JPH08211329A - Lighting device and projection display device using it - Google Patents

Lighting device and projection display device using it

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JPH08211329A
JPH08211329A JP7019195A JP1919595A JPH08211329A JP H08211329 A JPH08211329 A JP H08211329A JP 7019195 A JP7019195 A JP 7019195A JP 1919595 A JP1919595 A JP 1919595A JP H08211329 A JPH08211329 A JP H08211329A
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light
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light source
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Yoshitaka Ito
嘉高 伊藤
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Abstract

PURPOSE: To provide a high definition and bright lighting device improved in transmission efficiency of light in a lighting optical system of using an integrator by using a reflection type optical element without accompanying the occurrence of various aberrations so as to constitute an integrator optical system. CONSTITUTION: A condenser lens plate 60 consisting of plural minute lenses corresponding to the number of secondary light source images to be formed is arranged on the position where the secondary light source images are formed. Respective secondary light source images are image formed in the lens pupil of the corresponding minute lenses, and image surfaces cut out by minute condenser mirrors of a first condenser mirror plate 40 and a second condenser mirror plate 50 are superimposed and image formed on a position by the condenser lens plate 60. Thus, a lighting area 70 is lighted accompanied with a uniform intensity distribution. At this time, since the integrator optical system is constituted of using the reflection type optical element without being accompanied with the occurrence of various aberrations, various evil effects caused by the aberrations are reduced even when the minute condenser mirrors with a short focal distance are used.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、特定の矩形領域などを
均一に照明する照明装置、およびこの照明装置から出射
された光をライトバルブにより変調して映像をスクリー
ン上に拡大表示する投写型表示装置に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an illuminating device for uniformly illuminating a specific rectangular area and the like, and a projection type device for enlarging and displaying an image on a screen by modulating light emitted from the illuminating device with a light valve. The present invention relates to a display device.

【0002】[0002]

【従来の技術】液晶ライトバルブの映像を投写表示する
液晶プロジェクターの解決すべき課題の一つに光源光の
有効利用、つまり、光利用効率の向上がある。この光利
用効率の向上策の一つとして、インテグレータ光学系が
提案されている。この構成は、特開平3−111806
号公報にその内容が詳しく述べられている。
2. Description of the Related Art One of the problems to be solved by a liquid crystal projector for projecting and displaying an image of a liquid crystal light valve is effective use of light from a light source, that is, improvement of light use efficiency. An integrator optical system has been proposed as one of the measures for improving the light utilization efficiency. This configuration is disclosed in JP-A-3-111806.
The contents of the publication are described in detail.

【0003】インテグレータ光学系は、原理的には露光
機に使用されているものと同じで、光源からの光束を複
数の矩形状レンズ(以下、第1のレンズ板と呼ぶ)によ
り分割し、各矩形レンズにより切り出されたイメージ
(光源像)を各矩形レンズに対応させたレンズ系(以
下、第2のレンズ板と呼ぶ)により、一箇所の照明領域
上に重畳結像させるものである。この光学系では、光源
から液晶ライトバルブに向かう光束の大部分を液晶ライ
トバルブに導くことが出来るため、照明効率が向上する
と共に、液晶ライトバルブを照明する光の強度分布をほ
ぼ一様にする事が出来るという特徴がある。
The integrator optical system is, in principle, the same as that used in an exposure machine, in which a light beam from a light source is divided by a plurality of rectangular lenses (hereinafter referred to as a first lens plate), An image (light source image) cut out by a rectangular lens is superimposed and imaged on one illumination region by a lens system (hereinafter referred to as a second lens plate) corresponding to each rectangular lens. In this optical system, most of the light flux traveling from the light source to the liquid crystal light valve can be guided to the liquid crystal light valve, so that the illumination efficiency is improved and the intensity distribution of the light illuminating the liquid crystal light valve is made substantially uniform. There is a feature that you can do things.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】第1レンズ板により切
り出されたイメージは、第2レンズ板により照明領域に
伝達されるが、この部分の伝達効率を向上させること
が、インテグレータ光学系の効率向上につながる。その
ためには、レンズパワーの大きな矩形状レンズにより第
1レンズ板を構成することが必要となる。
The image cut out by the first lens plate is transmitted to the illumination area by the second lens plate. Improving the transmission efficiency of this portion improves the efficiency of the integrator optical system. Leads to. For that purpose, it is necessary to form the first lens plate by a rectangular lens having a large lens power.

【0005】しかし、レンズパワーを大きくするほど、
レンズ特有の収差の影響が無視できなくなる。その結
果、例えば、光源光の伝達効率が大きな波長依存性を示
し、照明光のスペクトル分布が変化してしまうと言った
弊害が生じる。従って、インテグレータ光学系をレンズ
光学要素だけで構成する限り、光学系全体の効率はそれ
ほど上げられない。上記のような弊害を生じさせないた
めには、各種の収差の発生を伴わない反射型の光学要素
を用いてインテグレータ光学系を構成することが望まし
い。
However, as the lens power is increased,
The influence of the aberration peculiar to the lens cannot be ignored. As a result, for example, the transmission efficiency of the light source light shows a large wavelength dependency, and there is an adverse effect that the spectral distribution of the illumination light changes. Therefore, as long as the integrator optical system is composed of only lens optical elements, the efficiency of the entire optical system cannot be increased so much. In order to prevent the above adverse effects, it is desirable to configure the integrator optical system using reflective optical elements that do not cause various aberrations.

【0006】そこで、本発明はこのような問題点を解決
するもので、その目的とするところは、インテグレータ
を用いた照明光学系において、光の伝達効率を向上さ
せ、高品位で明るい照明装置を実現することにある。
Therefore, the present invention solves such a problem, and an object of the present invention is to provide a high-quality and bright illuminating device which improves the light transmission efficiency in an illuminating optical system using an integrator. It is to be realized.

【0007】また、本発明の他の目的は、かかる照明装
置を用いて、光の利用効率を向上して、明るい投写映像
を形成可能な投写型表示装置を実現することにある。
Another object of the present invention is to realize a projection display device capable of forming a bright projected image by improving the light utilization efficiency by using such an illuminating device.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明に係わる照明装置には、略平行光束を出射す
る光源部と、誘電体多層膜からなる偏光分離膜を2つの
直角プリズムで挟持する構造であって、光源部から出射
された光束を偏光方向が互いに直交するP偏光光とS偏
光光の2種類の偏光光に分離して出射する偏光分離部
と、矩形状の外形を有する複数の微小集光ミラーにより
構成され、偏光分離部から出射されるP偏光光を集光
し、複数の2次光源像を形成するための第1の集光ミラ
ー板と、その第1の集光ミラー板と同一の寸法形状をな
し、偏光分離部から出射されるS偏光光を集光し、複数
の2次光源像を形成するための第2の集光ミラー板と、
第1の集光ミラー板と偏光分離部との間に、及び、第2
の集光ミラー板と偏光分離部との間に各々置かれた第1
のλ/4位相差板、及び、第2のλ/4位相差板と、第
1の集光ミラー板及び第2の集光ミラー板により形成さ
れる複数の2次光源像が形成される位置の近傍に置か
れ、第1或いは第2の集光ミラー板を構成する微小集光
ミラーと同数の微小レンズにより構成され、第1の集光
ミラー板及び第2の集光ミラー板により切り取られたイ
メージ面を照明領域上に重畳結像させる集光レンズ板と
を設けたことに特徴を有する。
In order to solve the above-mentioned problems, in a lighting device according to the present invention, a light source section for emitting a substantially parallel light beam and a polarization separation film formed of a dielectric multilayer film are provided as two right-angle prisms. And a polarization splitting unit that splits the light flux emitted from the light source unit into two types of polarized light of P-polarized light and S-polarized light whose polarization directions are orthogonal to each other, and outputs the polarized light. And a first condensing mirror plate for condensing the P-polarized light emitted from the polarization separation unit to form a plurality of secondary light source images, and A second condensing mirror plate for forming the plurality of secondary light source images by condensing the S-polarized light emitted from the polarization separation unit, which has the same size and shape as those of the condensing mirror plate.
Between the first condenser mirror plate and the polarization splitting section, and the second
Firstly placed between the condenser mirror plate of the
.Lamda. / 4 retardation plate, a second .lamda. / 4 retardation plate, and a plurality of secondary light source images formed by the first condensing mirror plate and the second condensing mirror plate. It is placed in the vicinity of the position and is composed of the same number of micro lenses as the micro condensing mirrors forming the first or second condensing mirror plate, and cut by the first condensing mirror plate and the second condensing mirror plate. It is characterized in that a condensing lens plate for superimposing the formed image plane on the illumination area is formed.

