformizing optical system 20. The illuminating light is separated into three colors of red (R), green (G), and blue (B), and each color light is guided to the liquid crystal light valves 40a, 40b, and 40c at the subsequent stage.
More specifically, first, the first dichroic mirror 31a reflects R light and transmits G light and B light among the three colors of RGB. The second dichroic mirror 31b
Of the two colors B, G light is reflected and B light is transmitted. In the color separation light guide optical system 30, the R light reflected by the first dichroic mirror 31a enters the field lens 33a for adjusting the incident angle through the reflection mirror 32a. The first dichroic mirror 3
The G light transmitted through 1a and reflected by the second dichroic mirror 31b is incident on a field lens 33b for adjusting the incident angle. Furthermore, the second dichroic mirror 31b
The B light that has passed through passes through the relay lenses LL1 and LL2 and the reflection mirrors 32b and 32c and enters the field lens 33c for adjusting the incident angle.

光変調部40を構成する各液晶ライトバルブ40a,40b,40cは、入射した照明
光の空間的強度分布を変調する非発光型の光変調装置である。液晶ライトバルブ40a,
40b,40cは、色分離導光光学系30から射出された各色光に対応してそれぞれ照明
される3つの画像表示用液晶パネル41a,41b,41cと、各画像表示用液晶パネル
41a,41b,41cの入射側にそれぞれ配置される3つの第1偏光フィルタ42a,
42b,42cと、各画像表示用液晶パネル41a,41b,41cの射出側にそれぞれ
配置される3つの第2偏光フィルタ43a,43b,43cとを備える。
Each of the liquid crystal light valves 40a, 40b, and 40c constituting the light modulation unit 40 is a non-light-emitting light modulation device that modulates the spatial intensity distribution of incident illumination light. Liquid crystal light valve 40a,
Reference numerals 40b and 40c denote three image display liquid crystal panels 41a, 41b, and 41c that are illuminated corresponding to the respective color lights emitted from the color separation light guide optical system 30, and the respective image display liquid crystal panels 41a, 41b, and 40c. Three first polarizing filters 42a disposed on the incident side of 41c,
42b, 42c, and three second polarizing filters 43a, 43b, 43c disposed on the exit side of the image display liquid crystal panels 41a, 41b, 41c, respectively.

この光変調部40において、第1ダイクロイックミラー31aで反射されたR光は、フ
ィールドレンズ33a等を介して液晶ライトバルブ40aに入射し、液晶ライトバルブ4
0aを構成する画像表示用液晶パネル41a上の表示領域を照明する。第1ダイクロイッ
クミラー31aを透過し、第2ダイクロイックミラー31bで反射されたG光は、フィー
ルドレンズ33b等を介して液晶ライトバルブ40bに入射し、液晶ライトバルブ40b
を構成する画像表示用液晶パネル41b上の表示領域を照明する。第1及び第2ダイクロ
イックミラー31a,31bの双方を透過したB光は、フィールドレンズ33c等を介し
て液晶ライトバルブ40cに入射し、液晶ライトバルブ40cを構成する画像表示用液晶
パネル41c上の表示領域を照明する。各画像表示用液晶パネル41a〜41cは、入射
した照明光の偏光方向の空間的分布を変調する。各画像表示用液晶パネル41a〜41c
にそれぞれ入射した3色の光は、各画像表示用液晶パネル41a〜41cに電気的信号と
して入力された駆動信号或いは画像信号に応じて、画素単位で偏光状態を調節される。こ
の際、第1偏光フィルタ42a〜42cによって、各画像表示用液晶パネル41a〜41
cに入射する照明光の偏光方向が調整されるとともに、第2偏光フィルタ43a〜43c
によって、各画像表示用液晶パネル41a〜41cから射出される変調光から所定の偏光
方向の変調光が取り出される。以上により、各液晶ライトバルブ40a,40b,40c
は、それぞれに対応する各色の像光を形成する。
In the light modulator 40, the R light reflected by the first dichroic mirror 31a enters the liquid crystal light valve 40a via the field lens 33a and the like, and the liquid crystal light valve 4
The display area on the image display liquid crystal panel 41a constituting 0a is illuminated. The G light transmitted through the first dichroic mirror 31a and reflected by the second dichroic mirror 31b enters the liquid crystal light valve 40b via the field lens 33b and the like, and the liquid crystal light valve 40b.
Illuminates the display area on the image display liquid crystal panel 41b. The B light transmitted through both the first and second dichroic mirrors 31a and 31b enters the liquid crystal light valve 40c through the field lens 33c and the like, and is displayed on the image display liquid crystal panel 41c constituting the liquid crystal light valve 40c. Illuminate the area. Each of the image display liquid crystal panels 41a to 41c modulates the spatial distribution of the polarization direction of the incident illumination light. Each image display liquid crystal panel 41a-41c
The polarization states of the three colors of light that are incident on the liquid crystal panels 41a to 41c are adjusted in units of pixels in accordance with drive signals or image signals input as electrical signals to the image display liquid crystal panels 41a to 41c. At this time, the first polarizing filters 42a to 42c are used to display the image display liquid crystal panels 41a to 41c.
The polarization direction of the illumination light incident on c is adjusted, and the second polarizing filters 43a to 43c are adjusted.
Thus, modulated light having a predetermined polarization direction is extracted from the modulated light emitted from the image display liquid crystal panels 41a to 41c. As described above, the respective liquid crystal light valves 40a, 40b, 40c.
Forms image light of each color corresponding to each.

