JP3496643B2 - projector - Google Patents

projector

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JP3496643B2
JP3496643B2 JP2001001860A JP2001001860A JP3496643B2 JP 3496643 B2 JP3496643 B2 JP 3496643B2 JP 2001001860 A JP2001001860 A JP 2001001860A JP 2001001860 A JP2001001860 A JP 2001001860A JP 3496643 B2 JP3496643 B2 JP 3496643B2
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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、光源と、この光源
から出射された光束を複数の色光に分離する色分離光学
系と、この色分離光学系で分離された各色光をそれぞれ
異なる方向から入射させ、各色光毎に画像情報に応じて
変調して光学像を形成する電気光学装置とを備えた単板
型のプロジェクタに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light source, a color separation optical system for separating a light beam emitted from the light source into a plurality of color lights, and each color light separated by the color separation optical system from different directions. The present invention relates to a single-plate type projector that includes an electro-optical device that is incident and that modulates each color light according to image information to form an optical image.

【0002】[0002]

【背景技術】従来より、光源と、この光源から出射され
た光束を複数の色光に分離する色分離光学系と、この色
分離光学系で分離された各色光をそれぞれ異なる方向か
ら入射させ、各色光毎に画像情報に応じて変調して光学
像を形成する電気光学装置とを備えた単板型のプロジェ
クタが知られている。このようなプロジェクタによれ
ば、画像情報に基づいて光束を変調する電気光学装置1
つでカラー投写画像を形成できるので、プロジェクタの
小型化を図り易く、三板型のプロジェクタに比較して低
コストで製造できるという利点がある。
2. Description of the Related Art Conventionally, a light source, a color separation optical system that separates a light beam emitted from this light source into a plurality of color lights, and the respective color lights separated by this color separation optical system are made to enter from different directions, and There is known a single-plate type projector including an electro-optical device that forms an optical image by modulating each light according to image information. According to such a projector, the electro-optical device 1 that modulates a light flux based on image information
Since it is possible to form a color projection image with one, there is an advantage that the projector can be easily downsized and can be manufactured at a lower cost than a three-plate type projector.

【0003】このような単板型のプロジェクタでは、色
分離光学系により光源からの出射光束をRGB等の複数
の色光に分離する場合、赤、緑、青の各色光を反射する
3枚のダイクロイックミラーを、光源からの出射光束が
互いに異なる角度で入射するように配置する。ダイクロ
イックミラーに対する各色光の入射角度が異なるため、
それぞれのダイクロイックミラーで反射された各色光
は、互いに異なる方向から電気光学装置に入射する。電
気光学装置では、互いに異なる方向から入射する色光に
応じて画素を設定し、各色光に応じた変調を行って、投
写レンズを介してカラーの投写画像をスクリーン上に表
示する。
In such a single-plate type projector, when a light beam emitted from a light source is separated into a plurality of color lights such as RGB by a color separation optical system, three dichroic lights that reflect the red, green and blue color lights are used. The mirrors are arranged so that the light beams emitted from the light source enter at different angles. Since the incident angle of each color light on the dichroic mirror is different,
The respective color lights reflected by the respective dichroic mirrors enter the electro-optical device from different directions. In the electro-optical device, a pixel is set according to color lights incident from different directions, modulation is performed according to each color light, and a color projection image is displayed on a screen via a projection lens.

【0004】ここで、上述した電気光学装置において、
R、G、Bを組み合わせた画素領域は略正方形状に設定
され、各色光毎に変調するサブ画素は、この略正方形状
の画素領域を各色光の入射方向に沿って分割することに
より構成され、各サブ画素は、色分離光学系による色分
離方向を短辺とする略長方形状となる。
Here, in the above-mentioned electro-optical device,
The pixel area in which R, G, and B are combined is set to a substantially square shape, and the sub-pixel that modulates each color light is configured by dividing the substantially square pixel area along the incident direction of each color light. Each of the sub-pixels has a substantially rectangular shape whose short side is in the color separation direction of the color separation optical system.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな構造の単板型のプロジェクタでは、各色光毎のサブ
画素が長方形状に設定されているため、長方形状の短辺
方向に各色光の平行度が失われると、他の色光のサブ画
素に漏れ、スクリーン上に投写された画像に混色等を発
生するという問題がある。特に、光源からの出射光束を
より効率的に利用するために、色分離光学系の前段に偏
光変換光学系が設けられている場合、偏光変換により出
射光束の平行度が失われ易いので、混色の発生が大きな
問題となる。
However, in the single-plate type projector having such a structure, since the sub-pixels for each color light are set in a rectangular shape, the parallel direction of each color light is set in the short side direction of the rectangular shape. When the degree is lost, there is a problem in that the light is leaked to the sub-pixels of other colored light, and color mixture or the like occurs in the image projected on the screen. In particular, if a polarization conversion optical system is provided in front of the color separation optical system in order to use the light flux emitted from the light source more efficiently, the parallelism of the emitted light flux is likely to be lost due to the polarization conversion. Is a major problem.

【0006】本発明の目的は、単板型のプロジェクタに
おいて、投写画像に混色が生じることのないプロジェク
タを提供することにある。
An object of the present invention is to provide a single-plate type projector in which color mixture does not occur in a projected image.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明に係るプロジェクタは、光源と、この光源か
ら出射された光束を複数の色光に分離する色分離光学系
と、この色分離光学系で分離された各色光をそれぞれ異
なる方向から入射させ、各色光毎に画像情報に応じて変
調して光学像を形成する電気光学装置とを備えた単板型
のプロジェクタであって、前記色分離光学系の前段に設
けられた偏光変換光学系を備え、この偏光変換光学系
は、2種類の偏光光束のうち一方の偏光光束を透過し、
他方の偏光光束を反射する偏光分離膜と、前記偏光分離
膜によって反射された偏光光束を前記一方の偏光光束と
ほぼ同じ方向に向けて反射する反射膜と、前記2種類の
偏光光束の偏光方向を揃える波長板とを備え、前記色分
離光学系は複数のミラーを備え、前記偏光分離膜によっ
て前記他方の偏光光束が反射される方向は、前記ミラー
に入射する光束の中心軸と、前記ミラーにより反射され
る光束の中心軸とにより規定される面に対して略直交し
ており、前記偏光変換光学系の前段に、光源からの光を
複数の部分光束に分割する柱状の導光体を含む均一照明
光学系が配置され、導光体の光入射端面と偏光変換光学
系を共役関係とする第1結像光学系と、導光体の光出射
端面と電気光学装置を共役関係とする第2結像光学系と
が形成されている場合、この第2結像光学系における共
役比は、4以上であることを特徴とする。
In order to achieve the above-mentioned object, a projector according to the present invention comprises a light source, a color separation optical system for separating a light beam emitted from the light source into a plurality of color lights, and this color separation. A single-plate type projector comprising: an electro-optical device that forms an optical image by causing each color light separated by an optical system to enter from different directions and modulating each color light according to image information. A polarization conversion optical system is provided in front of the color separation optical system, and this polarization conversion optical system transmits one of the two types of polarized light beams,
A polarization separation film that reflects the other polarized light beam, a reflection film that reflects the polarized light beam reflected by the polarization separation film in substantially the same direction as the one polarized light beam, and the polarization directions of the two types of polarized light beams. The color separation optical system includes a plurality of mirrors, and the direction in which the other polarized light beam is reflected by the polarization separation film is such that the central axis of the light beam incident on the mirror and the mirror A columnar light guide, which is substantially orthogonal to the plane defined by the central axis of the light flux reflected by, and which divides the light from the light source into a plurality of partial light fluxes, is provided in the preceding stage of the polarization conversion optical system. A first imaging optical system in which a uniform illumination optical system including the light guide end and the polarization conversion optical system are in a conjugate relationship, and a light exit end surface in the light guide is in a conjugate relationship. A second imaging optical system is formed If, conjugate ratio in the second imaging optical system is characterized in that it is 4 or more.

【0008】このような本発明によれば、偏光分離膜に
よって他方の偏光光束が反射される方向が、ミラーに入
射する光束の中心軸と、ミラーにより反射される光束の
中心軸とにより規定される面に対して略直交しているの
で、偏光変換光学系を介した出射光束は、複数の色光の
色分離方向と直交する方向に拡散する。この出射光束
は、電気光学装置における各色光の長方形状のサブ画素
の長辺方向に広がることとなるため、隣接する他の色光
のサブ画素への漏れが少なくなり、投写画像に混色が生
じることを防止できる。
According to the present invention described above, the direction in which the other polarized light beam is reflected by the polarization separation film is defined by the central axis of the light beam incident on the mirror and the central axis of the light beam reflected by the mirror. Since it is substantially perpendicular to the plane, the outgoing light flux passing through the polarization conversion optical system diffuses in the direction orthogonal to the color separation direction of the plurality of color lights. Since this emitted light flux spreads in the long side direction of the rectangular sub-pixels of each color light in the electro-optical device, the leakage of other adjacent color light to the sub-pixels is reduced, and color mixture occurs in the projected image. Can be prevented.

【0009】[0009]

【0010】 また、導光体の光出射端面上における2
次光源像の角度分布は、導光体の側面形状、例えば、導
光体が互いに対向する一対の側面が光源側に向かって広
がるテーパ側面を有している場合、そのテーパ側面の形
状と、光源のF値、および光源固有の角度分布等により
決定される。そして、一般に、共役比が大きいほど電気
光学装置上で結像する光の平行度を確保することができ
る。この光の平行度は、電気光学装置上の各色光のサブ
画素ピッチによって異なるが、10μm程度の微細ピッ
チの画素に対しては共役比を4以上とするのが好まし
く、共役比を4以上とすれば、各色光の平行度を確保し
て隣接する他の色光の画素への漏れを防止でき、投写画
像における混色の発生を一層確実に防止できる。
In addition, 2 on the light emitting end face of the light guide body
The angle distribution of the next light source image is a side surface shape of the light guide body, for example, when the pair of side surfaces of the light guide body have tapered side surfaces that spread toward the light source side, the shape of the tapered side surface, It is determined by the F value of the light source, the angle distribution unique to the light source, and the like. Then, in general, the larger the conjugate ratio, the more the parallelism of the light imaged on the electro-optical device can be secured. The parallelism of the light varies depending on the sub-pixel pitch of each color light on the electro-optical device, but it is preferable to set the conjugate ratio to 4 or more for a pixel having a fine pitch of about 10 μm, and set the conjugate ratio to 4 or more. By doing so, it is possible to secure the parallelism of each color light and prevent the adjacent color light from leaking to the pixel, and it is possible to more reliably prevent the color mixture in the projected image.