【0009】本発明においては、集光レンズ板を構成す
る微小レンズは、微小集光ミラーと相似形であることが
好ましい。
In the present invention, it is preferable that the minute lens forming the condenser lens plate is similar to the minute condenser mirror.

【0010】また、本発明においては、偏光分離部は、
集光レンズ板と第1の集光ミラー板、及び集光レンズ板
と第2の集光ミラー板と一体化されていることが好まし
い。
Further, in the present invention, the polarized light separating section is
It is preferable that the condenser lens plate and the first condenser mirror plate, and the condenser lens plate and the second condenser mirror plate are integrated.

【0011】本発明においては、偏光分離部は、平板状
の偏光分離板により構成されていることがある。
In the present invention, the polarization separation section may be composed of a flat plate-shaped polarization separation plate.

【0012】また、本発明においては、偏光分離部を構
成する直角プリズムは液体充填プリズムであることがあ
る。
Further, in the present invention, the right-angle prism forming the polarization splitting portion may be a liquid-filled prism.

【0013】さらに、本発明においては、λ/4位相差
板はTN(ツイスティド・ネマチック)液晶で形成され
ていることがある。
Further, in the present invention, the λ / 4 retardation plate may be formed of TN (twisted nematic) liquid crystal.

【0014】このように構成した照明装置を用いた本発
明に係わる投写型表示装置では、略平行光束を出射する
光源部と、誘電体多層膜からなる偏光分離膜を2つの直
角プリズムで挟持する構造であって、光源部から出射さ
れた光束を偏光方向が互いに直交するP偏光光とS偏光
光の2種類の偏光光に分離して出射する偏光分離部と、
矩形状の外形を有する複数の微小集光ミラーにより構成
され、偏光分離部から出射されるP偏光光を集光し、複
数の2次光源像を形成するための第1の集光ミラー板
と、第1の集光ミラー板と同一の寸法形状をなし、偏光
分離部から出射されるS偏光光を集光し、複数の2次光
源像を形成するための第2の集光ミラー板と、第1の集
光ミラー板と偏光分離部との間に、及び、第2の集光ミ
ラー板と偏光分離部との間に各々置かれた第1のλ/4
位相差板、及び、第2のλ/4位相差板と、第1の集光
ミラー板及び第2の集光ミラー板により形成される複数
の2次光源像が形成される位置の近傍に置かれ、第1或
いは第2の集光ミラー板を構成する微小集光ミラーと同
数の微小レンズにより構成され、第1の集光ミラー板及
び第2の集光ミラー板により切り取られたイメージ面を
照明領域上に重畳結像させる集光レンズ板と、集光レン
ズ板を通過した光を三原色の各色光に分離する色分離手
段と、外部からの映像信号に基づいて、各色光をそれぞ
れ変調する3枚のライトバルブと、ライトバルブによっ
て変調された各色光の変調光を合成する色合成手段と、
色合成手段によって合成された各色光をスクリーン上に
投写する光投写手段とを設けたことに特徴を有する。
In the projection type display device according to the present invention using the illuminating device constructed as described above, the light source part for emitting a substantially parallel light beam and the polarization separation film made of a dielectric multilayer film are sandwiched by two right-angle prisms. And a polarization splitting unit that splits the light flux emitted from the light source unit into two types of polarized light of P-polarized light and S-polarized light whose polarization directions are orthogonal to each other and emits the polarized light.
A first condenser mirror plate configured by a plurality of minute condenser mirrors having a rectangular outer shape, condensing the P-polarized light emitted from the polarization separation unit, and forming a plurality of secondary light source images. A second condensing mirror plate which has the same size and shape as the first condensing mirror plate and condenses the S-polarized light emitted from the polarization splitting unit to form a plurality of secondary light source images. , A first λ / 4 disposed between the first light collecting mirror plate and the polarization splitting portion, and between the second light collecting mirror plate and the polarization splitting portion.
In the vicinity of a position where a plurality of secondary light source images formed by the phase difference plate, the second λ / 4 phase difference plate, and the first light collecting mirror plate and the second light collecting mirror plate are formed. An image plane that is placed and is composed of the same number of minute lenses as the minute condenser mirrors that compose the first or second condenser mirror plate, and is cut off by the first condenser mirror plate and the second condenser mirror plate. On the illumination area, and a color separation means for separating the light passing through the condenser lens plate into each color light of the three primary colors, and each color light is modulated based on a video signal from the outside. Three light valves, and color combining means for combining the modulated lights of the respective color lights modulated by the light valves,
It is characterized in that a light projecting means for projecting the respective color lights synthesized by the color synthesizing means on the screen is provided.

【0015】ここで、色合成手段は、ダイクロイックプ
リズムを有し、色分離手段から各ライトバルブに至る各
色光の光路のうち、光路長が最も長い光路には、導光手
段を設けることが好ましい。
Here, it is preferable that the color synthesizing means has a dichroic prism, and a light guiding means is provided in an optical path having the longest optical path length among the optical paths of the respective color lights from the color separating means to the respective light valves. .

【0016】[0016]

【実施例】以下、実施例に基づき本発明を詳細に説明す
る。但し、本発明は以下の実施例に限定されるものでは
ない。
EXAMPLES The present invention will be described in detail below based on examples. However, the present invention is not limited to the following examples.

【0017】(実施例1)図1は、本例の照明装置の要
部を平面的にみた概略構成図である。
(Embodiment 1) FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a main part of the illuminating device of this embodiment as seen in a plan view.

【0018】図1において、本例の照明装置10Aは、
その直角に折れ曲がるシステム光軸L(L’)に沿っ
て、光源部20、偏光分離部30、第1の集光ミラー板
40、第1のλ/4位相差板33、第2の集光ミラー板
50、第2のλ/4位相差板34、及び集光レンズ板6
0を有し、光源部20から出射された光束は、偏光分離
部30において偏光方向の違いにより2つの光束に分離
された後、第1の集光ミラー板40と第2の集光ミラー
板50を経て偏光分離部30で再び1つの光束に合成さ
れ、集光レンズ板60により矩形状の照明領域70に至
るようになっている。
In FIG. 1, the illuminating device 10A of this example is
The light source unit 20, the polarization splitting unit 30, the first condensing mirror plate 40, the first λ / 4 phase difference plate 33, and the second condensing unit along the system optical axis L (L ′) that bends at a right angle. Mirror plate 50, second λ / 4 phase difference plate 34, and condenser lens plate 6
A light beam having a value of 0 and emitted from the light source unit 20 is separated into two light beams by the polarization splitting unit 30 due to the difference in the polarization direction, and then the first light collecting mirror plate 40 and the second light collecting mirror plate 40. After passing through 50, they are combined again into one light beam by the polarization splitting unit 30, and are made to reach the rectangular illumination region 70 by the condenser lens plate 60.