クロスダイクロイックプリズム50は、光合成光学系として、各液晶ライトバルブ40
a,40b,40cからの各色の像光を合成する。より詳しく説明すると、クロスダイク
ロイックプリズム50は、4つの直角プリズムを貼り合わせた平面視略正方形状をなし、
直角プリズム同士を貼り合わせた界面には、X字状に交差する一対の誘電体多層膜51a
,51bが形成されている。一方の第1誘電体多層膜51aは、R光を反射し、他方の第
2誘電体多層膜51bは、B光を反射する。クロスダイクロイックプリズム50は、液晶
ライトバルブ40aからのR光を誘電体多層膜51aで反射して進行方向右側に射出させ
、液晶ライトバルブ40bからのG光を誘電体多層膜51a,51bを介して直進・射出
させ、液晶ライトバルブ40cからのB光を誘電体多層膜51bで反射して進行方向左側
に射出させる。このようにして、クロスダイクロイックプリズム50によりR光、G光及
びB光が合成され、カラー画像による画像光である合成光が形成される。
The cross dichroic prism 50 is a liquid crystal light valve 40 as a light combining optical system.
The image light of each color from a, 40b, and 40c is synthesized. More specifically, the cross dichroic prism 50 has a substantially square shape in plan view in which four right angle prisms are bonded together.
A pair of dielectric multilayer films 51a intersecting in an X shape is formed at the interface where the right-angle prisms are bonded together.
, 51b are formed. One first dielectric multilayer film 51a reflects R light, and the other second dielectric multilayer film 51b reflects B light. The cross dichroic prism 50 reflects the R light from the liquid crystal light valve 40a by the dielectric multilayer film 51a and emits the G light from the liquid crystal light valve 40b through the dielectric multilayer films 51a and 51b. The B light from the liquid crystal light valve 40c is reflected by the dielectric multilayer film 51b and emitted to the left in the traveling direction. In this way, the R light, the G light, and the B light are combined by the cross dichroic prism 50 to form combined light that is image light based on a color image.

投射レンズ60は、投射光学系であり、クロスダイクロイックプリズム50を経て形成
された合成光による画像光を所望の拡大率で拡大してスクリーン(不図示)上にカラーの
画像を投射する。
The projection lens 60 is a projection optical system, and projects the color image on a screen (not shown) by enlarging the image light by the combined light formed through the cross dichroic prism 50 with a desired magnification.

図2(A)は、光源装置10や均一化光学系20における、XZ面内での光束の状態を
説明する図であり、図2(B)は、YZ面内での光束の状態を説明する図である。
2A is a diagram for explaining the state of the light beam in the XZ plane in the light source device 10 and the uniformizing optical system 20, and FIG. 2B is a diagram for explaining the state of the light beam in the YZ plane. It is a figure to do.