【0011】また、第2結像光学系が、偏光変換光学系
の後段に配置される重畳レンズと、電気光学装置の前段
に配置される平行化レンズとを含んで構成される場合、
この色分離光学系を重畳レンズと平行化レンズの間に配
置するのが好ましい。
Further, when the second image forming optical system is configured to include a superimposing lens arranged in the latter stage of the polarization conversion optical system and a collimating lens arranged in the former stage of the electro-optical device,
This color separation optical system is preferably arranged between the superimposing lens and the collimating lens.

【0012】すなわち、第2結像光学系における共役比
を4以上とすることにより、前述のように、電気光学装
置に入射する各色光の平行度を確保できるが、重畳レン
ズと平行化レンズの間にある程度の距離が形成される。
従って、このような位置に複数のミラーを備えた色分離
光学系を配置して、狭い空間でも光束を折り曲げて必要
な共役比を確保することができ、かつ他の光学系に影響
を及ぼすことなく色分離光学系を配置して、プロジェク
タの小型化を図ることができる。
That is, by setting the conjugate ratio in the second image-forming optical system to 4 or more, as described above, the parallelism of each color light incident on the electro-optical device can be ensured. Some distance is formed between them.
Therefore, by arranging the color separation optical system including a plurality of mirrors at such a position, it is possible to bend the light flux even in a narrow space to secure a necessary conjugate ratio and to affect other optical systems. Instead, the color separation optical system can be arranged to reduce the size of the projector.

【0013】さらに、上述した導光体は、前記ミラーに
入射する光束の中心軸と、前記ミラーにより反射される
光束の中心軸とにより規定される面と直交する方向の寸
法が、該導光体の光出射端面から光入射端面に向かって
次第に幅広となるテーパ側面を備えているのが好まし
い。
Further, in the above-mentioned light guide, the dimension in the direction orthogonal to the plane defined by the central axis of the light beam incident on the mirror and the central axis of the light beam reflected by the mirror is It is preferable to provide tapered side surfaces that gradually widen from the light emitting end surface of the body toward the light incident end surface.

【0014】すなわち、導光体の光入射端面から入射し
た光束を、このようなテーパ側面で内面反射させると、
内面反射を繰り返す毎に該テーパ側面に対する光束の入
反射角が小さくなる。従って、色分離光学系を構成する
ミラーへの入反射光束の中心軸により規定される面と直
交する方向の寸法が光出射端面から光入射端面に向かっ
て次第に幅広となるようなテーパ側面とすれば、光出射
端面から出射される3次光源像の間隔が広がるため、偏
光変換後に利用可能な光束が増し、偏光変換光学系によ
る偏光変換の効率が向上する。
That is, when a light beam incident from the light incident end surface of the light guide is internally reflected by such a tapered side surface,
Each time the internal reflection is repeated, the angle of incidence and reflection of the light beam on the tapered side surface becomes smaller. Therefore, the tapered side surface is such that the dimension in the direction orthogonal to the plane defined by the central axis of the incident / reflected light flux to / from the mirror that constitutes the color separation optical system is gradually widened from the light emitting end surface to the light incident end surface. For example, since the distance between the tertiary light source images emitted from the light emitting end face is widened, the number of light beams that can be used after polarization conversion is increased, and the efficiency of polarization conversion by the polarization conversion optical system is improved.

【0015】そして、上述した光源と導光体の間には、
該光源からの出射光束を反射して導光体の光入射端面に
供給する反射ミラーが設けられているのが好ましい。こ
こで、前記反射ミラーに入射する光束の入射方向は、色
分離光学系を構成する複数のミラーからの光束の出射方
向と略平行に設定されているのが好ましい。
Further, between the light source and the light guide body described above,
It is preferable to provide a reflection mirror that reflects the light flux emitted from the light source and supplies the light flux to the light incident end surface of the light guide. Here, it is preferable that the incident direction of the light beam incident on the reflection mirror is set substantially parallel to the emission direction of the light beam from the plurality of mirrors forming the color separation optical system.

【0016】すなわち、光源からの出射光束を導光体の
光入射端面に供給する場合、ランプ等の光源はリフレク
タ、レンズ等で導光体の光入射端面に集光される。従っ
て、このように光源からの出射光束の集光途中に反射ミ
ラーを配置することにより、該反射ミラーを小型化する
ことが可能となるので、プロジェクタの小型化を図るこ
とができる。また、反射ミラーに入射する光束の入射方
向を、色分離光学系を構成する複数のミラーからの光束
の出射方向と略平行に設定することにより、光源から投
写光学系に至る出射光束の光路をコ字状とすることがで
きるので、プロジェクタの小型化を図る上で一層有利で
ある。
That is, when the light flux emitted from the light source is supplied to the light incident end surface of the light guide, the light source such as a lamp is condensed on the light incident end surface of the light guide by a reflector, a lens or the like. Therefore, by disposing the reflection mirror in the middle of condensing the light flux emitted from the light source in this way, the reflection mirror can be downsized, and the projector can be downsized. Further, by setting the incident direction of the light beam incident on the reflection mirror substantially parallel to the emission direction of the light beam from the plurality of mirrors forming the color separation optical system, the optical path of the emitted light beam from the light source to the projection optical system is set. Since it can be formed in a U shape, it is more advantageous for downsizing the projector.

【0017】また、上述した他方の偏光光束は、偏光分
離膜に対してS偏光光束であり、このS偏光光束は前記
波長板によりP偏光光束に変換されるのが好ましい。
The above-mentioned other polarized light beam is an S-polarized light beam with respect to the polarization separation film, and this S-polarized light beam is preferably converted into a P-polarized light beam by the wave plate.

【0018】すなわち、偏光変換光学系によりS偏光光
束がP偏光光束に変換されることにより、この偏光変換
光学系の後段に配置される色分離光学系を構成するミラ
ーに対してはS偏光光束として光束が入射することにな
り、ミラーの反射効率が向上するので、光源系から出射
された光の利用効率のよいプロジェクタとすることがで
きる。
That is, the S-polarized light beam is converted into the P-polarized light beam by the polarization conversion optical system, so that the S-polarized light beam is transmitted to the mirrors constituting the color separation optical system arranged in the subsequent stage of the polarization conversion optical system. As a result, the luminous flux is incident, and the reflection efficiency of the mirror is improved. Therefore, it is possible to provide a projector with high utilization efficiency of the light emitted from the light source system.

【0019】さらに、上述した偏光変換光学系が偏光分
離膜を複数有し、これら複数の偏光分離膜を、反射面が
互いに平行となるように配置したり、入射する光束の拡
散状態に応じて配置することが考えられる。
Further, the above-mentioned polarization conversion optical system has a plurality of polarization separation films, and the plurality of polarization separation films are arranged so that their reflection surfaces are parallel to each other, or depending on the diffusion state of the incident light beam. It may be arranged.

【0020】すなわち、反射面が互いに平行となるよう
に偏光分離膜を配置した偏光変換光学系であれば、構造
が簡単化されるので、偏光変換光学系の製造の容易化が
図られる。また、反射面が入射する光束の拡散状態に応
じて配置されていれば、導光体の光出射端面から出射さ
れた拡散光に応じて効率的に偏光分離変換を行うことが
できるので、偏光分離特性が向上する。
That is, in the case of the polarization conversion optical system in which the polarization separation films are arranged so that the reflection surfaces are parallel to each other, the structure is simplified, so that the manufacture of the polarization conversion optical system is facilitated. Further, if the reflecting surface is arranged according to the diffusion state of the incident light flux, it is possible to efficiently perform the polarization separation conversion according to the diffused light emitted from the light emitting end surface of the light guide body. Separation characteristics are improved.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の一形態を図
面に基づいて説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0022】図1に示すように、本発明の実施形態に係
るプロジェクタ1は、光源系10、均一照明光学系2
0、色分離光学系30、光変調系40、および投写光学
系50を含んで構成されている。均一照明光学系20か
ら光変調系40に至る光路中には、偏光変換光学系とな
る偏光変換アレイ60、および集光レンズ71、72、
81、82が配置されている。そして、光源系10から
出射された光束は、均一照明光学系20、色分離光学系
30、光変調系40、および投写光学系50を介してス
クリーン面上に投写画像を表示するように構成されてい
るが、出射光束の光路は、後述する反射ミラーとなる折
り返しミラー21と、色分離光学系30を構成するダイ
クロイックミラー31R、31G、31Bによって平面
コ字型に設定されている。尚、以下の説明では、互いに
直交する3つの軸をX、Y、Zとし、光の進行方向をZ
軸、図1の紙面に対して垂直な方向をY軸方向と規定し
て説明する。
As shown in FIG. 1, the projector 1 according to the embodiment of the present invention includes a light source system 10 and a uniform illumination optical system 2.
0, a color separation optical system 30, a light modulation system 40, and a projection optical system 50. In the optical path from the uniform illumination optical system 20 to the light modulation system 40, a polarization conversion array 60 serving as a polarization conversion optical system, and condenser lenses 71, 72,
81 and 82 are arranged. Then, the light flux emitted from the light source system 10 is configured to display a projection image on the screen surface via the uniform illumination optical system 20, the color separation optical system 30, the light modulation system 40, and the projection optical system 50. However, the optical path of the emitted light flux is set to a plane U-shape by the folding mirror 21 which becomes a reflection mirror which will be described later and the dichroic mirrors 31R, 31G and 31B which configure the color separation optical system 30. In the following description, three axes orthogonal to each other are X, Y, and Z, and the traveling direction of light is Z.
The axis and the direction perpendicular to the paper surface of FIG. 1 will be described by defining the Y-axis direction.

【0023】前記光源系10は、光源となるランプ11
と、放物面状の反射面を有するリフレクタ12と、集光
レンズ13とを備えている。ランプ11は、メタルハラ
イドランプや高圧水銀ランプ等から構成され、リフレク
タ12の焦点近傍に配置され、このランプ11から出射
された光束は、リフレクタ12により出射方向が一定に
揃えられるとともに平行化され、集光レンズ13で集光
されて出射される。
The light source system 10 includes a lamp 11 serving as a light source.
A reflector 12 having a parabolic reflection surface, and a condenser lens 13. The lamp 11 is composed of a metal halide lamp, a high-pressure mercury lamp, or the like, and is arranged in the vicinity of the focal point of the reflector 12. The light flux emitted from this lamp 11 is made uniform in the emitting direction by the reflector 12 and is collimated. The light is collected by the optical lens 13 and emitted.