【0019】光源部20は、光源ランプ21と、放物面
リフレクター22とから大略構成されており、光源ラン
プ21から放射された光は、放物面リフレクター22に
よって一方向に反射され、略平行な光束となって偏光分
離部30に入射される。ここで、放物面リフレクター2
2に代えて、楕円面リフレクター、球面リフレクターな
ども用いることができる。
The light source unit 20 is generally composed of a light source lamp 21 and a parabolic reflector 22, and the light emitted from the light source lamp 21 is reflected in one direction by the parabolic reflector 22 and is substantially parallel. The light beam becomes a light beam and is incident on the polarization separation unit 30. Here, parabolic reflector 2
Instead of 2, an ellipsoidal reflector, a spherical reflector or the like can be used.

【0020】偏光分離部30は一般的な四角柱状の偏光
ビームスプリッタであり、つまり、誘電体多層膜からな
る偏光分離膜31を2つのガラス製の直角プリズム(三
角柱プリズム)32の斜面で挟持した構造となってい
る。この時、偏光分離膜31は偏光分離部30の入射面
301に対して角度α=45度をなすように形成されて
いる。但し、αは45度に限定されることはなく、光源
部20からの入射光束の入射角に応じて設定すればよ
い。
The polarization separating section 30 is a general rectangular column-shaped polarization beam splitter, that is, a polarization separating film 31 made of a dielectric multilayer film is sandwiched between two glass right-angle prisms (triangular prisms) 32. It has a structure. At this time, the polarization separation film 31 is formed so as to form an angle α = 45 degrees with respect to the incident surface 301 of the polarization separation unit 30. However, α is not limited to 45 degrees and may be set according to the incident angle of the incident light beam from the light source unit 20.

【0021】偏光分離部30の第1の出射面302には
第1のλ/4位相差板33が、また第2の出射面303
には第2のλ/4位相差板34が各々形成され、それら
の位相差板の外側には、偏光分離部30の中心を向くよ
うに第1の集光ミラー板40及び第2の集光ミラー板5
0がシステム光軸L’(L)に対して垂直な向きに設置
されている。これらの集光ミラー板は、その外観図を図
2に示すように、いずれも矩形状の外形を有する同一の
微小集光ミラー41をマトリックス状に複数配列してな
るもので、本例では、微小集光ミラー41の反射面42
は放物面状に形成されている。但し、この反射面42の
曲率形状は、球面状、楕円面状、或いは、トーリック面
状であってもよく、それらは、光源部20からの入射光
束の入射角に応じて設定すればよい。
A first λ / 4 phase difference plate 33 is provided on the first exit surface 302 of the polarization splitting section 30, and a second exit surface 303 is provided.
A second λ / 4 retardation plate 34 is formed on each of the first and second condensing mirror plates 40 and the second condensing mirror plate 40 so as to face the center of the polarization splitting portion 30 on the outside of these retardation plates. Optical mirror plate 5
0 is installed in a direction perpendicular to the system optical axis L ′ (L). As shown in FIG. 2, an external view of each of these condenser mirror plates is formed by arranging a plurality of identical minute condenser mirrors 41 each having a rectangular outer shape in a matrix. In this example, Reflection surface 42 of minute condenser mirror 41
Has a paraboloidal shape. However, the curvature shape of the reflecting surface 42 may be spherical, elliptical, or toric, and these may be set according to the incident angle of the incident light beam from the light source unit 20.

【0022】偏光分離部30の第3の出射面304の照
明領域70側には、集光レンズ板60が、後述する過程
を経て第1の集光ミラー板40及び第2の集光ミラー板
50によって2次光源像が形成される位置にシステム光
軸Lに対して垂直な向きに設置されている。集光レンズ
板60は、その外観図を図3に示すように、矩形状の微
小レンズ61からなる複合レンズ体であり、集光レンズ
板60を構成する微小レンズの数は第1及び第2の集光
ミラー板(40及び50)を構成する微小集光ミラー4
1の数に等しい。尚、本例の場合、複数の微小レンズ6
1の一部には偏心レンズを使用している。
On the illumination area 70 side of the third emission surface 304 of the polarization splitting unit 30, a condenser lens plate 60 is provided, and a first condenser mirror plate 40 and a second condenser mirror plate 40 are formed through a process described later. It is installed at a position where a secondary light source image is formed by 50 in a direction perpendicular to the system optical axis L. The condensing lens plate 60 is a compound lens body composed of rectangular microlenses 61 as shown in FIG. 3, and the number of microlenses forming the condensing lens plate 60 is the first and the second. Minute condensing mirror 4 constituting the condensing mirror plate (40 and 50) of
Equal to the number of ones. In the case of this example, the plurality of minute lenses 6
A decentering lens is used for part of 1.

【0023】以上のように構成された照明装置10Aに
おいて、図1に示すように、光源部20からは、ランダ
ムな偏光光が放射され、偏光分離部30に入射される。
偏光分離部30に入射されたランダムな偏光光は、P偏
光光とS偏光光との混合光として考えることができ、偏
光分離部30において、混合光は、偏光分離膜31によ
ってP偏光光とS偏光光の2種類の偏光光に分離され
る。すなわち、ランダムな偏光光に含まれるP偏光光
は、偏光分離膜31をそのまま透過し第1の出射面30
2へと向かうが、他方、S偏光光は、偏光分離膜31で
反射されて偏光分離部30の第2の出射面303へと進
行方向を変える。
In the illuminating device 10A constructed as described above, as shown in FIG. 1, the light source section 20 radiates randomly polarized light and makes it enter the polarization separation section 30.
The random polarized light incident on the polarization splitting section 30 can be considered as a mixed light of P-polarized light and S-polarized light, and the mixed light is converted into P-polarized light by the polarization splitting film 31 in the polarization splitting section 30. It is separated into two types of S-polarized light. That is, the P-polarized light included in the randomly polarized light passes through the polarization separation film 31 as it is, and the first emission surface 30.
On the other hand, the S-polarized light is reflected by the polarization separation film 31 and changes its traveling direction to the second emission surface 303 of the polarization separation unit 30.

【0024】偏光分離部30により分離された2種類の
偏光光は、λ/4位相差板を通過し、集光ミラー板によ
り反射され、再度λ/4位相差板を通過する間に、偏光
光の進行方向を180度反転されると同時に偏光面が9
0度回転する。この偏光光の変化の様子を図4により説
明する。尚、図4では説明の簡略化のために、第1或い
は第2の集光ミラー板(40或いは50)を平面状のミ
ラー板332として描いてある。λ/4位相差板331
に入射したP偏光光333は、λ/4位相差板により右
回りの円偏光光335に変換されミラー板332へと達
する。ミラー板332により光は反射されるが、同時に
偏光面の回転方向も変化する。すなわち、右回りの偏光
光335は左回りの偏光光336へと(左回りの偏光光
は右回りの偏光光へと)変化する。ミラー板332によ
り光の進行方向を180度反転され、同時に左回りの円
偏光光336となった偏光光は、再度λ/4位相差板3
31を通過する際にS偏光光334へと変換される。ま
た、同様の過程を経て、S偏光光はP偏光光へと変換さ
れる。
The two kinds of polarized light separated by the polarization separation unit 30 pass through the λ / 4 phase difference plate, are reflected by the condenser mirror plate, and are polarized while passing through the λ / 4 phase difference plate again. When the direction of light is reversed by 180 degrees, the plane of polarization is
Rotate 0 degrees. The change of the polarized light will be described with reference to FIG. In FIG. 4, the first or second light collecting mirror plate (40 or 50) is shown as a planar mirror plate 332 for the sake of simplification of description. λ / 4 retardation plate 331
The P-polarized light 333 incident on is converted into clockwise circularly polarized light 335 by the λ / 4 retardation plate and reaches the mirror plate 332. The light is reflected by the mirror plate 332, but at the same time, the rotation direction of the plane of polarization also changes. That is, the clockwise polarized light 335 changes to the counterclockwise polarized light 336 (the counterclockwise polarized light changes to the clockwise polarized light). The polarized light whose light traveling direction has been inverted 180 degrees by the mirror plate 332 and at the same time has become the counterclockwise circularly polarized light 336 is again converted into the λ / 4 phase difference plate 3.
When passing through 31, it is converted into S-polarized light 334. In addition, the S-polarized light is converted into P-polarized light through the same process.