中心側の光束L11と、外側の光束L12又は光束L22とは、平行化レンズ14によ
って平行光束に近い集光状態(ここで集光状態とは、収束する場合に限らず平行又は発散
する場合を含むものとする)とされる。ここで、平行化レンズ14の入射面14cは、球
面であり、XZ面内の曲率とYZ面内の曲率とが等しくなっている。一方、平行化レンズ
14の射出面14dは、Y方向よりもX方向に強いパワーを有するトーリック面であり、
XZ面内の曲率の方がYZ面内の曲率よりも大きくなっている。結果的に、図3に示すよ
うに、平行化レンズ14から第1レンズアレイ23に入射する光束L1は、X方向の光束
断面幅の方がY方向の光束断面幅よりも小さいものとなっており、第1レンズアレイ23
の輪郭23z内に略収まっている(具体的な照度分布は図4(A)参照)。なお、参考の
ために示した光束L0は、平行化レンズ14の入射面14cや射出面14dが光軸のまわ
りに対称な球面である場合に対応するものであり、第1レンズアレイ23の輪郭23z外
にはみ出して光量ロスを生じさせている(具体的な照度分布は図4(B)参照)。ここで
、第1レンズアレイ23は、8行4列で計32個の要素レンズ23aからなっており、各
要素レンズ23aの縦横比すなわちY方向の幅とX方向の幅との比は9:16となってお
り、第1レンズアレイ23の輪郭23zの縦横比すなわちY方向の幅とX方向の幅との比
は18:16となっている。結果的に、第1レンズアレイ23の輪郭23zは、Y方向に
相対的に長い縦長となっている。
The light flux L11 on the center side and the light flux L12 or the light flux L22 on the outer side are condensed by the collimating lens 14 to be close to a parallel light flux (here, the condensed state is not limited to convergence but is parallel or divergent). Included). Here, the incident surface 14c of the collimating lens 14 is a spherical surface, and the curvature in the XZ plane is equal to the curvature in the YZ plane. On the other hand, the exit surface 14d of the collimating lens 14 is a toric surface having a stronger power in the X direction than in the Y direction.
The curvature in the XZ plane is larger than the curvature in the YZ plane. As a result, as shown in FIG. 3, the light beam L1 incident on the first lens array 23 from the collimating lens 14 has a light beam cross-sectional width in the X direction smaller than that in the Y direction. The first lens array 23
(See FIG. 4A for a specific illuminance distribution). The light beam L0 shown for reference corresponds to the case where the entrance surface 14c and the exit surface 14d of the collimating lens 14 are symmetrical spherical surfaces around the optical axis, and the contour of the first lens array 23 is shown. It protrudes out of 23z and causes a light amount loss (see FIG. 4B for a specific illuminance distribution). Here, the first lens array 23 is composed of a total of 32 element lenses 23a in 8 rows and 4 columns, and the aspect ratio of each element lens 23a, that is, the ratio of the width in the Y direction to the width in the X direction is 9: The aspect ratio of the contour 23z of the first lens array 23, that is, the ratio of the width in the Y direction to the width in the X direction is 18:16. As a result, the outline 23z of the first lens array 23 has a vertically long shape that is relatively long in the Y direction.

図2に戻って、第1レンズアレイ23に入射した中心側の光束L11と、X方向に関し
て外側の光束L12と、Y方向に関して外側の光束L22とは、第1レンズアレイ23を
構成する要素レンズ23aによって他の部分光束から分離された後、第2レンズアレイ2
4の位置付近に集光される。ここで、要素レンズ23aの入射面23cは、平面であるが
、その射出面23dは、X方向よりもY方向に強いパワーを有するトーリック面であり、
XZ面内の曲率の方がYZ面内の曲率よりも小さくなっている。結果的に、第1レンズア
レイ23から第2レンズアレイ24に入射する光束L11,L12,L22は、理想的に
は略一点に収束するようなものとなる。つまり、X方向に相対的に強いパワーを有する平
行化レンズ14による光束L11,L12,L22の収束効果を、Y方向に相対的に強い
パワーを有する要素レンズ23aによる光束L11,L12,L22の収束効果によって
相殺している。
Returning to FIG. 2, the center-side light beam L <b> 11 incident on the first lens array 23, the outer light beam L <b> 12 with respect to the X direction, and the outer light beam L <b> 22 with respect to the Y direction are element lenses constituting the first lens array 23. After being separated from other partial beams by 23a, the second lens array 2
The light is collected near the position 4. Here, although the entrance surface 23c of the element lens 23a is a plane, its exit surface 23d is a toric surface having a stronger power in the Y direction than in the X direction.
The curvature in the XZ plane is smaller than the curvature in the YZ plane. As a result, the light beams L11, L12, and L22 incident on the second lens array 24 from the first lens array 23 ideally converge to approximately one point. That is, the convergence effect of the light beams L11, L12, and L22 by the collimating lens 14 having relatively strong power in the X direction is the same as the convergence effect of the light beams L11, L12, and L22 by the element lens 23a having relatively strong power in the Y direction. It is offset by the effect.

第2レンズアレイ24に入射した中心側の光束L11と、X方向に関して外側の光束L
12と、Y方向に関して外側の光束L22とは、第2レンズアレイ24を構成する要素レ
ンズ24aによって適当な発散角の集光状態(ここで集光状態とは、収束する場合に限ら
ず平行又は発散する場合を含むものとする)とされる。なお、要素レンズ24aの入射面
24cは、平面であり、その射出面24dは、球面であり、両面24c,24dともに、
X方向のパワーとY方向のパワーとが等しくなっている。この結果、第2レンズアレイ2
4から偏光変換素子27に入射する光束は、X方向の光束断面幅とY方向の光束断面幅と
が等しいものとなっている。
A central light beam L11 incident on the second lens array 24 and an outer light beam L in the X direction.
12 and the outer light beam L22 with respect to the Y direction are condensed with an appropriate divergence angle by the element lens 24a constituting the second lens array 24 (here, the condensed state is not limited to being converged but parallel or Including the case of divergence). In addition, the incident surface 24c of the element lens 24a is a flat surface, the exit surface 24d is a spherical surface, and both the surfaces 24c and 24d are
The power in the X direction is equal to the power in the Y direction. As a result, the second lens array 2
4, the light beam cross-sectional width in the X direction is equal to the light beam cross-sectional width in the Y direction.