【0024】前記均一照明光学系20は、折り返しミラ
ー21、および柱状の導光体であるロッド22から構成
されている。折り返しミラー21は、ロッド22の光入
射端面近傍に配置され、光源系10から出射された光束
は、この折り返しミラー21で反射されて90°折り曲
げられ、ロッド22の光入射端面に導かれる。尚、前記
集光レンズ13による集光光束は、このロッド22の光
入射端面上で結像し、該光入射端面上で1次光源像G1
(後述)を形成する。ここで、折り返しミラー21は、
集光レンズ13による集光途中に配置されているので、
ランプ11とリフレクタ12による光束の出射面の面積
よりも小さな面積のミラー面を有するものが採用され
る。なお、リフレクタ12は楕円リフレクタであっても
よく、その場合には、第1焦点近傍にランプ11を配置
すれば、第2焦点近傍で結像するので、集光レンズ13
を省略することができる。
The uniform illumination optical system 20 comprises a folding mirror 21 and a rod 22 which is a columnar light guide. The folding mirror 21 is arranged in the vicinity of the light incident end face of the rod 22, and the light flux emitted from the light source system 10 is reflected by the folding mirror 21 and bent 90 °, and is guided to the light incident end face of the rod 22. The light flux condensed by the condenser lens 13 forms an image on the light incident end face of the rod 22, and the primary light source image G1 is formed on the light incident end face.
(Described later) is formed. Here, the folding mirror 21 is
Since it is placed in the middle of light collection by the condenser lens 13,
A mirror surface having an area smaller than the area of the exit surface of the light flux by the lamp 11 and the reflector 12 is adopted. The reflector 12 may be an elliptical reflector. In that case, if the lamp 11 is arranged in the vicinity of the first focal point, an image is formed in the vicinity of the second focal point.
Can be omitted.

【0025】ロッド22は、図2(a)に示すように、
光入射端面に入射した光を内面反射させて光出射端面の
位置でほぼ重畳させて出射する光学素子であり、ガラス
製の中実ロッドから構成されている。ランプ11から出
射された光は、集光手段であるリフレクタ12と集光レ
ンズ13によって集光され、ロッド22の光入射端面に
1次光源像G1を形成する。ロッド22に入射した光
は、反射面における反射位置と反射回数の違いに応じて
複数の部分光束に分離され、図4に示すように、所定位
置に複数の3次光源像G31、G32、G33を形成す
る。3次光源像G31は、ロッド22の内面で反射され
ずに出射される光成分の像である。3次光源像G32
は、ロッド22の内面で1回反射されて出射される光成
分の像である。3次光源像G33は、ロッド22の内面
で2回反射されて出射される光成分の像である。一方、
ロッド22の光出射端面側からロッド22を覗くと、ロ
ッド22の光入射端面を含むXY平面内に、虚像G2
1、G22、G23が観察できる。虚像G21は、ロッ
ド22の内面での反射なしに出射される光成分の虚像、
虚像G22は、ロッド22の内面で1回反射されて出射
される光成分の虚像、虚像G23は、ロッド22の内面
で2回反射されて出射される光成分の虚像である。
The rod 22 is, as shown in FIG.
It is an optical element that internally reflects the light that has entered the light incident end surface and emits the light substantially overlapping at the position of the light exit end surface, and is composed of a solid rod made of glass. The light emitted from the lamp 11 is condensed by the reflector 12 which is a condensing unit and the condensing lens 13, and forms the primary light source image G1 on the light incident end face of the rod 22. The light incident on the rod 22 is separated into a plurality of partial light beams according to the difference in the reflection position on the reflection surface and the number of reflections, and as shown in FIG. 4, a plurality of tertiary light source images G31, G32, G33 are arranged at predetermined positions. To form. The tertiary light source image G31 is an image of a light component emitted without being reflected by the inner surface of the rod 22. Third light source image G32
Is an image of a light component which is emitted once after being reflected once on the inner surface of the rod 22. The tertiary light source image G33 is an image of a light component that is reflected and emitted twice by the inner surface of the rod 22. on the other hand,
When the rod 22 is viewed from the light emitting end face side of the rod 22, the virtual image G2 is displayed in the XY plane including the light incident end face of the rod 22.
1, G22 and G23 can be observed. The virtual image G21 is a virtual image of a light component emitted without reflection on the inner surface of the rod 22,
The virtual image G22 is a virtual image of a light component that is reflected and emitted once on the inner surface of the rod 22, and the virtual image G23 is a virtual image of a light component that is reflected and emitted twice on the inner surface of the rod 22.

【0026】ロッド22の断面形状は図2(b)に示す
ように、X軸方向に沿った横寸法は光入射端面22Aお
よび光出射端面22Bともに寸法aであるが、Y軸方向
に沿った縦寸法は、光出射端面22Bでは寸法bである
のに対して、光入射端面22Aでは寸法bよりも大きい
寸法cに設定されている。すなわち、Y−Z平面に沿っ
た一対の側面は互いに平行であるが、図3に示すよう
に、Z−X平面と対応する一対の側面は、光出射端面2
2Bから光入射端面22Aに向かうに従って互いに離間
する一対のテーパ側面とされている。
As shown in FIG. 2B, the cross-sectional shape of the rod 22 is such that the lateral dimension along the X-axis direction is the dimension a for both the light incident end face 22A and the light emitting end face 22B, but along the Y-axis direction. The vertical dimension is set to the dimension b on the light emitting end surface 22B, whereas it is set to the dimension c larger than the dimension b on the light incident end surface 22A. That is, although the pair of side faces along the YZ plane are parallel to each other, as shown in FIG. 3, the pair of side faces corresponding to the ZX plane are the light emitting end faces 2.
The pair of tapered side surfaces are separated from each other from 2B toward the light incident end surface 22A.

【0027】また、光出射端面22Bにおけるaとbの
比は被照射面である液晶パネル42(後述)の表示領域
の形状の比と略等しく、それらは相似形である。ロッド
22の長さは、仮想的な2次光源像である虚像G21,
G22,G23,…からの光束の中心光線(一点鎖線で
図示される光軸)がロッド22の光出射端面の中心を通
るように設定されている。この際、この断面形状を、ロ
ッド22の光入射端面へ集光レンズ13によって集光さ
れる入射光束が、ロッド22がない状態の場合に生じう
る光束の広がりE(図2(a)参照)よりも十分に小さ
くなるように設定すると、光束の一部がロッド22の内
面で反射されて、反射面における反射位置と反射回数の
違いに応じて複数の部分光束に分離されることとなる。
Further, the ratio of a to b on the light emitting end face 22B is substantially equal to the ratio of the shape of the display area of the liquid crystal panel 42 (described later) which is the illuminated surface, and they are similar. The length of the rod 22 is the virtual image G21, which is a virtual secondary light source image.
The central rays of the light beams from G22, G23, ... (The optical axis shown by the alternate long and short dash line) are set so as to pass through the center of the light emitting end face of the rod 22. At this time, this cross-sectional shape has a spread E of the light flux that can occur when the incident light flux condensed by the condenser lens 13 on the light incident end surface of the rod 22 is in the state without the rod 22 (see FIG. 2A). If it is set to be sufficiently smaller than the above, a part of the light flux is reflected by the inner surface of the rod 22, and is divided into a plurality of partial light fluxes according to the difference between the reflection position on the reflection surface and the number of reflections.

【0028】ここで、ロッド22の光入射端面22Aか
ら入射した光束の内面反射は、平行な一対の側面とテー
パ側面とで相違する。すなわち、互いに平行な一対の側
面の内面反射は、側面に対する光束の入反射角度が常に
一定なので、光入射端面22Aに対して所定の角度で入
射した光束は、光出射端面22Bに対しても入射角度と
同様の角度で出射される。一方、一対のテーパ側面の内
面反射は、図3に示すように、ロッド22の中心軸22
Cに対してテーパ側面が傾斜しているので、内面反射を
繰り返すたびにロッド22の中心軸22Cに対する角度
が徐々に大きく、すなわち、テーパ側面に対する入反射
角が大きくなる。従って、光入射端面22Aに対して所
定の角度で入射した光束は、光出射端面で入射角度より
も大きな角度で出射することとなる。
Here, the internal reflection of the light beam incident from the light incident end face 22A of the rod 22 is different between the pair of parallel side faces and the tapered side face. That is, in the internal reflection of a pair of side surfaces that are parallel to each other, the incident / reflected angle of the light beam with respect to the side surfaces is always constant. It is emitted at the same angle as the angle. On the other hand, the internal reflection of the pair of tapered side surfaces is caused by the central axis 22 of the rod 22 as shown in FIG.
Since the tapered side surface is inclined with respect to C, the angle with respect to the central axis 22C of the rod 22 is gradually increased every time the internal reflection is repeated, that is, the incident / reflected angle with respect to the tapered side surface is increased. Therefore, the light beam incident on the light incident end face 22A at a predetermined angle is emitted at the light emitting end face at an angle larger than the incident angle.

【0029】このロッド22によって分離された複数の
部分光束は、図4および図5に示すように、第1結像光
学系70を構成する集光レンズ71および集光レンズ7
2によって集光され、それぞれ仮想的な2次光源像であ
る虚像G21、G22、G23、…に対応する3次光源
像G31、G32、G33、…が偏光変換アレイ60上
に形成される。
The plurality of partial luminous fluxes separated by the rod 22 are, as shown in FIGS. 4 and 5, a condensing lens 71 and a condensing lens 7 which form a first imaging optical system 70.
Are collected by 2 and the tertiary light source images G31, G32, G33, ... Corresponding to the virtual images G21, G22, G23, ... Which are virtual secondary light source images are formed on the polarization conversion array 60.

【0030】図5は、3次光源像G31,G32,G3
3,…の集光状態を説明するための図であり、光軸方向
から見た様子を示している。3次光源像G31,G3
2,G33,…の大きさ、数、間隔は、1次光源像G1
の大きさ、入射角、ロッド22の断面形状、長さ等によ
り決定される。特に、3次光源像の大きさは1次光源像
の大きさに、また、光源像の間隔はロッド22の断面形
状および側面形状に依存する。すなわち、光源像の間隔
はロッド22の光出射端面22Bの形状に応じて変化
し、光出射端面22Bの形状が長方形であれば、長辺方
向(寸法a方向)の光源像間の間隔x1が短辺方向(寸
法b方向)の光源像間の間隔y1よりも大きくなる。ま
た、光源像の間隔はロッド22の内面反射を行う側面の
形状に応じても変化し、本実施形態のようにZ−X平面
と対応する一対の側面がテーパ側面となっている場合、
通常の平行な一対の側面における光源像間の間隔と比較
すると、図5に示されるY軸方向の間隔y1が大きくな
る。従って、これらの光源像を比較的隙間の大きいY軸
方向の光源像の隙間を使って、偏光分離および偏光変換
すればよい。
FIG. 5 shows tertiary light source images G31, G32, G3.
It is a figure for demonstrating the condensing state of 3, ..., The state seen from the optical axis direction is shown. Tertiary light source images G31, G3
2, G33, ... The size, number, and spacing of the primary light source image G1
, The angle of incidence, the cross-sectional shape of the rod 22, the length, etc. In particular, the size of the tertiary light source image depends on the size of the primary light source image, and the distance between the light source images depends on the sectional shape and the side surface shape of the rod 22. That is, the distance between the light source images changes according to the shape of the light emitting end surface 22B of the rod 22, and if the shape of the light emitting end surface 22B is rectangular, the distance x1 between the light source images in the long side direction (dimension a direction) is It is larger than the distance y1 between the light source images in the short side direction (direction of dimension b). In addition, the distance between the light source images also changes depending on the shape of the side surface of the rod 22 that performs internal reflection, and when the pair of side surfaces corresponding to the ZX plane are tapered side surfaces as in the present embodiment,
Compared with the normal distance between the light source images on a pair of parallel side surfaces, the distance y1 in the Y-axis direction shown in FIG. 5 becomes large. Therefore, these light source images may be subjected to polarization separation and polarization conversion by using the gap of the light source images in the Y-axis direction having a relatively large gap.