【0025】従って、第1の出射面302に達したP偏
光光は、第1のλ/4位相差板33及び第1の集光ミラ
ー板40により偏光光の進行方向を180度反転される
と同時にS偏光光へと変換され、偏光分離膜31で反射
され進行方向を変えて、第3の出射面304へと向か
う。他方、第2の出射面303に達したS偏光光は、第
2のλ/4位相差板34及び第2の集光ミラー板50に
より偏光光の進行方向を180度反転されると同時にP
偏光光へと変換され、今度は偏光分離膜31をそのまま
透過し、第3の出射面304へと向かう。すなわち、こ
の時偏光分離膜31は偏光合成膜としても作用している
ことになる。
Therefore, the P-polarized light reaching the first exit surface 302 is inverted by 180 degrees in the traveling direction of the polarized light by the first λ / 4 retardation plate 33 and the first condenser mirror plate 40. At the same time, the light is converted into S-polarized light, reflected by the polarization separation film 31, changes its traveling direction, and travels toward the third emission surface 304. On the other hand, the S-polarized light that has reached the second emission surface 303 has its traveling direction inverted by 180 degrees by the second λ / 4 phase difference plate 34 and the second condensing mirror plate 50, and at the same time P
It is converted into polarized light, and this time, it passes through the polarization separation film 31 as it is, and goes to the third emission surface 304. That is, at this time, the polarization separation film 31 also functions as a polarization combining film.

【0026】第1の集光ミラー板40及び第2の集光ミ
ラー板50は集光作用を有する微小集光ミラー41によ
り構成されているため、偏光光の進行方向を略反転させ
ると同時に、各々の集光ミラー板を構成する微小集光ミ
ラーと同数の複数の2次光源像(集光像)を形成する。
Since the first light collecting mirror plate 40 and the second light collecting mirror plate 50 are composed of the minute light collecting mirrors 41 having a light collecting function, the traveling direction of the polarized light is substantially reversed, and at the same time, A plurality of secondary light source images (condensed images) are formed in the same number as the minute condenser mirrors forming each condenser mirror plate.

【0027】2次光源像が形成される位置には、形成さ
れる2次光源像の数に対応させた複数の微小レンズ61
からなる集光レンズ板60が配置されており、それぞれ
の2次光源像は対応する微小レンズ61のレンズ瞳内に
結像され、第1の集光ミラー板40及び第2の集光ミラ
ー板50の微小集光ミラー41で切り出されたイメージ
面は、集光レンズ板60によって一か所に重畳結像され
る。その結果、照明領域70はほぼ均一な強度分布を伴
って照明される。
At the position where the secondary light source image is formed, a plurality of minute lenses 61 corresponding to the number of secondary light source images formed.
Are arranged, and the respective secondary light source images are formed in the lens pupils of the corresponding minute lenses 61, and the first light collecting mirror plate 40 and the second light collecting mirror plate are formed. The image plane cut out by the 50 minute condenser mirrors 41 is superposed and imaged at one place by the condenser lens plate 60. As a result, the illuminated area 70 is illuminated with a substantially uniform intensity distribution.

【0028】従来のインテグレータ光学系の第1のレン
ズ板に相当する光学素子を、本発明においては、各種の
収差発生を伴わない反射型の光学素子を用いて構成して
いるため、焦点距離の短い微小集光ミラーを用いても、
収差に起因して発生する各種の弊害が少ない。特に、反
射型の光学素子では色収差が殆ど発生しないため、集光
レンズ板で集めた光束を正確に微小レンズのレンズ瞳に
導くことが出来るため、光の伝達効率が高い。従って、
照明系としての効率が高く、高品位で明るい照明装置を
実現することが出来る。
In the present invention, the optical element corresponding to the first lens plate of the conventional integrator optical system is composed of the reflection-type optical element which does not cause various aberrations. Even if you use a short micro condenser mirror,
Various adverse effects caused by the aberration are small. In particular, since almost no chromatic aberration occurs in the reflection type optical element, the light flux collected by the condenser lens plate can be accurately guided to the lens pupil of the minute lens, so that the light transmission efficiency is high. Therefore,
The efficiency of the illumination system is high, and a high-quality and bright illumination device can be realized.

【0029】さらに、横長の矩形形状である照明領域7
0の形状に合わせて、第1の集光ミラー板40及び第2
の集光ミラー板50を構成する微小集光ミラー41を横
長の矩形形状としているため、横長の矩形形状を有する
照明領域70を形成する場合でも、光量を無駄にするこ
となく、照明効率を高めることができる。
Further, an illumination area 7 having a horizontally long rectangular shape.
The first condenser mirror plate 40 and the second condenser mirror plate 40
Since the minute condensing mirrors 41 forming the condensing mirror plate 50 have a horizontally long rectangular shape, even when the illumination area 70 having the horizontally long rectangular shape is formed, the illumination efficiency is improved without wasting the light amount. be able to.

【0030】(実施例2)先の実施例1においては、偏
光分離部30、第1の集光ミラー板40、第2の集光ミ
ラー板50、及び集光レンズ板60が分離されていた
が、それらを一体化することもできる。
(Second Embodiment) In the first embodiment, the polarization splitting unit 30, the first condenser mirror plate 40, the second condenser mirror plate 50, and the condenser lens plate 60 are separated. However, they can be integrated.

【0031】すなわち、図5に示す実施例2に係わる照
明装置10Bのように構成してもよい。この照明装置、
および以下に説明する各実施例では、基本的な構成が実
施例1に係る照明装置と同じであるため、同じ機能を有
する部分には同じ符号を付して、その説明を省略する。
That is, the lighting device 10B according to the second embodiment shown in FIG. 5 may be configured. This lighting device,
In addition, in each of the embodiments described below, the basic configuration is the same as that of the lighting device according to the first embodiment, and therefore, portions having the same functions are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

【0032】図5に示す照明装置10Bでは、図6にそ
の外観を示すような集光ミラー板72を使用している。
すなわち、光の入射面721は平面であり、ガラス製ブ
ロック722の裏面に反射面723が形成されている。
この様な形状とすることで、図5に示したように、偏光
分離部30、第1の集光ミラー板40、第1のλ/4位
相差板33、第2の集光ミラー板50、第2のλ/4位
相差板34、及び集光レンズ板60を一体化することが
でき、光学系がより小型化できると共に、界面における
光の反射損失を削減できる効果がある。
The illumination device 10B shown in FIG. 5 uses a condenser mirror plate 72 whose appearance is shown in FIG.
That is, the light incident surface 721 is a flat surface, and the reflection surface 723 is formed on the back surface of the glass block 722.
With such a shape, as shown in FIG. 5, the polarization splitting unit 30, the first condensing mirror plate 40, the first λ / 4 phase difference plate 33, and the second condensing mirror plate 50 are provided. , The second λ / 4 phase difference plate 34 and the condenser lens plate 60 can be integrated, and the optical system can be made smaller, and the reflection loss of light at the interface can be reduced.

【0033】(実施例3)図7に示す照明装置10Cで
は、主要な各光学系の配置は、実施例1の照明装置10
Aと同じであるが、偏光分離部30を平板状の構造体と
しているところに特徴がある。すなわち、偏光分離膜3
1が形成された偏光分離板74をシステム光軸L’に対
してγ=45度の角度を成すように配置することで、図
1に示した主に2つの直角プリズムからなる偏光分離部
30とほぼ同様の機能を発揮させている。これにより、
偏光分離部30の低コスト化及び軽量化を図ることがで
きる。
(Embodiment 3) In the illumination device 10C shown in FIG. 7, the main optical systems are arranged in the illumination device 10 of the first embodiment.
It is the same as A, but is characterized in that the polarization splitting section 30 is a flat plate-shaped structure. That is, the polarization separation film 3
1 is arranged so as to form an angle of γ = 45 degrees with respect to the system optical axis L ′, so that the polarization separation section 30 mainly composed of two right-angle prisms shown in FIG. It has almost the same function as. This allows
It is possible to reduce the cost and the weight of the polarization splitting unit 30.