偏光変換素子27において、偏光分離膜27eは、各光束L11,L12,L22に含
まれるP偏光及びS偏光のうち、一方の偏光(例えばP偏光)を透過し、他方の偏光(例
えばS偏光)を反射する。反射された他方の偏光は、反射膜27fによって曲折され、一
方の偏光の射出方向、すなわちシステム光軸OAに沿った方向に射出される。射出された
偏光のいずれか(例えばS偏光)は、光束射出面に設けられた位相差板27gによって偏
光変換され、すべての偏光が例えばP偏光に揃えられる。
In the polarization conversion element 27, the polarization separation film 27e transmits one of the P-polarized light and S-polarized light (for example, P-polarized light) included in each of the light beams L11, L12, and L22, and the other polarized light (for example, S-polarized light). To reflect. The reflected other polarized light is bent by the reflecting film 27f and emitted in the direction of emission of the one polarized light, that is, the direction along the system optical axis OA. Any of the emitted polarized light (for example, S-polarized light) is subjected to polarization conversion by the phase difference plate 27g provided on the light exit surface, and all the polarized light is aligned with, for example, P-polarized light.

なお、以上で説明した平行化レンズ14については、入射面14cをトーリック面とし
、射出面14dを球面とすることができる。また、第1レンズアレイ23を構成する要素
レンズ23aについても、例えば入射面23cをトーリック面とし、射出面23dを平面
とすることができる。
For the collimating lens 14 described above, the entrance surface 14c can be a toric surface and the exit surface 14d can be a spherical surface. For the element lenses 23a constituting the first lens array 23, for example, the entrance surface 23c can be a toric surface and the exit surface 23d can be a plane.

以上の説明から明らかなように、本実施形態のプロジェクタ100によれば、光源装置
10がX方向とY方向とで集光状態の差を有する。これにより、光源装置10から射出さ
れる光束L1の断面形状を調整でき、発光管11からリフレクタ12を経て第1レンズア
レイ23に向かう光束L1がX方向において部分的に第1レンズアレイ23外にはみ出し
て遮光され光量ロスが発生することを防止できる。さらに、第1レンズアレイ23を構成
する複数の要素レンズ23aが、光源装置10の集光状態の差を相殺する傾向となるよう
にX方向とY方向とでパワーの差を有するので、第1及び第2レンズアレイ23,24か
ら射出された光束L11,L12,L22が、適切な収束状態又は発散状態で重畳レンズ
25等に入射することになる。これにより、重畳レンズ25を経た照明光は、液晶ライト
バルブ40a,40b,40cの被照明領域を比較的均一かつ効率的に照明することにな
る。
As is apparent from the above description, according to the projector 100 of the present embodiment, the light source device 10 has a difference in light collection state between the X direction and the Y direction. As a result, the cross-sectional shape of the light beam L1 emitted from the light source device 10 can be adjusted, and the light beam L1 traveling from the arc tube 11 to the first lens array 23 via the reflector 12 is partially outside the first lens array 23 in the X direction. It is possible to prevent the light from being protruded and blocked to cause light loss. Further, since the plurality of element lenses 23a constituting the first lens array 23 have a power difference between the X direction and the Y direction so as to tend to cancel the difference in the condensing state of the light source device 10, the first lens array 23 has a difference in power. The light beams L11, L12, and L22 emitted from the second lens arrays 23 and 24 are incident on the superimposing lens 25 and the like in an appropriate convergent state or divergent state. Thereby, the illumination light that has passed through the superimposing lens 25 illuminates the illuminated areas of the liquid crystal light valves 40a, 40b, and 40c relatively uniformly and efficiently.

〔第2実施形態〕
以下、図5を参照して、第2実施形態のプロジェクタについて説明する。なお、第2実
施形態のプロジェクタは、第1実施形態のプロジェクタ100を変形したものであり、特
に説明しない部分は第1実施形態のプロジェクタ100と同様であるものとする。
[Second Embodiment]
Hereinafter, the projector according to the second embodiment will be described with reference to FIG. The projector according to the second embodiment is a modification of the projector 100 according to the first embodiment, and parts that are not particularly described are the same as those of the projector 100 according to the first embodiment.