【0031】前記色分離光学系30は、図6に示すよう
に、赤色光R、緑色光Gおよび青色光Bを、選択的に反
射または透過させる、互いに異なる波長選択膜が形成さ
れた3枚のダイクロイックミラー31R、31G、31
Bを備えている。すなわち、ダイクロイックミラー31
Rは、赤色光Rを反射して、緑色光Gおよび青色光Bを
透過させるミラーである。また、ダイクロイックミラー
31Gは、ダイクロイックミラー31Rを透過した緑色
光Gと青色光Bとを分離するものであり、緑色光Gを反
射して、青色光Bを透過させる。さらに、ダイクロイッ
クミラー31Bは、ダイクロイックミラー31Gを透過
した青色光Bを反射するものである。尚、このダイクロ
イックミラー31Bには、前段のダイクロイックミラー
31R、31Gにより青色光Bしか到達しないので、ダ
イクロイックミラー31Bに代えて通常の全反射ミラー
を採用しても差し支えない。
As shown in FIG. 6, the color separation optical system 30 includes three sheets each having a different wavelength selection film for selectively reflecting or transmitting the red light R, the green light G and the blue light B. Dichroic mirrors 31R, 31G, 31
It has B. That is, the dichroic mirror 31
R is a mirror that reflects the red light R and transmits the green light G and the blue light B. The dichroic mirror 31G separates the green light G and the blue light B transmitted through the dichroic mirror 31R, reflects the green light G, and transmits the blue light B. Further, the dichroic mirror 31B reflects the blue light B transmitted through the dichroic mirror 31G. Since only the blue light B reaches the dichroic mirror 31B by the preceding dichroic mirrors 31R and 31G, a normal total reflection mirror may be used instead of the dichroic mirror 31B.

【0032】これら3枚のダイクロイックミラー31
R、31G、31Bは、均一照明光学系20からの出射
光束が互いに異なる角度で入射するように配置され、各
ダイクロイックミラー31R、31G、31Bで反射さ
れた赤色光R、緑色光G、青色光Bは、X―Y平面上で
三方向に分岐して出射される(図6参照)。つまり、均
一照明光学系20を経た光束が色分離光学系30により
RGBの各色光に分離される方向は、すべてがZ―X平
面上の方向である。
These three dichroic mirrors 31
R, 31G, and 31B are arranged so that the light beams emitted from the uniform illumination optical system 20 enter at different angles, and the red light R, the green light G, and the blue light reflected by the dichroic mirrors 31R, 31G, and 31B. B is branched and emitted in three directions on the XY plane (see FIG. 6). That is, all the directions in which the light flux that has passed through the uniform illumination optical system 20 is separated into the RGB color lights by the color separation optical system 30 are on the ZX plane.

【0033】前記光変調系40は、図7に示すように、
マイクロレンズアレイ41および電気光学装置としての
液晶パネル42を備え、これらの前後には不図示の一対
の偏光板が配置されている。マイクロレンズアレイ41
は、色分離光学系30により分離された各色光束R、
G、Bを、液晶パネル42の対応する画素に集光するた
めのものであり、各マイクロレンズ41Aがマトリック
ス状に配置されて構成されるものである。
The light modulation system 40, as shown in FIG.
A microlens array 41 and a liquid crystal panel 42 as an electro-optical device are provided, and a pair of polarizing plates (not shown) are arranged in front of and behind them. Micro lens array 41
Is a light flux R of each color separated by the color separation optical system 30,
G and B are used to focus light on the corresponding pixels of the liquid crystal panel 42, and each microlens 41A is arranged in a matrix.

【0034】液晶パネル42は、2枚の硝子等の透明基
板421、422の間にツイステッドネマチック(T
N)液晶423が封入されたものである。一方の基板4
21には共通電極424および不要光を遮光するための
ブラックマトリクス425等が形成され、他方の基板4
22には画素電極426、スイッチング素子としての薄
膜トランジスタ(TFT)427等が形成され、TFT
427を介して画素電極426に電圧が印加されると共
通電極424との間に挟まれた液晶423が駆動される
構成である。なお、他方の基板422には、複数の走査
線と複数のデータ線が交差して配置され、その交差部付
近にTFT427がゲートを走査線、ソースをデータ
線、ドレインを画素電極426に接続して配置される。
そして、走査線には順次選択電圧が印加され、それに応
じてオンした水平方向の画素のTFT427を介して各
画素の駆動電圧が画素電極426に書き込まれる。TF
T427は非選択電圧の印加によりオフとなり印加され
た駆動電圧を図示されない蓄積容量等に保持する。液晶
パネル42の開口部(ブラックマトリクス425の開口
部)に相当する領域に画素電極426は配置され、TF
T427と画素電極426(必要に応じて画素電極に接
続された蓄積容量)により各画素が構成される。なお、
前記液晶423はTNだけでなく、強誘電型や反強誘電
型、この他水平配向型、垂直配向型など種々用いること
が可能である。
The liquid crystal panel 42 includes a twisted nematic (T) between two transparent substrates 421 and 422 such as glass.
N) Liquid crystal 423 is enclosed. One substrate 4
A common electrode 424 and a black matrix 425 for blocking unnecessary light are formed on the substrate 21, and the other substrate 4
A pixel electrode 426, a thin film transistor (TFT) 427 as a switching element, etc. are formed on the TFT 22.
When a voltage is applied to the pixel electrode 426 via 427, the liquid crystal 423 sandwiched between the common electrode 424 and the common electrode 424 is driven. Note that a plurality of scan lines and a plurality of data lines are arranged on the other substrate 422 so that the TFTs 427 connect the gates to the scan lines, the sources to the data lines, and the drains to the pixel electrodes 426 near the intersections. Are arranged.
Then, the selection voltage is sequentially applied to the scanning lines, and the driving voltage of each pixel is written in the pixel electrode 426 via the TFT 427 of the horizontal pixel which is turned on in response to the selection voltage. TF
T427 is turned off by application of the non-selection voltage and holds the applied drive voltage in a storage capacitor or the like not shown. The pixel electrode 426 is arranged in a region corresponding to the opening of the liquid crystal panel 42 (opening of the black matrix 425), and TF
Each pixel is configured by T427 and the pixel electrode 426 (storage capacitor connected to the pixel electrode as necessary). In addition,
The liquid crystal 423 can be used not only in TN but also in various types such as a ferroelectric type, an antiferroelectric type, a horizontal alignment type and a vertical alignment type.

【0035】また、一方の基板421の光入射側には、
色分離光学系30により分離された各色光R、G、Bを
液晶パネル42の対応するサブ画素に集光するためのマ
イクロレンズアレイ41が設けられている。マイクロレ
ンズアレイ41は、マトリックス状、モザイク状等に構
成された複数の単位マイクロレンズ41Aを備えてい
る。マイクロレンズ43は、エッチング等により硝子板
上に形成され、低屈折率の樹脂層(接着剤)43を介し
て基板421に接着されている。マイクロレンズアレイ
41の単位マイクロレンズ41A(レンズの凸部または
凹部)は、液晶パネル42の水平方向(走査線方向)の
画素ピッチの3倍に相当するピッチを有する。ダイクロ
イックミラー31R、31G、31Bを異なる角度で反
射して出射する赤色光R、緑色光G、青色光Bがマイク
ロレンズアレイ41の各単位マイクロレンズ41Aに異
なる角度で入射し、この各単位マイクロレンズ41Aに
より赤色光R、緑色光G、青色光Bがそれぞれ水平方向
に隣接して単位マイクロレンズ41Aと対応する3つの
画素の画素電極426付近に集光されるようになる。マ
イクロレンズアレイ41の各単位マイクロレンズ41A
は、各色光R、G、Bをこのレンズ41Aと対応する3
つの隣接画素の画素電極に入射光を集光するような焦点
距離を有する。図においては、液晶パネル42に対して
略直進して入射される緑色光Gは、マイクロレンズアレ
イ41の単位マイクロレンズ41Aにより、画素電極4
26Gに集光されてそのまま出射される。一方、ダイク
ロイックミラー31R、31Bがダイクロイックミラー
31Gに対して有する角度に対応した角度で、緑色光G
に対して互いに対称に入射する赤色光Rと青色光Bは、
単位マイクロレンズ41Aにより画素電極426R、4
26Bにそれぞれ集光され、緑色光Gと対称な角度をも
って出射される。なお、ダイクロイックミラー31R、
31G、31Bでの分光の順序が異なれば、それに応じ
て図7に示される液晶パネル42への色光の入射位置も
異なる。
On the light incident side of the one substrate 421,
A microlens array 41 is provided for condensing the respective color lights R, G, B separated by the color separation optical system 30 into the corresponding sub-pixels of the liquid crystal panel 42. The microlens array 41 includes a plurality of unit microlenses 41A arranged in a matrix or a mosaic. The microlens 43 is formed on a glass plate by etching or the like, and is adhered to the substrate 421 via a resin layer (adhesive) 43 having a low refractive index. The unit microlenses 41A (lens convex portions or concave portions) of the microlens array 41 have a pitch corresponding to three times the pixel pitch of the liquid crystal panel 42 in the horizontal direction (scanning line direction). The red light R, the green light G, and the blue light B, which are emitted by reflecting the dichroic mirrors 31R, 31G, and 31B at different angles, enter the respective unit microlenses 41A of the microlens array 41 at different angles, and the respective unit microlenses are included. 41A allows the red light R, the green light G, and the blue light B to be horizontally adjacent to each other and condensed near the pixel electrodes 426 of the three pixels corresponding to the unit microlens 41A. Each unit microlens 41A of the microlens array 41
Corresponds to each color light R, G, B with this lens 41A.
The focal length is such that the incident light is condensed on the pixel electrodes of two adjacent pixels. In the figure, the green light G that is incident on the liquid crystal panel 42 in a substantially straight line is transmitted by the unit microlenses 41A of the microlens array 41 to the pixel electrode 4
It is condensed on 26G and emitted as it is. On the other hand, the green light G has an angle corresponding to the angle that the dichroic mirrors 31R and 31B have with respect to the dichroic mirror 31G.
The red light R and the blue light B which enter symmetrically with respect to each other are
Pixel electrodes 426R, 4 by unit microlens 41A
26B, respectively, and emitted at an angle symmetrical to the green light G. Incidentally, the dichroic mirror 31R,
If the order of spectroscopy in 31G and 31B is different, the incident position of the color light on the liquid crystal panel 42 shown in FIG. 7 is also different accordingly.