【0034】(実施例4)図8に示す照明装置10Dで
は、主要な各光学系の配置は、実施例1の照明装置10
Aと同じであるが、壁面を構成する6枚の透明板73で
プリズム構造体30Gを構成し、その内部に偏光分離膜
31が形成されている平板状の偏光分離板74を配置
し、さらに液体75を充填してなる構造体を偏光分離部
30として用いている点に特徴がある。これにより、偏
光分離部30の低コスト化及び軽量化を図ることができ
る。
(Embodiment 4) In the illumination device 10D shown in FIG. 8, the main optical systems are arranged in the illumination device 10 of the first embodiment.
The same as A, but the prism structure 30G is configured by the six transparent plates 73 that form the wall surface, and the flat plate-shaped polarization separation plate 74 in which the polarization separation film 31 is formed is arranged. The structure is characterized in that the structure formed by filling the liquid 75 is used as the polarization separation section 30. This makes it possible to reduce the cost and the weight of the polarization splitting unit 30.

【0035】(実施例5)本例の投写型表示装置(液晶
プロジェクター)は、先の実施例1の照明装置を用い
て、その映像の明るさを向上したものであり、そのう
ち、図9は、図1に示した照明装置を用いた投写型表示
装置を平面的にみた概略構成図である。
(Embodiment 5) The projection type display device (liquid crystal projector) of this embodiment is one in which the brightness of the image is improved by using the illumination device of the previous embodiment 1, of which FIG. FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a projection display device using the illumination device shown in FIG.

【0036】図9において、本例の投写型表示装置80
0には、照明装置10Aが組み込まれており、つまり、
光源部20から放射された略平行光束は、偏光分離部3
0において偏光方向の違いにより2つの光束に分離され
た後、第1の集光ミラー板40と第2の集光ミラー板5
0を経て偏光分離部30で再び1つの光束に合成され、
集光レンズ板60により矩形状の照明領域をほぼ均一な
強度の光により照明するようになっている。
In FIG. 9, the projection type display device 80 of this example is shown.
In 0, the illumination device 10A is incorporated, that is,
The substantially parallel light flux emitted from the light source unit 20 is polarized by the polarization splitting unit 3
At 0, the first light collecting mirror plate 40 and the second light collecting mirror plate 5 are separated into two light beams due to the difference in the polarization direction.
After passing through 0, they are combined again into one light beam by the polarization splitting unit 30,
The condenser lens plate 60 illuminates a rectangular illumination area with light having a substantially uniform intensity.

【0037】かかる照明装置10Aから出射された光束
は、まず、青色緑色反射ダイクロイックミラー801に
おいて、赤色光が透過し、青色光および緑色光が反射す
るようになっている。赤色光は、反射ミラー802で反
射され、第1の液晶ライトバルブ803に達する。一
方、青色光および緑色光のうち、緑色光は、緑色反射ダ
イクロイックミラー804によって反射され、第2の液
晶ライトバルブ805に達する。
In the light flux emitted from the illuminating device 10A, first, red light is transmitted and blue light and green light are reflected by the blue-green reflective dichroic mirror 801. The red light is reflected by the reflection mirror 802 and reaches the first liquid crystal light valve 803. On the other hand, of the blue light and the green light, the green light is reflected by the green reflective dichroic mirror 804 and reaches the second liquid crystal light valve 805.

【0038】ここで、青色光は、各色光のうちで最も長
い光路長をもつため、青色光に対しては、入射側レンズ
806、リレーレンズ808、および出射側レンズ81
0からなるリレーレンズ系で構成した導光手段850を
設けてある。すなわち、青色光は、緑色反射ダイクロイ
ックミラー804を透過した後、まず、出射側レンズ8
06、および反射ミラー807を経て、リレーレンズ8
08に導かれ、このリレーレンズ808で集束された
後、反射ミラー809によって出射側レンズ810に導
かれ、しかる後に、第3の液晶ライトバルブ811に達
する。ここで、第1および第3の液晶ライトバルブ80
3、805、811は、それぞれの色光を変調し、各色
に対応した映像情報を含ませた後、変調した色光をダイ
クロイックプリズム813(色合成手段)に入射する。
ダイクロイックプリズム813は、赤色反射の誘電体多
層膜と、青色反射の誘電体多層膜とを十字状に有してお
り、それぞれの変調光束を合成する。ここで合成された
光束は、投写レンズ814(投写手段)を通過してスク
リーン815上に映像を形成することになる。
Here, since blue light has the longest optical path length of each color light, the incident side lens 806, the relay lens 808, and the emission side lens 81 are used for blue light.
A light guide unit 850 constituted by a relay lens system of 0 is provided. That is, the blue light is first transmitted through the green reflective dichroic mirror 804, and then, first, the emission side lens 8
06 and the reflection mirror 807, and then the relay lens 8
08, after being focused by the relay lens 808, it is guided by the reflection mirror 809 to the emission side lens 810, and then reaches the third liquid crystal light valve 811. Here, the first and third liquid crystal light valves 80
Reference numerals 3, 805 and 811 modulate respective color lights to include image information corresponding to the respective colors, and then the modulated color lights are incident on the dichroic prism 813 (color combining means).
The dichroic prism 813 has a red-reflecting dielectric multilayer film and a blue-reflecting dielectric multilayer film in a cross shape, and synthesizes the respective modulated light beams. The light fluxes combined here pass through the projection lens 814 (projection means) and form an image on the screen 815.

【0039】このように構成した投写型表示装置800
では、液晶ライトバルブの形状に合わせて、光源部から
の光束を微小集光ミラーにより細分化し、それらの細分
化された光束を液晶ライトバルブ上で重畳結合すること
により、光源部が有する照明光の不均一性(例えば、照
明強度の不均一性やスペクトル分布の不均一性など)が
平均化されるため、極めて均質な照明光を液晶ライトバ
ルブに照射することが出来る。
The projection type display device 800 having the above-mentioned configuration
Then, according to the shape of the liquid crystal light valve, the luminous flux from the light source section is subdivided by the minute condenser mirrors, and these subdivided luminous fluxes are superposed and combined on the liquid crystal light valve, so that the illumination light included in the light source section is combined. Since the nonuniformity (for example, the nonuniformity of the illumination intensity and the nonuniformity of the spectral distribution) is averaged, it is possible to irradiate the liquid crystal light valve with extremely uniform illumination light.

【0040】また、本発明においては、各種の収差発生
を伴わない反射型のミラーを集光用の光学素子として用
いているため、集光効率を高めるために焦点距離を短く
しても、色収差の発生がなく、照明光の伝達効率を高く
維持できると共に、高品位で明るい投写映像を実現する
ことが出来る。
Further, in the present invention, since the reflection type mirror which does not cause various aberrations is used as the optical element for condensing, even if the focal length is shortened to improve the condensing efficiency, the chromatic aberration is reduced. It is possible to maintain the transmission efficiency of illumination light at a high level without generation of light, and it is possible to realize a high-quality and bright projection image.