この場合、平行化レンズ14の入射面114cは、シリンドリカル型の光学面であり、
XZ面内の曲率が適当な値になっており、YZ面内の曲率がゼロとなっている。一方、平
行化レンズ14の射出面114dは、球面であり、XZ面内の曲率とYZ面内の曲率とが
等しくなっている。本実施形態の場合、入射面114cと射出面114dとが協働してト
ーリックレンズのように機能する。結果的に、第1実施形態の場合と同様、図3に示すよ
うに、平行化レンズ14から第1レンズアレイ23に入射する光束L1は、X方向の光束
断面幅の方がY方向の光束断面幅よりも小さいものとなっており、第1レンズアレイ23
の輪郭23z内に略収まる。
In this case, the incident surface 114c of the collimating lens 14 is a cylindrical optical surface,
The curvature in the XZ plane is an appropriate value, and the curvature in the YZ plane is zero. On the other hand, the exit surface 114d of the collimating lens 14 is a spherical surface, and the curvature in the XZ plane is equal to the curvature in the YZ plane. In the case of this embodiment, the entrance surface 114c and the exit surface 114d cooperate to function like a toric lens. As a result, as in the case of the first embodiment, as shown in FIG. 3, the light beam L1 incident on the first lens array 23 from the collimating lens 14 has a light beam cross-sectional width in the X direction and a light beam in the Y direction. The first lens array 23 is smaller than the cross-sectional width.
Is substantially within the outline 23z.

以上で説明した平行化レンズ14の変形として、入射面14cを球面とし、射出面14
dをシリンドリカル面とすることもできる。
As a modification of the collimating lens 14 described above, the entrance surface 14c is a spherical surface, and the exit surface 14 is formed.
d may be a cylindrical surface.

〔第3実施形態〕
以下、図6を参照して、第3実施形態のプロジェクタについて説明する。なお、第3実
施形態のプロジェクタは、第1実施形態のプロジェクタ100を変形したものであり、特
に説明しない部分は第1実施形態のプロジェクタ100と同様であるものとする。
[Third Embodiment]
Hereinafter, the projector according to the third embodiment will be described with reference to FIG. The projector according to the third embodiment is a modification of the projector 100 according to the first embodiment, and parts that are not particularly described are the same as those of the projector 100 according to the first embodiment.

この場合、第1レンズアレイ23を構成する各要素レンズ223aにおいて、入射面2
23cは、シリンドリカル型の光学面であり、XZ面内の曲率が適当な値になっており、
YZ面内の曲率がゼロとなっている。一方、各要素レンズ223aの射出面223dは、
球面であり、XZ面内の曲率とYZ面内の曲率とが等しくなっている。本実施形態の場合
、入射面223cと射出面223dとが協働してトーリックレンズのように機能する。結
果的に、第1実施形態の場合と同様、X方向に相対的に強いパワーを有する平行化レンズ
14による光束L11の収束効果を、Y方向に相対的に強いパワーを有する要素レンズ2
23aによる光束L11の収束効果によって相殺している。
In this case, in each of the element lenses 223a constituting the first lens array 23, the incident surface 2
23c is a cylindrical optical surface, and the curvature in the XZ plane is an appropriate value,
The curvature in the YZ plane is zero. On the other hand, the exit surface 223d of each element lens 223a is
It is a spherical surface, and the curvature in the XZ plane is equal to the curvature in the YZ plane. In the case of this embodiment, the incident surface 223c and the exit surface 223d cooperate to function like a toric lens. As a result, as in the case of the first embodiment, the converging effect of the light beam L11 by the collimating lens 14 having relatively strong power in the X direction is the element lens 2 having relatively strong power in the Y direction.
This is offset by the convergence effect of the light beam L11 by 23a.

以上で説明した第1レンズアレイ23を構成する各要素レンズ223aの変形として、
入射面223cを球面とし、射出面223dシリンドリカル面とすることもできる。
As a modification of each element lens 223a constituting the first lens array 23 described above,
The entrance surface 223c may be a spherical surface, and the exit surface 223d may be a cylindrical surface.

〔第4実施形態〕
以下、図7を参照して、第4実施形態のプロジェクタについて説明する。なお、第4実
施形態のプロジェクタは、第1実施形態のプロジェクタ100を変形したものであり、特
に説明しない部分は第1実施形態のプロジェクタ100と同様であるものとする。
[Fourth Embodiment]
Hereinafter, the projector according to the fourth embodiment will be described with reference to FIG. The projector according to the fourth embodiment is a modification of the projector 100 according to the first embodiment, and parts that are not particularly described are the same as those of the projector 100 according to the first embodiment.