【0036】このような画素電極426は、図7(b)
に示すように、各色光R、G、Bをそれぞれ変調する画
素電極426R、426G、426BがX軸方向に沿っ
て隣接配置され、各画素電極426R、426G、42
6Bがサブ画素としての役割を有し、3つのサブ画素が
組み合わせられて所定の色を表示する画素が構成され
る。これらの画素電極426R、426G、426B
は、Y軸方向に延びる長方形状に形成され、この3つの
画素電極426R、426G、426Bで正方形状を形
成している。従って、X軸方向に平行度が失われた光束
が入射した場合よりも、Y軸方向に平行度が失われた光
束の方が混色(隣接するサブ画素への光の漏れ)を発生
しにくい構成となっている。尚、本実施形態において
は、長方形状の画素電極426R、426G、426B
の短辺方向の画素ピッチは10.5μm、長辺方向の画
素ピッチは31.5μmに設定され、ブラックマトリク
ス425の開口は、短辺方向で7.5μm、長辺方向で
17.5μmに設定されている。
Such a pixel electrode 426 is shown in FIG.
, The pixel electrodes 426R, 426G, and 426B that modulate the respective color lights R, G, and B are arranged adjacent to each other along the X-axis direction, and the pixel electrodes 426R, 426G, and 42, respectively.
6B has a role as a sub-pixel, and three sub-pixels are combined to form a pixel for displaying a predetermined color. These pixel electrodes 426R, 426G, 426B
Are formed in a rectangular shape extending in the Y-axis direction, and the three pixel electrodes 426R, 426G, and 426B form a square shape. Therefore, compared with the case where a light beam whose parallelism is lost in the X-axis direction is incident, the light beam whose parallelism is lost in the Y-axis direction is less likely to cause color mixing (light leakage to adjacent sub-pixels). It is composed. In the present embodiment, the rectangular pixel electrodes 426R, 426G, 426B.
The pixel pitch in the short side direction is set to 10.5 μm, the pixel pitch in the long side direction is set to 31.5 μm, and the opening of the black matrix 425 is set to 7.5 μm in the short side direction and 17.5 μm in the long side direction. Has been done.

【0037】上記のようにして液晶パネル42の画素電
極426に対して集光した各光束は、液晶パネル42に
印加された信号に応じた変調を受けて出射し、投写光学
系を構成する投写レンズユニット50によって前方のス
クリーン上に拡大投写される。尚、投写レンズユニット
50は、複数のレンズが投写レンズ用筐体内に配置され
たものである。投写レンズ用筐体の内部には、複数のレ
ンズを位置決めするための位置決め部や、フォーカス調
整やズーム調整を可能とするための調整機構が設けられ
ている。このような投写レンズユニット50の構造につ
いては周知であるため、その詳細な説明は省略する。
Each light beam condensed on the pixel electrode 426 of the liquid crystal panel 42 as described above undergoes modulation in accordance with a signal applied to the liquid crystal panel 42, and is emitted, thus forming a projection optical system. The lens unit 50 enlarges and projects it on the screen in front. The projection lens unit 50 includes a plurality of lenses arranged in a projection lens housing. A positioning unit for positioning a plurality of lenses and an adjustment mechanism for enabling focus adjustment and zoom adjustment are provided inside the projection lens housing. Since the structure of such a projection lens unit 50 is well known, its detailed description is omitted.

【0038】前記偏光変換アレイ60は、ロッド22か
ら出射された光束を偏光軸が互いに略直交する2つの偏
光光束に分離し、いずれか一方の偏光光束を偏光変換し
て偏光軸を揃える偏光変換光学系としての機能を備えて
いる。
The polarization conversion array 60 separates the light beam emitted from the rod 22 into two polarized light beams whose polarization axes are substantially orthogonal to each other, and polarization-converts one of the polarized light beams to align the polarization axes. It has a function as an optical system.

【0039】図8は、偏光変換アレイ60の実施形態で
ありY−Z平面による断面図である。偏光変換アレイ6
0は、偏光分離膜61a、61b、61c、61d、6
1eと、反射膜62a、62b、62c、62d、62
eと、1/2波長板63a、63b、63c、63d、
63eと、遮光板64a、64b、64c、64d、6
4eと、これらの間隙を埋めてアレイを形成する複数の
プリズム65とを備え、これらは偏光変換アレイ60に
入射する光束の拡散状態に応じて配置される。具体的に
は、偏光変換アレイ60に入射する光束の光軸CとY軸
方向にずれた軸を中心として対称となるようにこれらを
配置する。そして、上述したロッド22から出射された
光束が光軸対称で発散する傾向になるので、光束の偏光
分離膜61a、61b、61c、61d、61eへの入
射角が同じ向きになるように、複数のプリズム65の部
分で折り返すように構成されている。また、偏光変換ア
レイ60のY軸方向の略中央部分の偏光分離膜61aお
よび偏光分離膜61dは、1ピッチ分の間隔を空けて配
置される。
FIG. 8 is a sectional view taken along the YZ plane, which is an embodiment of the polarization conversion array 60. Polarization conversion array 6
0 is the polarization separation film 61a, 61b, 61c, 61d, 6
1e and the reflection films 62a, 62b, 62c, 62d, 62
e and the half-wave plates 63a, 63b, 63c, 63d,
63e and light shielding plates 64a, 64b, 64c, 64d, 6
4e and a plurality of prisms 65 that form an array by filling these gaps, and are arranged in accordance with the diffusion state of the light beam incident on the polarization conversion array 60. Specifically, these are arranged so as to be symmetric with respect to the optical axis C of the light beam incident on the polarization conversion array 60 and an axis deviated in the Y-axis direction. Then, since the light flux emitted from the rod 22 described above tends to diverge with optical axis symmetry, a plurality of light fluxes may be provided so that the incident angles of the light flux on the polarization separation films 61a, 61b, 61c, 61d, 61e are the same. The prism 65 is folded back. Further, the polarization separation film 61a and the polarization separation film 61d in the substantially central portion of the polarization conversion array 60 in the Y-axis direction are arranged with a space of one pitch.

【0040】偏光分離膜61a、61b、61c、61
d、61eは、入射する光束を偏光軸が互いに略直交す
る2つの直線偏光光束に分離し互いに異なる方向に出射
させるための偏光分離手段としての機能を有し、光束の
入射角に合わせた特性を有している。反射膜62a、6
2b、62c、62d、62eは、偏光分離膜61a、
61b、61c、61d、61eによって反射されたS
偏光光束の進行方向を偏光分離膜61a、61b、61
c、61d、62eを透過したP偏光光束の進行方向に
揃えるための反射手段としての機能を有する。1/2波
長板63a、63b、63c、63d、63eは、入射
するS偏光光束の偏光軸を回転してP偏光光束に合わせ
るための偏光軸回転手段としての機能を有する。遮光板
64a、64b、64c、64d、64eは、偏光分離
膜61a、61b、61c、61d、61eを経由せず
に反射膜62a、62b、62c、62d、62eに入
射する光束を遮蔽するための遮光手段としての機能を有
する。そして、各偏光分離膜61a、61b、61c、
61d、61eおよび反射膜62a、62b、62c、
62d、61eは、いずれか一つのプリズム65の斜面
に形成されその膜を介して対向するプリズムの斜面と接
合される。
Polarization separation films 61a, 61b, 61c, 61
Reference characters d and 61e have a function as a polarization separating means for separating an incident light beam into two linearly polarized light beams whose polarization axes are substantially orthogonal to each other and emitting the light beams in different directions, and have characteristics according to the incident angle of the light beam. have. Reflective film 62a, 6
2b, 62c, 62d and 62e are the polarization separation films 61a,
S reflected by 61b, 61c, 61d, 61e
The traveling direction of the polarized light beam is determined by the polarization separation films 61a, 61b, 61
It has a function as a reflecting means for aligning the P-polarized light fluxes that have passed through c, 61d, and 62e in the traveling direction. The half-wave plates 63a, 63b, 63c, 63d, 63e have a function as a polarization axis rotating means for rotating the polarization axis of the incident S-polarized light beam to match it with the P-polarized light beam. The light blocking plates 64a, 64b, 64c, 64d, 64e are for blocking the light fluxes that enter the reflection films 62a, 62b, 62c, 62d, 62e without passing through the polarization separation films 61a, 61b, 61c, 61d, 61e. It has a function as a light shielding means. Then, each polarization separation film 61a, 61b, 61c,
61d, 61e and reflective films 62a, 62b, 62c,
62d and 61e are formed on the slope of one of the prisms 65 and are joined to the slope of the opposing prism via the film.

【0041】このように構成された偏光変換アレイ60
は、前記の3次光源像G31、G32、G33…がその
入射面近傍に形成され偏光分離膜61a、61b、61
c、61d、61eに入射するように光路中に配置され
る。
The polarization conversion array 60 constructed in this way
Are formed by the above-mentioned third light source images G31, G32, G33, ...
It is arranged in the optical path so as to enter c, 61d, and 61e.