【0041】さらに、横長の矩形形状を有する液晶ライ
トバルブの形状に合わせて、第1の集光ミラー板40及
び第2の集光ミラー板50を構成する微小集光ミラー4
1を横長の矩形形状としているため、光量を無駄にする
ことがなく、照明効率を高めることができる。それ故、
照明装置10Aは、見やすくて、かつ、迫力のある映像
を投写できる横長の液晶ライトバルブを搭載した投写型
表示装置用の照明装置として適している。
Further, the minute condenser mirror 4 constituting the first condenser mirror plate 40 and the second condenser mirror plate 50 is formed in accordance with the shape of the liquid crystal light valve having a horizontally long rectangular shape.
Since 1 is a horizontally long rectangular shape, the light amount is not wasted and the illumination efficiency can be improved. Therefore,
The illuminating device 10A is suitable as an illuminating device for a projection type display device equipped with a horizontally long liquid crystal light valve that is easy to see and can project a powerful image.

【0042】加えて、本例では、色合成手段としては、
ダイクロイックプリズム813を用いているため、小型
化が可能であると共に、液晶ライトバルブ803、80
5、811と投写レンズ814との間の光路長が短いた
め、比較的小口径の投写レンズを用いても、明るい投写
映像を実現できる特徴がある。また、各色光は、3光路
の内の一光路のみ、その光路長が異なるが、本例では、
光路長が最も長い青色光に対しては、入射側レンズ80
6、リレーレンズ808、および出射側レンズ810か
らなるリレーレンズ系で構成した導光手段850を設け
てあるため、色差などが生じない。
In addition, in this example, as the color synthesizing means,
Since the dichroic prism 813 is used, the size can be reduced and the liquid crystal light valves 803, 80 can be used.
Since the optical path length between the projection lenses 5 and 811 and the projection lens 814 is short, a bright projected image can be realized even if a projection lens having a relatively small aperture is used. Further, each color light has a different optical path length only in one of the three optical paths, but in this example,
For the blue light having the longest optical path length, the incident side lens 80
Since there is provided the light guide means 850 constituted by the relay lens system including the relay lens system 806, the relay lens 808, and the exit side lens 810, color difference or the like does not occur.

【0043】(実施例6)なお、投写型表示装置として
は、図10に示すように、ミラー光学系で色合成手段を
構成してもよい。色合成手段にミラー光学系を用いた場
合には、3箇所の液晶ライトバルブ803、805、8
11と光源部20との光路長が何れも等しいため、特別
な導光手段を用いなくても、明るさムラや色ムラの少な
い効果的な照明を行い得る特徴がある。
(Sixth Embodiment) As a projection type display device, as shown in FIG. 10, a color synthesizing means may be constituted by a mirror optical system. When a mirror optical system is used as the color synthesizing means, liquid crystal light valves 803, 805, 8 at three locations are used.
Since the optical path lengths of 11 and the light source unit 20 are equal, there is a feature that effective illumination with little brightness unevenness and color unevenness can be performed without using a special light guide means.

【0044】すなわち、図10において、本例の投写型
表示装置900では、図2に示した照明装置10Bが用
いられており、つまり、光源部20から放射された略平
行光束は、偏光分離部30において偏光方向の違いによ
り2つの光束に分離された後、第1の集光ミラー板40
と第2の集光ミラー板50を経て偏光分離部30で再び
1つの光束に合成され、集光レンズ板60により矩形状
の照明領域をほぼ均一な強度の光により照明するように
なっている。
That is, in FIG. 10, the projection display device 900 of this example uses the illuminating device 10B shown in FIG. 2, that is, the substantially parallel luminous flux emitted from the light source section 20 is a polarization separation section. After being separated into two light beams due to the difference in the polarization direction at 30, the first condensing mirror plate 40
After passing through the second condensing mirror plate 50 and the polarization separation unit 30, the light beams are combined again into one light beam, and the condensing lens plate 60 illuminates the rectangular illumination area with light of substantially uniform intensity. .

【0045】かかる照明装置10Bから出射された光束
は、まず、赤色反射ダイクロイックミラー901におい
て、赤色光が反射し、青色光および緑色光が透過するよ
うになっている。ここで、赤色光は、反射ミラー902
で反射され、第1の液晶ライトバルブ803に達する。
一方、青色光および緑色光のうち、緑色光は、緑色反射
ダイクロイックミラー903によって反射され、第2の
液晶ライトバルブ805に達する。青色光は、緑色反射
ダイクロイックミラー903を透過した後、第3の液晶
ライトバルブ811に達する。しかる後、第1および第
3の液晶ライトバルブ803、805、811は、それ
ぞれの色光を変調し、各色に対応した映像情報を含ませ
た後、変調した色光を出射する。ここで、強度変調され
た赤色光は、緑色反射ダイクロイックミラー904およ
び青色反射ダイクロイックミラー905を透過して、投
写レンズ814(投写手段)に達する。強度変調された
緑色光は、緑色反射ダイクロイックミラー904で反射
した後、青色反射ダイクロイックミラー905を透過し
て、投写レンズ814に達する。強度変調された緑色光
は、緑色反射ダイクロイックミラー904で反射した
後、青色反射ダイクロイックミラー905を透過して、
投写レンズ814に達する。強度変調された青色光は、
青色反射ダイクロイックミラー905で反射した後、投
写レンズ814に達する。
The luminous flux emitted from the illuminating device 10B is such that the red light is first reflected by the red reflection dichroic mirror 901 and the blue light and the green light are transmitted. Here, the red light is reflected by the reflection mirror 902.
Is reflected by the first liquid crystal light valve 803 and reaches the first liquid crystal light valve 803.
On the other hand, of the blue light and the green light, the green light is reflected by the green reflective dichroic mirror 903 and reaches the second liquid crystal light valve 805. The blue light reaches the third liquid crystal light valve 811 after passing through the green reflective dichroic mirror 903. After that, the first and third liquid crystal light valves 803, 805, and 811 modulate the respective colored lights, include the image information corresponding to each color, and then emit the modulated colored lights. Here, the intensity-modulated red light passes through the green reflective dichroic mirror 904 and the blue reflective dichroic mirror 905 and reaches the projection lens 814 (projection unit). The intensity-modulated green light is reflected by the green reflective dichroic mirror 904, then passes through the blue reflective dichroic mirror 905, and reaches the projection lens 814. The intensity-modulated green light is reflected by the green reflective dichroic mirror 904, and then transmitted through the blue reflective dichroic mirror 905,
Reach the projection lens 814. The intensity-modulated blue light is
After being reflected by the blue reflection dichroic mirror 905, it reaches the projection lens 814.

【0046】このように、ダイクロイックミラーからな
るミラー光学系で色合成手段を構成した投写型表示装置
900においても、先の実施例5において説明した投写
型表示装置800の場合と同様に、照明光の伝達効率を
高く維持できると共に、高品位で明るい投写映像を実現
することが出来る。
As described above, also in the projection display apparatus 900 in which the color synthesizing means is constituted by the mirror optical system including the dichroic mirror, the illumination light is emitted as in the case of the projection display apparatus 800 described in the fifth embodiment. It is possible to maintain high transmission efficiency and to realize high-quality and bright projected images.

【0047】(その他の実施例)尚、上記の各実施例に
おいては、一般的な高分子フィルムからなるλ/4位相
差板を用いて構成されてるが、それらの位相差板をツイ
スティド・ネマチック液晶(TN液晶)を用いて構成し
てもよい。TN液晶を用いた場合には、位相差板の波長
依存性を小さくできるため、一般的な高分子フィルムを
用いた場合に比べて、λ/4位相差板の偏光変換性能を
向上できる効果がある。
(Other Examples) In each of the above examples, a λ / 4 retardation plate made of a general polymer film is used, but those retardation plates are twisted nematic. You may comprise using a liquid crystal (TN liquid crystal). When the TN liquid crystal is used, the wavelength dependence of the retardation plate can be reduced, so that the polarization conversion performance of the λ / 4 retardation plate can be improved as compared with the case where a general polymer film is used. is there.