この場合、第2レンズアレイ24を構成する各要素レンズ324aにおいて、入射面3
24cは、平面であるが、その射出面324dは、X方向よりもY方向に強いパワーを有
するトーリック面であり、XZ面内の曲率の方がYZ面内の曲率よりも小さくなっている
。結果的に、第2レンズアレイ24から射出される光束L11は、理想的には略一点に収
束するようなものとなる。つまり、X方向に相対的に強いパワーを有する平行化レンズ1
4の収束効果の偏りを、Y方向に相対的に強いパワーを有する要素レンズ324aの収束
効果の偏りによって相殺している。
In this case, in each element lens 324a constituting the second lens array 24, the incident surface 3
Although 24c is a plane, its exit surface 324d is a toric surface having a stronger power in the Y direction than in the X direction, and the curvature in the XZ plane is smaller than the curvature in the YZ plane. As a result, the light beam L11 emitted from the second lens array 24 ideally converges to approximately one point. That is, the collimating lens 1 having a relatively strong power in the X direction.
4 is offset by the bias of the convergence effect of the element lens 324a having relatively strong power in the Y direction.

なお、以上において、入射面324cを平面とし、射出面324dをトーリック面とし
たが、例えば入射面324cをシリンドリカル面とし、射出面324dを球面とすること
もできる。
In the above description, the incident surface 324c is a plane and the exit surface 324d is a toric surface. However, for example, the entrance surface 324c may be a cylindrical surface and the exit surface 324d may be a spherical surface.

また、入射面324cをトーリック面とし、射出面324dを平面とすることもでき、
入射面324cを球面とし、射出面324dをシリンドリカル面とすることもできる。
Alternatively, the entrance surface 324c can be a toric surface and the exit surface 324d can be a plane.
The incident surface 324c may be a spherical surface, and the exit surface 324d may be a cylindrical surface.

〔第5実施形態〕
以下、図8を参照して、第5実施形態のプロジェクタについて説明する。なお、第5実
施形態のプロジェクタは、第1実施形態のプロジェクタ100を変形したものであり、特
に説明しない部分は第1実施形態のプロジェクタ100と同様であるものとする。
[Fifth Embodiment]
The projector according to the fifth embodiment will be described below with reference to FIG. The projector according to the fifth embodiment is a modification of the projector 100 according to the first embodiment, and parts that are not particularly described are the same as those of the projector 100 according to the first embodiment.

このプロジェクタ400の場合、光源装置10において、リフレクタ412は放物面型
の反射鏡であり、平行化レンズ14は省略されている。ここで、リフレクタ412の反射
面は、正確な放物面でなくY方向よりもX方向に強いパワーを有するトーリック面であり
、XZ面内の曲率の方がYZ面内の曲率よりも大きくなっている。結果的に、第1実施形
態の場合と同様、図3に示すように、リフレクタ412から第1レンズアレイ23に入射
する光束L1は、X方向の光束断面幅の方がY方向の光束断面幅よりも小さいものとなっ
ており、第1レンズアレイ23の輪郭23z内に略収まる。
In the case of the projector 400, in the light source device 10, the reflector 412 is a parabolic reflector, and the collimating lens 14 is omitted. Here, the reflecting surface of the reflector 412 is not a precise paraboloid but a toric surface having a stronger power in the X direction than in the Y direction, and the curvature in the XZ plane is larger than the curvature in the YZ plane. ing. As a result, as in the case of the first embodiment, as shown in FIG. 3, the light beam L1 incident on the first lens array 23 from the reflector 412 has a light beam cross-sectional width in the X direction and a light beam cross-sectional width in the Y direction. And is substantially within the outline 23z of the first lens array 23.

この発明は、上記の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
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented in various modes without departing from the gist thereof. For example, the following modifications are possible.

例えば、上記実施形態の光源装置10に用いるランプとしては、高圧水銀ランプやメタ
ルハライドランプ等種々のものが考えられる。また、光源装置10は、副鏡13を有しな
いタイプの光源とすることができる。
For example, various lamps such as a high-pressure mercury lamp and a metal halide lamp are conceivable as the lamp used in the light source device 10 of the above embodiment. Further, the light source device 10 can be a type of light source that does not have the secondary mirror 13.

また、上記実施形態では、透過型のプロジェクタに本発明を適用した場合の例について
説明したが、本発明は、反射型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、画像表示用液晶パネル等を含む液晶ライトバルブ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、液晶ライトバルブが光を反射するタイプであ
ることを意味している。なお、光変調装置は液晶パネル等に限られず、例えばマイクロミ
ラーを用いた光変調装置であってもよい。
In the above embodiment, an example in which the present invention is applied to a transmissive projector has been described. However, the present invention can also be applied to a reflective projector. here,"
"Transmission type" means that a liquid crystal light valve including a liquid crystal panel for image display is a type that transmits light, and "reflection type" is a type that a liquid crystal light valve reflects light. It means that. The light modulation device is not limited to a liquid crystal panel or the like, and may be a light modulation device using a micromirror, for example.

また、プロジェクタとしては、投射面を観察する方向から画像投射を行う前面プロジェ
クタと、投射面を観察する方向とは反対側から画像投射を行う背面プロジェクタとがある
が、図1等に示すプロジェクタの構成は、いずれにも適用可能である。
In addition, as the projector, there are a front projector that projects an image from the direction of observing the projection surface and a rear projector that projects an image from the side opposite to the direction of observing the projection surface. The configuration can be applied to both.