【0042】偏光分離膜61aおよび偏光分離膜61d
の間に入射する光束は、偏光変換されずにそのまま出射
される。光軸C上に配置される偏光分離膜61aに入射
する光束のうちのP偏光光束はP偏光光束P1として透
過する。一方、偏光分離膜61aで反射されたS偏光光
束は反射膜62aでさらに反射され、前述の光束P1と
進行方向を揃えられ、その後、1/2波長板63aを透
過することによってその偏光面が略90゜回転されP偏
光光束に変換されてP偏光光束P2として射出される。
また、偏光分離膜61bに入射する光束は、拡散する傾
向にあるため、偏光分離膜61bに対して所定の角度で
入射するように予めプリズム65内で折り曲げられ、そ
の後、前記と同様にP偏光光束P3、P4として出射さ
れる。以下、偏光分離膜61c、61d、61eについ
ても同様である。偏光軸変換手段として1/2波長板6
3a、63b、63c、63d、63eを使うことは、
簡易な方法で確実な偏光変換を行う上で有効である。
尚、本実施形態では偏光変換アレイ60によってP偏光
光束を得るようにしているが、1/2波長板63a、6
3b、63c、63d、63eを偏光光束P1の出射口
に配置すれば、S偏光光束を得ることも可能である。
Polarization separation film 61a and polarization separation film 61d
The light flux incident between the two is emitted as it is without polarization conversion. The P-polarized light flux of the light flux incident on the polarization separation film 61a arranged on the optical axis C is transmitted as the P-polarized light flux P1. On the other hand, the S-polarized light beam reflected by the polarization separation film 61a is further reflected by the reflection film 62a, is aligned in the traveling direction with the above-mentioned light beam P1, and then is transmitted through the ½ wavelength plate 63a to change its polarization plane. It is rotated by approximately 90 °, converted into a P-polarized light beam, and emitted as a P-polarized light beam P2.
Further, since the light flux incident on the polarization separation film 61b tends to be diffused, it is preliminarily bent in the prism 65 so as to be incident on the polarization separation film 61b at a predetermined angle, and then the P-polarized light is emitted in the same manner as described above. The light beams P3 and P4 are emitted. Hereinafter, the same applies to the polarization separation films 61c, 61d, and 61e. Half-wave plate 6 as polarization axis conversion means
Using 3a, 63b, 63c, 63d, 63e
This is effective in performing reliable polarization conversion with a simple method.
Although the P-polarized light flux is obtained by the polarization conversion array 60 in the present embodiment, the ½ wavelength plates 63a, 6 are used.
By arranging 3b, 63c, 63d and 63e at the exit of the polarized light beam P1, it is possible to obtain an S-polarized light beam.

【0043】遮光板64a、64b、64c、64d、
64eは、偏光変換後に所望の偏光光束と異なる光束、
本実施形態では偏光変換後にS偏光光束となる光束の進
入を軽減させるものであり、これにより偏光変換された
光の偏光度を向上させることができる。
The light shielding plates 64a, 64b, 64c, 64d,
64e is a light beam different from a desired polarized light beam after polarization conversion,
In the present embodiment, the entry of a light flux that becomes an S-polarized light flux after polarization conversion is reduced, and thus the polarization degree of the polarization-converted light can be improved.

【0044】さらに、偏光変換アレイ60によって偏光
方向が揃えられた各部分光束は、集光レンズ82によっ
て、後述する液晶パネル42上に重畳される。従って、
液晶パネル42は、面内の照度分布が均一な1種類の偏
光光によって、照明されることになる。
Further, the respective partial light beams whose polarization directions are aligned by the polarization conversion array 60 are superimposed on the liquid crystal panel 42 described later by the condenser lens 82. Therefore,
The liquid crystal panel 42 is illuminated with one type of polarized light having a uniform illuminance distribution in the plane.

【0045】前記第1結像光学系70は、図1に示すよ
うに、ロッド22の光出射端面近傍に配置される集光レ
ンズ71、および偏光変換アレイ60の前段に配置され
る集光レンズ72から構成され、これら2つの集光レン
ズ71、72により、ロッド22の光入射端面と、偏光
変換アレイ60の偏光分離膜61a〜61eとが共役関
係とされる。
As shown in FIG. 1, the first image forming optical system 70 includes a condenser lens 71 arranged near the light emitting end face of the rod 22 and a condenser lens arranged in front of the polarization conversion array 60. 72, and these two condenser lenses 71, 72 make the light incident end face of the rod 22 and the polarization separation films 61a to 61e of the polarization conversion array 60 in a conjugate relationship.

【0046】前記第2結像光学系80は、第1結像光学
系70を構成する集光レンズ71、72と、偏光変換ア
レイ60の後段に配置される集光レンズ81と、液晶パ
ネル42の前段に配置される集光レンズ82とを備え、
集光レンズ81は偏光変換アレイ60からの出射光束を
重畳する重畳レンズとしての機能を、集光レンズ82は
液晶パネル42に各色光R、G、Bを平行化する平行化
レンズとしての機能を有する。そして、この第2結像光
学系80により、ロッド22の光出射端面と液晶パネル
42の光入射端面とが共役関係とされ、共役比は4以上
に設定されている。共役比を4以上に設定したのは、共
役比を4以上として出射光束の平行度を向上させ、液晶
パネル42の画素電極426R、426G、426Bに
出射される色光R、G、Bが他の画素電極426R、4
26G、426Bに漏れて混色を発生させないようにす
るためであり、共役比4という数値は、次のようなシミ
ュレーションに基づいて設定したものである。 1) シミュレーションの前提条件 2次光源像である虚像の形成に影響する条件として、ラ
ンプ11のアーク長、ロッド22の入射側のF値(光源
系10のF値)、ロッド22の長さ、液晶パネル42の
画素ピッチが考えられ、具体的には、各値を以下のよう
に設定してシミュレーションを行った。 ランプのアーク長:1mm 光源のF値:1.3 ロッド長:60mm(一対の側面にテーパ面が形成された
もの) 画素ピッチ:10.5μm×31.5μm(開口7.5
μm×17.5μm) 2) 入射光に要求される平行度 所定の画素に入射する光束が隣接する画素に漏れて混色
を発生させず、かつ画素本来の透過率を確保できる程度
の平行度を有することを必要条件とすると、短辺方向の
入射光の平行度は±3°以下、長辺方向の入射光の平行
度は±8°以下とする必要がある。 3) 共役比と平行度の関係 ロッド22の光出射端面22Bと液晶パネル42との間
に結像光学系を配置し、この結像光学系の共役比を変化
させ、液晶パネル42の画素に入射した光束の90%が
どの程度の平行度に収まっているかをシミュレーション
したところ、表1のような結果が得られた。
The second image-forming optical system 80 includes condenser lenses 71 and 72 which constitute the first image-forming optical system 70, a condenser lens 81 which is arranged at the rear stage of the polarization conversion array 60, and the liquid crystal panel 42. And a condenser lens 82 arranged in the front stage of
The condenser lens 81 functions as a superimposing lens that superimposes the light flux emitted from the polarization conversion array 60, and the condenser lens 82 functions as a collimating lens that collimates the color lights R, G, and B on the liquid crystal panel 42. Have. Then, the second image forming optical system 80 makes the light emitting end surface of the rod 22 and the light incident end surface of the liquid crystal panel 42 into a conjugate relationship, and the conjugate ratio is set to 4 or more. The conjugate ratio is set to 4 or more to improve the parallelism of the emitted light flux by setting the conjugate ratio to 4 or more so that the color lights R, G, and B emitted to the pixel electrodes 426R, 426G, and 426B of the liquid crystal panel 42 are different from each other. Pixel electrodes 426R, 4
This is to prevent the color mixture from leaking to 26G and 426B, and the conjugate ratio 4 is set based on the following simulation. 1) Preconditions for simulation As conditions that influence the formation of a virtual image that is a secondary light source image, the arc length of the lamp 11, the F value on the incident side of the rod 22 (F value of the light source system 10), the length of the rod 22, The pixel pitch of the liquid crystal panel 42 is considered, and specifically, the simulation was performed by setting each value as follows. Arc length of lamp: 1 mm F value of light source: 1.3 Rod length: 60 mm (taper surface is formed on a pair of side surfaces) Pixel pitch: 10.5 μm × 31.5 μm (aperture 7.5
μm × 17.5 μm) 2) Parallelism required for incident light A degree of parallelism that does not cause color mixture by causing a light beam incident on a predetermined pixel to leak to an adjacent pixel and ensure the original transmittance of the pixel. As a necessary condition, the parallelism of incident light in the short side direction needs to be ± 3 ° or less and the parallelism of incident light in the long side direction needs to be ± 8 ° or less. 3) Relationship between Conjugate Ratio and Parallelism An image forming optical system is arranged between the light emitting end face 22B of the rod 22 and the liquid crystal panel 42, and the conjugate ratio of this image forming optical system is changed so that the pixel of the liquid crystal panel 42 can be changed. A simulation as to how much 90% of the incident light flux is within the parallelism was obtained, and the results shown in Table 1 were obtained.

【0047】[0047]

【表1】 [Table 1]

【0048】上記結果では、2)の要求平行度をほぼ満足
するのは、共役比5の場合のみであるが、実際に液晶パ
ネル42の透過光の混色の程度を観察すると、共役比4
であっても、混色は許容レベルであると判定された。
In the above result, the required parallelism of 2) is almost satisfied only when the conjugate ratio is 5, but when actually observing the degree of color mixture of the transmitted light of the liquid crystal panel 42, the conjugate ratio of 4 is obtained.
However, the color mixture was judged to be an acceptable level.

【0049】以上のシミュレーションの結果から第2結
像光学系80の共役比を4以上とすれば、液晶パネル4
2の画素電極426に入射する光束の平行度を確保して
投写画像に混色が生じることを防止できることが判る。
From the results of the above simulation, if the conjugate ratio of the second imaging optical system 80 is set to 4 or more, the liquid crystal panel 4
It can be seen that the parallelism of the light beams incident on the second pixel electrode 426 can be ensured and the occurrence of color mixture in the projected image can be prevented.

【0050】このような本実施形態によれば、次のよう
な効果がある。
According to this embodiment, the following effects can be obtained.

【0051】すなわち、偏光変換アレイ60の偏光分離
膜61a、61b、61c、61d、61eによって他
方の偏光光束が反射される方向が、色分離光学系30の
ダイクロイックミラー31R、31G、31Bに入射す
る光束の中心軸と、ダイクロイックミラー31R、31
G、31Bにより反射される光束の中心軸とにより規定
される面(X−Z面)に対して略直交しているので、偏
光変換アレイ60を介した出射光束は、複数の色光の色
分離方向と直交する方向に拡散する。この出射光束は、
液晶パネル42における各色光R、G、Bの長方形状の
画素電極426R、426G、426Bの長辺方向に広
がることとなるため、例えば、画素電極426Gへの色
光Gが他の色光の画素電極426R、426Bに漏れる
ことが少なくなり、投写画像に混色が生じることを防止
できる。
That is, the direction in which the other polarized light beam is reflected by the polarization separation films 61a, 61b, 61c, 61d and 61e of the polarization conversion array 60 is incident on the dichroic mirrors 31R, 31G and 31B of the color separation optical system 30. Central axis of light flux and dichroic mirrors 31R, 31
Since the light is substantially orthogonal to the plane (XZ plane) defined by the central axes of the light beams reflected by G and 31B, the light beam emitted through the polarization conversion array 60 is color-separated into a plurality of color lights. Diffuses in the direction orthogonal to the direction. This emitted light flux is
Since the color lights R, G, and B in the liquid crystal panel 42 spread in the long side direction of the rectangular pixel electrodes 426R, 426G, and 426B, for example, the color light G to the pixel electrode 426G is a pixel electrode 426R of another color light. 426B is less likely to leak, and color mixture can be prevented from occurring in the projected image.