【0048】[0048]

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係わる照
明装置では、従来のインテグレータ光学系の第1のレン
ズ板に相当する光学素子を各種の収差発生を伴わない反
射型の光学素子を用いて構成しているため、集光効率を
高めるために焦点距離の短い光学配置としても、収差に
起因して発生する各種の弊害が少なく、高い光の伝達効
率を得ることが出来る。従って、照明系としての効率が
高く、高品位で明るい照明装置を実現することが出来
る。
As described above, in the illuminating device according to the present invention, the optical element corresponding to the first lens plate of the conventional integrator optical system is the reflection type optical element which does not cause various aberrations. Therefore, even if the optical arrangement has a short focal length in order to enhance the light collection efficiency, various adverse effects caused by the aberration are small, and high light transmission efficiency can be obtained. Therefore, it is possible to realize a high-quality and bright illumination device with high efficiency as an illumination system.

【0049】さらに、本発明の照明装置を用いて構成し
た投写型表示装置においては、均質且つ高輝度の照明光
を液晶ライトバルブに効率的に供給できるため、投写型
表示装置全体における光の利用効率が向上し、高品位で
明るい投写映像を得ることが出来る。さらに、光の利用
効率の向上は、投写型表示装置における発熱量の低減を
もたらすため、副次的効果として、冷却装置の小型化や
低騒音化を可能にするものである。
Further, in the projection type display device constructed by using the illuminating device of the present invention, since uniform and high-brightness illumination light can be efficiently supplied to the liquid crystal light valve, utilization of light in the entire projection type display device is possible. The efficiency is improved, and it is possible to obtain a high-quality and bright projected image. Further, the improvement of the light use efficiency brings about a reduction in the amount of heat generated in the projection type display device, and as a side effect, the cooling device can be downsized and the noise can be reduced.

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

【図1】 本発明の実施例1に係る照明装置の構成を示
す概略平面図。
FIG. 1 is a schematic plan view showing the configuration of a lighting device according to a first embodiment of the invention.

【図2】 実施例1に示す照明装置に使用される集光ミ
ラー板の構成を示す外観図。
FIG. 2 is an external view showing the configuration of a condenser mirror plate used in the lighting device shown in Embodiment 1.

【図3】 実施例1に示す照明装置に使用される集光レ
ンズ板の構成を示す外観図。
FIG. 3 is an external view illustrating a configuration of a condenser lens plate used in the lighting device according to the first embodiment.

【図4】 λ/4位相差板と集光ミラー板による偏光面
の回転過程を説明するための図。
FIG. 4 is a diagram for explaining a rotation process of a polarization plane by a λ / 4 retardation plate and a condenser mirror plate.

【図5】 本発明の実施例2に係る照明装置の構成を示
す概略平面図。
FIG. 5 is a schematic plan view showing the configuration of a lighting device according to a second embodiment of the invention.

【図6】 実施例2に示す照明装置に使用される集光レ
ンズ板の構成を示す外観図。
FIG. 6 is an external view illustrating a configuration of a condenser lens plate used in the lighting device according to the second embodiment.

【図7】 本発明の実施例3に係る照明装置の構成を示
す概略平面図。
FIG. 7 is a schematic plan view showing the configuration of a lighting device according to a third embodiment of the invention.

【図8】 本発明の実施例4に係る照明装置の構成を示
す概略平面図。
FIG. 8 is a schematic plan view showing the configuration of an illumination device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図9】 本発明の実施例5に係る投写型表示装置の構
成を示す概略平面図。
FIG. 9 is a schematic plan view showing the configuration of a projection display device according to a fifth embodiment of the invention.

【図10】 本発明の実施例6に係る投写型表示装置の
構成を示す概略平面図。
FIG. 10 is a schematic plan view showing the configuration of a projection display apparatus according to Embodiment 6 of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10A〜10D・・・照明装置 20・・・光源 21・・・光源ランプ 22・・・放物面リフレクター 30・・・偏光分離部 30G・・・プリズム構造体 301・・・入射面 302・・・第1の出射面 303・・・第2の出射面 304・・・第3の出射面 31・・・偏光分離膜 32・・・直角プリズム 33・・・第1のλ/4位相差板 331・・・λ/4位相差板 332・・・ミラー板 333・・・P偏光光 334・・・S偏光光 335・・・右回りの円偏光光 336・・・左回りの円偏光光 34・・・第2のλ/4位相差板 40・・・第1の集光ミラー板 41・・・微小集光ミラー 42・・・反射面 50・・・第2の集光ミラー板 60・・・集光レンズ板 61・・・微小レンズ 70・・・照明領域 72・・・集光ミラー板 721・・・入射面 722・・・ガラス製ブロック 723・・・反射面 73・・・透明板 74・・・偏光分離板 75・・・液体 800・・・投写型表示装置(ダイクロイックプリズム
型) 801・・・青色緑色反射ダイクロイックミラー 802・・・反射ミラー 803・・・第1の液晶ライトバルブ 804・・・緑色反射ダイクロイックミラー 805・・・第2の液晶ライトバルブ 806・・・入射側レンズ 807、809・・・反射ミラー 808・・・リレーレンズ 810・・・出射側レンズ 811・・・第3の液晶ライトバルブ 813・・・ダイクロイックプリズム 814・・・投写レンズ 815・・・スクリーン 850・・・導光手段 900・・・投写型表示装置(ミラー光学系) 901・・・赤色反射ダイクロイックミラー 902・・・反射ミラー 903、904・・・緑色反射ダイクロイックミラー 905・・・青色反射ダイクロイックミラー
10A to 10D ... Illumination device 20 ... Light source 21 ... Light source lamp 22 ... Parabolic reflector 30 ... Polarization splitting unit 30G ... Prism structure 301 ... Incident surface 302 ... First output surface 303 ... Second output surface 304 ... Third output surface 31 ... Polarization separation film 32 ... Right angle prism 33 ... First λ / 4 phase difference plate 331 ... λ / 4 phase difference plate 332 ... Mirror plate 333 ... P-polarized light 334 ... S-polarized light 335 ... Clockwise circularly polarized light 336 ... Counterclockwise circularly polarized light 34 ... 2nd (lambda) / 4 phase difference plate 40 ... 1st condensing mirror plate 41 ... Micro condensing mirror 42 ... Reflecting surface 50 ... 2nd condensing mirror plate 60・ ・ ・ Condensing lens plate 61 ・ ・ ・ Micro lens 70 ・ ・ ・ Illumination area 72 ・ ・ ・ Condensing mirror plate 7 21 ... Incident surface 722 ... Glass block 723 ... Reflection surface 73 ... Transparent plate 74 ... Polarization separation plate 75 ... Liquid 800 ... Projection display device (dichroic prism type) 801 ... Blue-green reflective dichroic mirror 802 ... Reflective mirror 803 ... First liquid crystal light valve 804 ... Green reflective dichroic mirror 805 ... Second liquid crystal light valve 806 ... Incident side lens 807, 809 ... Reflecting mirror 808 ... Relay lens 810 ... Emitting side lens 811 ... Third liquid crystal light valve 813 ... Dichroic prism 814 ... Projection lens 815 ... Screen 850. ..Light guide means 900 ... Projection display device (mirror optical system) 901 ... Red reflection dichroic Ra 902 ... Reflective mirror 903, 904 ... Green reflective dichroic mirror 905 ... Blue reflective dichroic mirror