また、上記実施形態では、3つの画像表示用液晶パネル41a〜41cを用いたプロジ
ェクタ100の例のみを挙げたが、本発明は、1つの液晶パネルのみを用いたプロジェク
タ、2つの液晶パネルを用いたプロジェクタ、或いは、4つ以上の液晶パネルを用いたプ
ロジェクタにも適用可能である。
In the above embodiment, only the example of the projector 100 using the three image display liquid crystal panels 41a to 41c has been described. However, the present invention uses a projector using only one liquid crystal panel and two liquid crystal panels. The present invention can also be applied to a projector using four or more liquid crystal panels.

本発明の第1実施形態のプロジェクタについて説明する平面図である。It is a top view explaining the projector of 1st Embodiment of this invention. (A)は、XZ面内での光束の状態を説明する図であり、(B)は、YZ面内での光束の状態を説明する図である。(A) is a figure explaining the state of the light beam in XZ plane, (B) is a figure explaining the state of the light beam in YZ plane. 平行化レンズから第1レンズアレイに入射する光束の断面形状を説明する図である。It is a figure explaining the cross-sectional shape of the light beam which injects into a 1st lens array from a parallelizing lens. (A)は、平行化レンズから第1レンズアレイに入射する光束の具体的形状を説明する図であり、(B)は、比較例の光束の形状を説明する図である。(A) is a figure explaining the specific shape of the light beam which injects into a 1st lens array from a parallelizing lens, (B) is a figure explaining the shape of the light beam of a comparative example. 第2実施形態のプロジェクタについて説明する図である。It is a figure explaining the projector of 2nd Embodiment. 第3実施形態のプロジェクタについて説明する図である。It is a figure explaining the projector of 3rd Embodiment. 第4実施形態のプロジェクタについて説明する図である。It is a figure explaining the projector of 4th Embodiment. 第5実施形態のプロジェクタについて説明する図である。It is a figure explaining the projector of 5th Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

10…光源装置、 11…発光管、 12…リフレクタ、 13…副鏡、 14…平行
化レンズ、 20…均一化光学系、 23…第1レンズアレイ、 23a…要素レンズ、
23z…輪郭、 24…第2レンズアレイ、 24a…要素レンズ、 25…重畳レン
ズ、 27…偏光変換素子、 27a…プリズム要素、 30…色分離導光光学系、 3
1a,31b…ダイクロイックミラー、 40…光変調部、 40a,40b,40c…
液晶ライトバルブ、 41a,41b,41c…液晶パネル、 42a,42b,42c
…第1偏光フィルタ、 43a,43b,43c…第2偏光フィルタ、 50…クロスダ
イクロイックプリズム、 60…投射レンズ、 100…プロジェクタ、 OA…システ
ム光軸
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Light source device, 11 ... Light-emitting tube, 12 ... Reflector, 13 ... Secondary mirror, 14 ... Parallelizing lens, 20 ... Uniformation optical system, 23 ... 1st lens array, 23a ... Element lens,
23z ... contour, 24 ... second lens array, 24a ... element lens, 25 ... superimposed lens, 27 ... polarization conversion element, 27a ... prism element, 30 ... color separation light guide optical system, 3
1a, 31b ... Dichroic mirror, 40 ... Light modulator, 40a, 40b, 40c ...
Liquid crystal light valve, 41a, 41b, 41c ... Liquid crystal panel, 42a, 42b, 42c
... 1st polarizing filter, 43a, 43b, 43c ... 2nd polarizing filter, 50 ... Cross dichroic prism, 60 ... Projection lens, 100 ... Projector, OA ... System optical axis

Claims (10)