【0052】また、第2結像光学系80の共役比を4以
上に設定しているので、液晶パネル42に入射する色光
R、G、Bの平行度を確保でき投写画像における混色の
発生を一層確実に防止できる。
Further, since the conjugate ratio of the second image forming optical system 80 is set to 4 or more, the parallelism of the color lights R, G, B incident on the liquid crystal panel 42 can be secured and the color mixture in the projected image is generated. It can be prevented more reliably.

【0053】さらに、共役比4以上の第2結像光学系を
構成する、重畳レンズである集光レンズ81と、平行化
レンズである集光レンズ82との間に色分離光学系30
が配置されているので、ダイクロイックミラー31R、
31G、31Bで光束を折り曲げることで、狭い空間で
も光束を折り曲げて必要な共役比を確保することがで
き、かつ他の光学系に影響を及ぼすことなく色分離光学
系30を配置して、プロジェクタ1の小型化を図ること
ができる。
Further, the color separation optical system 30 is provided between the condensing lens 81 which is a superimposing lens and the condensing lens 82 which is a collimating lens which constitute the second image forming optical system having the conjugate ratio of 4 or more.
Is arranged, the dichroic mirror 31R,
By bending the light flux at 31G and 31B, the light flux can be bent even in a narrow space to secure a necessary conjugate ratio, and the color separation optical system 30 can be arranged without affecting other optical systems, and the projector can be provided. 1 can be miniaturized.

【0054】そして、色分離光学系30を構成するダイ
クロイックミラー31R、31G、31Bへの入反射光
束の中心軸により規定される面と直交する方向の寸法が
光出射端面22Bから光入射端面22Aに向かって次第
に幅広となるようなテーパ側面を備えたロッド22を採
用しているので、偏光変換アレイ60に形成される3次
光源像G31、G32、G33…の間隔が広がり、偏光
分離膜61a、61b、61c、61d、61eに入射
する光束が増加するため、偏光変換の効率が向上する。
The dimension of the dichroic mirrors 31R, 31G, 31B constituting the color separation optical system 30 in the direction orthogonal to the plane defined by the central axes of the incident / reflected light beams is from the light emitting end face 22B to the light incident end face 22A. Since the rod 22 having the tapered side surface that gradually widens toward the side is adopted, the interval between the tertiary light source images G31, G32, G33, ... Formed in the polarization conversion array 60 is widened, and the polarization separation film 61a, Since the luminous fluxes incident on 61b, 61c, 61d, and 61e are increased, the efficiency of polarization conversion is improved.

【0055】また、反射ミラーとなる折り返しミラー2
1、および色分離光学系30のダイクロイックミラー3
1R、31G、31Bが光路上に配置されているので、
ランプ11から投写光学系50に至る光路をZ−X平面
上でコ字状とすることができ、プロジェクタ1の小型化
を図る上で一層有利である。また、折り返しミラー21
が集光レンズ13とロッド22の光入射端面22Aの間
に配置されることにより、集光レンズ13の集光途中に
折り返しミラー21が配置されることとなるので、折り
返しミラー21を小型化でき、この点でもプロジェクタ
1の小型化に有利である。
The folding mirror 2 serving as a reflection mirror
1, and the dichroic mirror 3 of the color separation optical system 30
Since 1R, 31G and 31B are arranged on the optical path,
The optical path from the lamp 11 to the projection optical system 50 can be U-shaped on the Z-X plane, which is more advantageous for downsizing the projector 1. In addition, the folding mirror 21
Is arranged between the condensing lens 13 and the light incident end surface 22A of the rod 22, the folding mirror 21 is arranged in the middle of condensing of the condensing lens 13, so that the folding mirror 21 can be downsized. Also in this respect, it is advantageous for downsizing the projector 1.

【0056】さらに、偏光変換アレイ60がS偏光光束
(偏光分離膜61a、61b、61c、61d、61e
に対して)をP偏光光束に変換するように構成されてい
るので、後段の色分離光学系30のダイクロイックミラ
ー31R、31G、31Bに対してはS偏光光束とな
り、これらのミラーにおける反射効率が向上し、光源系
10から出射された光束の利用効率のよいプロジェクタ
1とすることができる。
Further, the polarization conversion array 60 causes the S-polarized light flux (polarization separation films 61a, 61b, 61c, 61d, 61e).
) Is converted into a P-polarized light beam, so that the dichroic mirrors 31R, 31G, and 31B of the color separation optical system 30 in the subsequent stage become S-polarized light beams, and the reflection efficiency of these mirrors is increased. The projector 1 can be improved, and the utilization efficiency of the light flux emitted from the light source system 10 can be improved.

【0057】そして、偏光変換アレイ60の偏光分離膜
61a、61b、61c、61d、61eの反射面が偏
光変換アレイ60への入射光束の拡散状態に応じて配置
されているので、ロッド22の光出射端面22Bから出
射された拡散光に応じて効率的に偏光分離を行うことが
でき、偏光分離特性が向上する。
Since the reflection surfaces of the polarization separation films 61a, 61b, 61c, 61d, and 61e of the polarization conversion array 60 are arranged according to the diffusion state of the incident light beam to the polarization conversion array 60, the light of the rod 22 is emitted. Polarization separation can be efficiently performed according to the diffused light emitted from the emission end face 22B, and the polarization separation characteristic is improved.

【0058】また、偏光変換アレイ60の偏光分離膜6
1aおよび偏光分離膜61dが1ピッチ分の間隔を設け
て配置され、その部分に入射した光束の約半分の光束は
照明光として使用できるため、光量ロスの少ない偏光変
換アレイとすることができる。
Further, the polarization separation film 6 of the polarization conversion array 60
Since 1a and the polarization separation film 61d are arranged with a space of one pitch, and about half of the light flux incident on that portion can be used as illumination light, a polarization conversion array with little loss of light quantity can be obtained.

【0059】尚、本発明は、前述の実施形態に限定され
るものではなく、以下に示すような変形をも含むもので
ある。
It should be noted that the present invention is not limited to the above-mentioned embodiment, but includes the following modifications.

【0060】前記実施形態では、偏光変換アレイ60の
偏光分離膜61a、61b、61c、61d、61e
は、ロッド22からの出射光束の拡散状態に応じて配置
されていたが、これに限られない。すなわち、図9に示
すように、偏光分離膜161a、161b、161cが
光軸Cに対して一定方向に傾斜して配置され、偏光分離
膜161a、161b、161c…の反射面を互いに平
行に配置し、その出射側に1/2波長板163a、16
3b…、入射側に遮光板164a、164b…を貼り付
けて構成される偏光変換アレイ160を採用してもよ
い。このような偏光変換アレイ160によれば、側面三
角形状または平行四辺形状のプリズム165のそれぞれ
の斜面に偏光分離膜161a、161b、161c…
と、反射膜162a、162b…を交互に配置するだけ
で、偏光変換アレイ160を製造することができるの
で、偏光変換光学系の製造の容易化を図ることができ
る。
In the above embodiment, the polarization separation films 61a, 61b, 61c, 61d and 61e of the polarization conversion array 60 are used.
Were arranged according to the diffusion state of the light flux emitted from the rod 22, but the arrangement is not limited to this. That is, as shown in FIG. 9, the polarization separation films 161a, 161b, 161c are arranged to be inclined in a certain direction with respect to the optical axis C, and the reflection surfaces of the polarization separation films 161a, 161b, 161c ... Are arranged parallel to each other. The half-wave plates 163a and 16
3b ..., Polarization conversion array 160 configured by adhering light-shielding plates 164a, 164b ... to the incident side may be adopted. According to such a polarization conversion array 160, the polarization separation films 161a, 161b, 161c, ... Are formed on the slopes of the prisms 165 each having a triangular side surface or a parallelogram shape.
Since the polarization conversion array 160 can be manufactured only by alternately arranging the reflective films 162a, 162b ... And alternately, the manufacture of the polarization conversion optical system can be facilitated.

【0061】また、前記実施形態では、偏光変換アレイ
60は、ロッド22からの出射光束のうちS偏光光束
(偏光分離膜61a、61b、61c、61d、61e
に対して)を偏光変換し、P偏光光束に揃えて出射する
ように構成していたが、これに限らず、すべてをS偏光
光束に偏光変換するような偏光変換光学系を採用しても
よい。この場合、P偏光光束を出射する部分に1/2波
長板を配置するだけでよく、前記実施形態の偏光変換ア
レイ60の他の部分の構造を変更する必要はない。
Further, in the above embodiment, the polarization conversion array 60 has the S-polarized light flux (polarization separation films 61a, 61b, 61c, 61d, 61e) of the light flux emitted from the rod 22.
However, the present invention is not limited to this, and a polarization conversion optical system that converts all of them into S-polarized light beams may be adopted. Good. In this case, it suffices to dispose the half-wave plate in the portion that emits the P-polarized light flux, and it is not necessary to change the structure of the other portion of the polarization conversion array 60 of the above-described embodiment.

【0062】さらに、前記実施形態では、Y軸方向に直
交する一対の側面がテーパ側面とされたロッド22が採
用されていたが、これに限らず、入射面および出射面の
形状が同一の直方体状のロッドを採用してもよい。
Further, in the above-described embodiment, the rod 22 in which the pair of side surfaces orthogonal to the Y-axis direction are tapered side surfaces is adopted, but the present invention is not limited to this, and a rectangular parallelepiped in which the incident surface and the exit surface have the same shape. -Shaped rods may be adopted.

【0063】そして、前記実施形態では、電気光学装置
としてTFTをスイッチング素子として用いた液晶パネ
ル42が採用されていたが、これに限られない。すなわ
ち、同じ液晶パネルであっても、TFDをスイッチング
素子として用いたものであってもよい。
In the above embodiment, the liquid crystal panel 42 using the TFT as a switching element is adopted as the electro-optical device, but the invention is not limited to this. That is, even the same liquid crystal panel may use the TFD as a switching element.

【0064】また、前記各実施形態では、ロッド22
は、ガラス製の中実ロッドが採用されていたが、これに
限らず、内側面を鏡面とする筒状体から構成される中空
ロッドを備えたプロジェクタに本発明を採用しても、前
記実施形態で述べた効果と同様の効果を享受できる。
In each of the above embodiments, the rod 22
Although a solid glass rod was adopted, the present invention is not limited to this, and even if the present invention is applied to a projector equipped with a hollow rod composed of a cylindrical body whose inner surface is a mirror surface, The effect similar to the effect described in the form can be enjoyed.