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 略平行光束を出射する光源部と、 誘電体多層膜からなる偏光分離膜を2つの直角プリズム
で挟持する構造であって、前記光源部から出射された光
束を偏光方向が互いに直交するP偏光光とS偏光光の2
種類の偏光光に分離して出射する偏光分離部と、 矩形状の外形を有する複数の微小集光ミラーにより構成
され、前記偏光分離部から出射されるP偏光光を集光
し、複数の2次光源像を形成するための第1の集光ミラ
ー板と、 前記第1の集光ミラー板と同一の寸法形状をなし、前記
偏光分離部から出射されるS偏光光を集光し、複数の2
次光源像を形成するための第2の集光ミラー板と、 前記第1の集光ミラー板と前記偏光分離部との間に、及
び、前記第2の集光ミラー板と前記偏光分離部との間に
各々置かれた第1のλ/4位相差板、及び、第2のλ/
4位相差板と、 前記第1の集光ミラー板及び前記第2の集光ミラー板に
より形成される複数の2次光源像が形成される位置の近
傍に置かれ、前記第1或いは第2の集光ミラー板を構成
する微小集光ミラーと同数の微小レンズにより構成さ
れ、前記第1の集光ミラー板及び前記第2の集光ミラー
板により切り取られたイメージ面を照明領域上に重畳結
像させる集光レンズ板と、 を有することを特徴とする照明装置。
1. A structure in which a light source section for emitting a substantially parallel light beam and a polarization separation film made of a dielectric multilayer film are sandwiched by two right-angle prisms, and the light beams emitted from the light source section are polarized in mutually different directions. 2 of orthogonal P-polarized light and S-polarized light
It is composed of a polarized light splitting unit that splits and outputs the polarized light of different types, and a plurality of minute light collecting mirrors having a rectangular outer shape. A first condensing mirror plate for forming a secondary light source image, having the same size and shape as the first condensing mirror plate, condensing the S-polarized light emitted from the polarization splitting unit, and Of 2
A second light collecting mirror plate for forming a secondary light source image; a space between the first light collecting mirror plate and the polarization separation unit; and a second light collection mirror plate and the polarization separation unit. And a first λ / 4 retardation plate and a second λ /
4 phase difference plate, and is placed in the vicinity of a position where a plurality of secondary light source images formed by the first light collecting mirror plate and the second light collecting mirror plate are formed, and the first or second Of the same number of minute lenses as the number of minute condenser mirrors constituting the second condenser mirror plate, and the image plane cut out by the first condenser mirror plate and the second condenser mirror plate is superimposed on the illumination area. An illuminating device comprising: a condenser lens plate for forming an image.
【請求項2】 請求項1において、前記集光レンズ板を
構成する前記微小レンズは、前記微小集光ミラーと相似
形であることを特徴とする照明装置。
2. The illuminating device according to claim 1, wherein the minute lens forming the condenser lens plate has a shape similar to that of the minute condenser mirror.
【請求項3】 請求項1ないし2のいずれかの項におい
て、前記偏光分離部は、前記集光レンズ板と前記第1の
集光ミラー板、及び前記集光レンズ板と前記第2の集光
ミラー板と一体化されていることを特徴とする照明装
置。
3. The polarization splitting unit according to claim 1, wherein the polarization splitting unit includes the condenser lens plate and the first condenser mirror plate, and the condenser lens plate and the second condenser unit. An illuminating device characterized by being integrated with an optical mirror plate.
【請求項4】 請求項1ないし2のいずれかの項におい
て、前記偏光分離部は、平板状の偏光分離板により構成
されていることを特徴とする照明装置。
4. The illuminating device according to claim 1, wherein the polarization splitting section is formed of a flat polarization splitting plate.
【請求項5】 請求項1ないし2のいずれかの項におい
て、前記偏光分離部を構成する直角プリズムは液体充填
プリズムであることを特徴とする照明装置。
5. The illuminating device according to claim 1, wherein the right-angle prism forming the polarization splitting section is a liquid-filled prism.
【請求項6】 請求項1ないし2のいずれかの項におい
て、λ/4位相差板はTN(ツイスティド・ネマチッ
ク)液晶で形成されていることを特徴とする照明装置。
6. The lighting device according to claim 1, wherein the λ / 4 retardation plate is made of TN (twisted nematic) liquid crystal.
【請求項7】 略平行光束を出射する光源部と、 誘電体多層膜からなる偏光分離膜を2つの直角プリズム
で挟持する構造であって、前記光源部から出射された光
束を偏光方向が互いに直交するP偏光光とS偏光光の2
種類の偏光光に分離して出射する偏光分離部と、 矩形状の外形を有する複数の微小集光ミラーにより構成
され、前記偏光分離部から出射されるP偏光光を集光
し、複数の2次光源像を形成するための第1の集光ミラ
ー板と、 前記第1の集光ミラー板とほぼ同様の寸法形状をなし、
前記偏光分離部から出射されるS偏光光を集光し、複数
の2次光源像を形成するための第2の集光ミラー板と、 前記第1の集光ミラー板と前記偏光分離部との間に、及
び、前記第2の集光ミラー板と前記偏光分離部との間に
各々置かれた第1のλ/4位相差板、及び、第2のλ/
4位相差板と、 前記第1の集光ミラー板及び前記第2の集光ミラー板に
より形成される複数の2次光源像が形成される位置の近
傍に置かれ、前記第1或いは第2の集光ミラー板を構成
する微小集光ミラーと同数の微小レンズにより構成さ
れ、前記第1の集光ミラー板及び前記第2の集光ミラー
板により切り取られたイメージ面を照明領域上に重畳結
像させる集光レンズ板と、 前記集光レンズ板を通過した光を三原色の各色光に分離
する色分離手段と、 外部からの映像信号に基づいて、前記各色光をそれぞれ
変調する3枚のライトバルブと、 前記ライトバルブによって変調された各色光の変調光を
合成する色合成手段と、 前記色合成手段によって合成された各色光をスクリーン
上に投写する光投写手段と、 を有することを特徴とする投写型表示装置。
7. A structure in which a light source part for emitting a substantially parallel light beam and a polarization separation film made of a dielectric multilayer film are sandwiched by two right-angle prisms, and the light beams emitted from the light source part have polarization directions mutually different from each other. 2 of orthogonal P-polarized light and S-polarized light
It is composed of a polarized light splitting unit that splits and outputs the polarized light of different types, and a plurality of minute light collecting mirrors having a rectangular outer shape. A first condensing mirror plate for forming a secondary light source image, and having substantially the same size and shape as the first condensing mirror plate,
A second condensing mirror plate for condensing the S-polarized light emitted from the polarization separating unit to form a plurality of secondary light source images; the first condensing mirror plate and the polarization separating unit; , And a first λ / 4 phase difference plate and a second λ / which are respectively placed between the second condensing mirror plate and the polarization splitting unit.
4 phase difference plate, and is placed in the vicinity of a position where a plurality of secondary light source images formed by the first light collecting mirror plate and the second light collecting mirror plate are formed, and the first or second Of the same number of minute lenses as the number of minute condenser mirrors constituting the second condenser mirror plate, and the image plane cut out by the first condenser mirror plate and the second condenser mirror plate is superimposed on the illumination area. A condenser lens plate that forms an image, a color separation unit that separates the light that has passed through the condenser lens plate into respective color lights of three primary colors, and three sheets of light that respectively modulate the respective color lights based on a video signal from the outside. A light valve, a color synthesizing unit for synthesizing the modulated lights of the respective color lights modulated by the light valve, and a light projecting unit for projecting the respective color lights synthesized by the color synthesizing unit onto a screen. Projection type Display devices.
【請求項8】 請求項7において、前記色合成手段は、
ダイクロイックプリズムを有し、前記色分離手段から前
記各ライトバルブに至る各色光の光路のうち、光路長が
最も長い光路には、導光手段を有することを特徴とする
投写型表示装置。
8. The color synthesizing means according to claim 7,
A projection type display device having a dichroic prism and having a light guide means in an optical path having the longest optical path length among the optical paths of the respective color lights from the color separation means to the respective light valves.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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US6132047A (en) * 1998-02-18 2000-10-17 Seiko Epson Corporation Polarized light illumination device and projector
US6341867B1 (en) 1998-02-18 2002-01-29 Seiko Epson Corporation Polarized light illumination device and projector
JP2009251258A (en) * 2008-04-07 2009-10-29 Nikon Corp Lighting system and projector

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