発光管と、前記発光管からの光束を前方に反射する反射鏡とを有する光源と、
前記光源から射出された光束を複数の要素レンズによって複数の部分光束に分割する第
1レンズアレイと、
前記第1レンズアレイから射出された前記複数の分割光束の状態を複数の要素レンズに
よって個別に調整する第2レンズアレイと、
前記第2レンズアレイを経た前記複数の分割光束をそれぞれ対象とする被照明領域に重
畳して入射させる重畳レンズとを備え、
前記光源は、システム光軸に垂直な第1方向と、前記システム光軸及び前記第1方向に
垂直な第2方向とに関して集光状態の差を有することによって、前記光源から射出される
光束の断面を調整し、
前記第1レンズアレイ及び前記第2レンズアレイのうち少なくとも一方を構成する前記
複数の要素レンズは、前記光源の前記集光状態の差を相殺する傾向となるように、前記第
1方向と前記第2方向とに関してパワーの差を有する、
プロジェクタ。
A light source having an arc tube and a reflecting mirror that reflects the light flux from the arc tube forward;
A first lens array for dividing a light beam emitted from the light source into a plurality of partial light beams by a plurality of element lenses;
A second lens array that individually adjusts the states of the plurality of split light beams emitted from the first lens array by a plurality of element lenses;
A superimposing lens that superimposes and enters the plurality of divided light fluxes that have passed through the second lens array on a target illumination area, respectively,
The light source has a condensing state difference between a first direction perpendicular to the system optical axis and a second direction perpendicular to the system optical axis and the first direction, so that the light flux emitted from the light source Adjust the cross section,
The plurality of element lenses constituting at least one of the first lens array and the second lens array tend to cancel out the difference in the light collection state of the light source and the first direction and the first lens array. Having a power difference with respect to the two directions,
projector.
前記第1レンズアレイは、前記第1方向の長さと前記第2方向の長さとが異なる矩形状
の輪郭を有する、請求項1記載のプロジェクタ。
The projector according to claim 1, wherein the first lens array has a rectangular outline in which a length in the first direction is different from a length in the second direction.
前記第1レンズアレイ及び前記第2レンズアレイのうち少なくとも一方を構成する前記
複数の要素レンズは、トーリック型の光学面を有する、請求項1及び請求項2のいずれか
一項に記載のプロジェクタ。
The projector according to claim 1, wherein the plurality of element lenses constituting at least one of the first lens array and the second lens array have a toric type optical surface.
前記第1レンズアレイ及び前記第2レンズアレイのうち少なくとも一方を構成する前記
複数の要素レンズは、シリンドリカル型の光学面と球面型の光学面とを有する、請求項1
及び請求項2のいずれか一項に記載のプロジェクタ。
The plurality of element lenses constituting at least one of the first lens array and the second lens array have a cylindrical optical surface and a spherical optical surface.
And the projector according to claim 2.
前記光源は、前記反射鏡である楕円ミラーと、前記楕円ミラーからの光束を略平行にす
る平行化レンズとを備える、請求項1及び請求項2のいずれか一項に記載のプロジェクタ
The projector according to any one of claims 1 and 2, wherein the light source includes an elliptical mirror that is the reflecting mirror and a parallelizing lens that makes a light beam from the elliptical mirror substantially parallel.
前記平行化レンズは、トーリック型の光学面を有する、請求項5に記載のプロジェクタ
The projector according to claim 5, wherein the collimating lens has a toric type optical surface.
前記平行化レンズは、シリンドリカル型の光学面と球面型の光学面とを有する、請求項
5に記載のプロジェクタ。
The projector according to claim 5, wherein the collimating lens has a cylindrical optical surface and a spherical optical surface.
前記反射鏡は、トーリック型の反射面を有する、請求項1から請求項7までのいずれか
一項に記載のプロジェクタ。
The projector according to claim 1, wherein the reflecting mirror has a toric type reflecting surface.
前記光源からの光束の偏光方向を揃えるため、偏光分離膜と反射膜と位相差板とをそれ
ぞれ有する複数のプリズム要素を長手方向に直交する横方向に配列した偏光変換部をさら
に備え、
前記複数のプリズム要素の長手方向は、前記第1方向に対応しており、
前記第1レンズアレイの前記第1方向に関する幅は、前記第1レンズアレイの前記第2
方向に関する幅よりも長い、請求項1から請求項8までのいずれか一項に記載のプロジェ
クタ。
In order to align the polarization direction of the light beam from the light source, further comprising a polarization conversion unit in which a plurality of prism elements each having a polarization separation film, a reflection film, and a phase difference plate are arranged in a transverse direction perpendicular to the longitudinal direction,
The longitudinal direction of the plurality of prism elements corresponds to the first direction,
The width of the first lens array in the first direction is the second width of the first lens array.
The projector according to any one of claims 1 to 8, wherein the projector is longer than a width with respect to a direction.
前記重畳レンズから射出された光束を各色の光束に分離する色分離導光光学系と、
前記色分離導光光学系から射出された各色の光束を画像情報に応じてそれぞれ変調する
各色の光変調装置と、
前記各色の光変調装置から射出された各色の変調光を合成する光合成光学系と、
前記光合成光学系を経て合成された画像光を投射する投射光学系とをさらに備える、
請求項1から請求項9までのいずれか一項に記載のプロジェクタ。
A color separation light guide optical system that separates the light beam emitted from the superimposing lens into a light beam of each color;
A light modulation device for each color that modulates a light beam of each color emitted from the color separation light guide optical system according to image information;
A light combining optical system that combines the modulated light beams of the respective colors emitted from the light modulation devices of the respective colors;
A projection optical system for projecting image light synthesized through the light synthesis optical system,
The projector according to any one of claims 1 to 9.
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