【0065】その他、本発明の実施の際の具体的な構造
および形状等は、本発明の目的を達成できる範囲で他の
構造等としてもよい。
In addition, the specific structure, shape, and the like when carrying out the present invention may be other structures and the like as long as the object of the present invention can be achieved.

【0066】[0066]

【発明の効果】前述のような本発明によれば、偏光分離
膜によって他方の偏光光束が反射される方向が、ミラー
に入射する光束の中心軸と、ミラーにより反射される光
束の中心軸とにより規定される面に対して略直交してい
るので、偏光変換光学系を介した出射光束は、複数の色
光の色分離方向と直交する方向に拡散する。この出射光
束は、電気光学装置における各色光の長方形状のサブ画
素の長辺方向に広がることとなるため、隣接する他の色
光のサブ画素への漏れが少なくなり、投写画像に混色が
生じることを防止できる。
According to the present invention as described above, the direction in which the other polarized light beam is reflected by the polarization separation film is the center axis of the light beam incident on the mirror and the center axis of the light beam reflected by the mirror. Since it is substantially orthogonal to the plane defined by, the light flux emitted through the polarization conversion optical system diffuses in the direction orthogonal to the color separation direction of the plurality of color lights. Since this emitted light flux spreads in the long side direction of the rectangular sub-pixels of each color light in the electro-optical device, the leakage of other adjacent color light to the sub-pixels is reduced, and color mixture occurs in the projected image. Can be prevented.

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

【図1】本発明の実施形態に係るプロジェクタの構造を
表す平面図である。
FIG. 1 is a plan view showing a structure of a projector according to an embodiment of the invention.

【図2】前記実施形態における均一照明光学系を構成す
るロッドによる光束分割作用を説明するための模式図で
ある。
FIG. 2 is a schematic diagram for explaining a light beam splitting action by a rod that constitutes the uniform illumination optical system in the embodiment.

【図3】前記実施形態におけるロッドの側面図である。FIG. 3 is a side view of the rod in the embodiment.

【図4】前記実施形態におけるロッドによる3次光源像
の形成を説明するための模式図である。
FIG. 4 is a schematic diagram for explaining formation of a tertiary light source image by the rod in the embodiment.

【図5】前記実施形態におけるロッドによる3次光源像
の形成を説明するための模式図である。
FIG. 5 is a schematic diagram for explaining formation of a tertiary light source image by the rod in the embodiment.

【図6】前記実施形態における色分離光学系の構造を表
す平面図である。
FIG. 6 is a plan view showing a structure of a color separation optical system in the embodiment.

【図7】前記実施形態における電気光学装置である液晶
パネルの構造を表す断面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a structure of a liquid crystal panel that is the electro-optical device according to the exemplary embodiment.

【図8】前記実施形態における偏光変換光学系である偏
光変換アレイの構造を表す断面図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing the structure of a polarization conversion array that is the polarization conversion optical system in the embodiment.

【図9】前記実施形態の変形となる偏光変換光学系であ
る偏光変換アレイの構造を表す断面図である。
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a structure of a polarization conversion array which is a polarization conversion optical system which is a modification of the embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 ランプ(光源) 21 折り返しミラー(反射ミラー) 22 ロッド 30 色分離光学系 31R、31G、31B ダイクロイックミラー 42 液晶パネル(電気光学装置) 60 PBS偏光変換アレイ(偏光変換光学系) 61a、61b、61c、61d、61e、161a、
161b、161c、161d、161e 偏光分離膜 70 第1結像光学系 80 第2結像光学系 81 集光レンズ(重畳レンズ) 82 集光レンズ(平行化レンズ)
11 lamp (light source) 21 folding mirror (reflection mirror) 22 rod 30 color separation optical system 31R, 31G, 31B dichroic mirror 42 liquid crystal panel (electro-optical device) 60 PBS polarization conversion array (polarization conversion optical system) 61a, 61b, 61c , 61d, 61e, 161a,
161b, 161c, 161d, 161e Polarization separation film 70 First imaging optical system 80 Second imaging optical system 81 Condensing lens (superimposing lens) 82 Condensing lens (collimating lens)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI H04N 9/31 G02F 1/1335 530 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued Front Page (51) Int.Cl. 7 Identification Code FI H04N 9/31 G02F 1/1335 530

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 光源と、この光源から出射された光束を
複数の色光に分離する色分離光学系と、この色分離光学
系で分離された各色光をそれぞれ異なる方向から入射さ
せ、各色光毎に画像情報に応じて変調して光学像を形成
する電気光学装置とを備えた単板型のプロジェクタであ
って、 前記色分離光学系の前段に設けられた偏光変換光学系を
備え、 この偏光変換光学系は、2種類の偏光光束のうち一方の
偏光光束を透過し、他方の偏光光束を反射する偏光分離
膜と、前記偏光分離膜によって反射された偏光光束を前
記一方の偏光光束とほぼ同じ方向に向けて反射する反射
膜と、前記2種類の偏光光束の偏光方向を揃える波長板
とを備え、 前記色分離光学系は複数のミラーを備え、 前記偏光分離膜によって前記他方の偏光光束が反射され
る方向は、前記ミラーに入射する光束の中心軸と、前記
ミラーにより反射される光束の中心軸とにより規定され
る面に対して略直交しており、 前記偏光変換光学系の前段には、前記光源からの光を複
数の部分光束に分割する柱状の導光体を含む均一照明光
学系が配置され、 前記導光体の光入射端面と前記偏光変換光学系を共役関
係とする第1結像光学系と、 前記導光体の光出射端面と前記電気光学装置を共役関係
とする第2結像光学系とを備え、 この第2結像光学系における共役比が4以上であること
を特徴とするプロジェクタ。
1. A light source, a color separation optical system that separates a light beam emitted from this light source into a plurality of color lights, and the respective color lights separated by this color separation optical system are made to enter from different directions, and A single-plate type projector that includes an electro-optical device that modulates an image according to image information to form an optical image, and that includes a polarization conversion optical system that is provided before the color separation optical system. The conversion optical system transmits a polarized light beam of one of two types of polarized light beams and reflects a polarized light beam of the other, and a polarized light beam reflected by the polarized light separation film is almost the same as the one polarized light beam. The color separation optical system includes a plurality of mirrors, and the other polarization light beam is reflected by the polarization separation film. The reflection film reflects in the same direction and a wave plate that aligns the polarization directions of the two types of polarization light beams. Those who are reflected Is substantially orthogonal to a plane defined by the central axis of the light beam incident on the mirror and the central axis of the light beam reflected by the mirror, and the light source is provided in the preceding stage of the polarization conversion optical system. A uniform illumination optical system including a columnar light guide that divides the light from the light into a plurality of partial light beams, and a first imaging optical system in which the light incident end face of the light guide and the polarization conversion optical system have a conjugate relationship. A second image forming optical system having a conjugate relationship between the light emitting end surface of the light guide and the electro-optical device, and the conjugate ratio in the second image forming optical system is 4 or more. A projector to use.
【請求項2】 請求項1に記載のプロジェクタにおい
て、 前記第2結像光学系は、前記偏光変換光学系の後段に配
置される重畳レンズと、前記電気光学装置の前段に配置
される平行化レンズとを含んで構成され、 前記色分離光学系は、この重畳レンズと平行化レンズの
間に配置されることを特徴とするプロジェクタ。
2. The projector according to claim 1, wherein the second image forming optical system includes a superimposing lens arranged in a rear stage of the polarization conversion optical system and a collimating lens arranged in a front stage of the electro-optical device. A projector including a lens, wherein the color separation optical system is disposed between the superimposing lens and the collimating lens.
【請求項3】 請求項2に記載のプロジェクタにおい
て、 前記導光体は、前記ミラーに入射する光束の中心軸と、
前記ミラーにより反射される光束の中心軸とにより規定
される面と直交する方向の寸法が、該導光体の光出射端
面から光入射端面に向かって次第に幅広となるテーパ側
面を備えていることを特徴とするプロジェクタ。
3. The projector according to claim 2, wherein the light guide body has a central axis of a light beam incident on the mirror,
The dimension of the light beam reflected by the mirror in a direction orthogonal to the plane defined by the central axis is gradually widened from the light emitting end face of the light guide toward the light incident end face. A projector characterized by.
【請求項4】 請求項2または請求項3のいずれかに記
載のプロジェクタにおいて、 前記光源と前記導光体の間には、該光源からの出射光束
を反射して前記導光体の光入射端面に供給する反射ミラ
ーが設けられていることを特徴とするプロジェクタ。
4. The projector according to claim 2, wherein the light flux emitted from the light source is reflected between the light source and the light guide body, and the light is incident on the light guide body. A projector characterized in that a reflection mirror for supplying the light to the end face is provided.
【請求項5】 請求項4に記載のプロジェクタにおい
て、 前記反射ミラーに入射する光束の入射方向は、前記色分
離光学系を構成する複数のミラーからの光束の出射方向
と略平行に設定されていることを特徴とするプロジェク
タ。
5. The projector according to claim 4, wherein the incident direction of the light beam incident on the reflection mirror is set substantially parallel to the emission direction of the light beam from the plurality of mirrors forming the color separation optical system. A projector characterized by being installed.
【請求項6】 請求項1〜請求項5のいずれかに記載の
プロジェクタにおいて、 前記他方の偏光光束は前記偏光分離膜に対してS偏光光
束であり、このS偏光光束は、前記波長板によりP偏光
光束に変換されることを特徴とするプロジェクタ。
6. The projector according to claim 1, wherein the other polarized light beam is an S-polarized light beam with respect to the polarization separation film, and the S-polarized light beam is generated by the wavelength plate. A projector which is converted into a P-polarized light beam.
【請求項7】 請求項1〜請求項6のいずれかに記載の
プロジェクタにおいて、 前記偏光変換光学系は前記偏光分離膜を複数有し、これ
ら複数の偏光分離膜の反射面は、互いに平行となるよう
に配置されていることを特徴とするプロジェクタ。
7. The projector according to claim 1, wherein the polarization conversion optical system has a plurality of the polarization separation films, and the reflection surfaces of the plurality of polarization separation films are parallel to each other. A projector characterized in that it is arranged so that.
【請求項8】請求項1〜請求項6のいずれかに記載のプ
ロジェクタにおいて、 前記偏光変換光学系は前記偏光分離膜を複数有し、これ
ら複数の偏光分離膜の反射面は、入射する光束の拡散状
態に応じて配置されていることを特徴とするプロジェク
タ。
8. The projector according to claim 1, wherein the polarization conversion optical system has a plurality of the polarization separation films, and the reflection surfaces of the plurality of polarization separation films are incident light beams. A projector which is arranged according to the diffusion state of the projector.
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