JPH09211385A - Projector - Google Patents

Projector

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JPH09211385A
JPH09211385A JP8016832A JP1683296A JPH09211385A JP H09211385 A JPH09211385 A JP H09211385A JP 8016832 A JP8016832 A JP 8016832A JP 1683296 A JP1683296 A JP 1683296A JP H09211385 A JPH09211385 A JP H09211385A
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light
optical system
color
component
lens
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Yuji Mabe
雄二 間辺
Hideaki Shimomura
英明 下村
Tetsuo Hattori
徹夫 服部
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Nikon Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a full color projected image free from color shading, and with good contrast. SOLUTION: The projector is provided with a color separation optical system for color-separating light from a light source 1, plural light valves 7R, 7B and 7G installed on each position where the light color-separated by the color separation optical system is guided, a color synthesis optical system 6 for synthesizing the light modulated by plural light valves 7R, 7B and 7G and a projecting lens 105 for projecting the light emitted from the color synthesis optical system. In this case, the color separation optical system 3 and the color synthesis optical system 6 are installed on such the position where a telecentric performance is maintained by a main light beam.

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、液晶ライトバルブ
上に形成される画像をスクリーン上に投射する装置に関
し、特に複数の色成分用の液晶ライトバルブに形成され
る画像ををれぞれ複数の色成分の照明光で照明するとと
もに、これら画像を合成して投射レンズにて該合成像を
投射する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 apparatus for projecting an image formed on a liquid crystal light valve onto a screen, and more particularly to a plurality of images formed on the liquid crystal light valve for a plurality of color components. The present invention relates to a device for illuminating with the illumination light of the color component of, and for synthesizing these images to project the synthetic image by a projection lens.

【0002】[0002]

【従来の技術】光源からの光を三色分解光学系により
R、G、B光に色分解し、液晶を使用したライトバルブ
によりこれら分解されたR、G、B光の入射光を信号に
よって変調して、これらライトバルブから射出した変調
光を色合成し、投射レンズにより投射する投射装置が知
られている。この装置の代表的な例を図5示す。
2. Description of the Related Art Light from a light source is color-separated into R, G, and B lights by a three-color separation optical system, and the incident light of the R, G, and B lights separated by a light valve using a liquid crystal is signaled. 2. Description of the Related Art There is known a projection device that performs modulation, color-modulates the modulated lights emitted from these light valves, and projects them by a projection lens. A representative example of this device is shown in FIG.

【0003】図5において、ランプ301から放射され
たR、G、B光を含む光源光は背後に配置される凹面鏡
302と集光レンズ303によって略平行光束に変換さ
れ、色分解光学系に入射する。色分解光学系は青色光
(B光)反射ダイクロイックミラー304と緑光(G
光)反射ダイクロイックミラー305とから構成され、
B光反射ダイクロイックミラー304にて反射されたB
光はミラー307によって再び反射されてB光用液晶ラ
イトバルブ311に入射し、G光反射ダイクロイックミ
ラー305によって反射されたG光はG光用液晶ライト
バルブ310に入射する。そして、ダイクロイックミラ
ー305を通過した赤色(R光)はミラー306及びミ
ラー308にて反射されてR光用液晶ライトバルブ30
9に入射する。各液晶ライトバルブに入射した各色光は
各色の映像信号に基づいて変調される。すなわち各色の
映像信号は各液晶ライトバルブ上で透過率分布を持つ画
像に変換される。これらライトバルブから射出された光
は、合成光学系としてのR光及びB光反射ダイクロイッ
ク膜を有するダイクロイックプリズム312に入射して
三色合成されて、G光が透過する方向に合成光として該
プリズムから射出し、投射レンズ313にて図示なきス
クリーン上に拡大投射される。この従来例では、ダイク
ロイックミラー304と305とが互いに平行になるよ
うに構成しているが、これらのダイクロイックミラー3
04と305ををX型に配置した、いわゆるクロスダイ
クロイックミラーとしたものも従来例として知られてい
る。
In FIG. 5, light source light including R, G, and B light emitted from a lamp 301 is converted into a substantially parallel light beam by a concave mirror 302 and a condenser lens 303 arranged in the back, and is incident on a color separation optical system. To do. The color separation optical system includes a blue light (B light) reflection dichroic mirror 304 and a green light (G light).
Light) reflection dichroic mirror 305 and
B B reflected by the light reflection dichroic mirror 304
The light is reflected again by the mirror 307 to enter the B light liquid crystal light valve 311 and the G light reflected by the G light reflecting dichroic mirror 305 enters the G light liquid crystal light valve 310. Then, the red color (R light) that has passed through the dichroic mirror 305 is reflected by the mirrors 306 and 308 and is reflected by the R light liquid crystal light valve 30.
9 is incident. Each color light incident on each liquid crystal light valve is modulated based on the video signal of each color. That is, the video signal of each color is converted into an image having a transmittance distribution on each liquid crystal light valve. The lights emitted from these light valves enter a dichroic prism 312 having a R-light and B-light reflecting dichroic film as a combining optical system, and are combined into three colors. And is projected by a projection lens 313 on a screen (not shown) in an enlarged manner. In this conventional example, the dichroic mirrors 304 and 305 are configured to be parallel to each other.
A so-called cross dichroic mirror in which 04 and 305 are arranged in an X shape is also known as a conventional example.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】一般にダイクロイック
ミラーやダイクロイックプリズムのような多層膜フィル
ターにおいては、その分光特性に角度依存性がある。そ
のため、投射レンズによって決定される主光線の多層膜
フィルターに対する入射角が、多層膜フィルターのどの
位置においても一定でない場合には、多層膜フィルター
の分光特性が各主光線ごとに異なり、、スクリーン上に
おいてカラーシェーディングを引き起こすという問題が
発生する。さらに、液晶ライトバルブにも角度依存性が
あるため、液晶ライトバルブに対する主光線の入射角が
場所によって異なると、これに起因して投射像のコント
ラストにムラが発生するという問題も発生する。
Generally, in a multi-layer film filter such as a dichroic mirror or a dichroic prism, its spectral characteristic has an angle dependence. Therefore, if the incident angle of the chief ray on the multilayer filter determined by the projection lens is not constant at any position of the multilayer filter, the spectral characteristics of the multilayer filter differ for each chief ray, and The problem of causing color shading occurs in. Further, since the liquid crystal light valve also has angle dependency, if the incident angle of the chief ray with respect to the liquid crystal light valve varies depending on the location, there is a problem that the contrast of the projected image becomes uneven due to this.

【0005】そこで、本発明は、カラーシェーディング
が発生せず、コントラストの良好なフルカラー投射像を
得ることを目的とする。
Therefore, it is an object of the present invention to obtain a full-color projected image with good contrast without causing color shading.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明の一つの態様にかかる投射装置は、光源か
らの光を色分離する色分離光学系と、色分離光学系によ
って色分離された光が導かれる位置に設けられた複数の
色信号用ライトバルブと、複数の色信号用ライトバルブ
によって変調された光を合成する色合成光学系と、色合
成光学系からの光を投射する投射レンズとを備えた投射
装置であって、投射レンズは開口絞りを有し、色分離光
学系と色合成光学系とは、投射レンズの開口絞りによっ
て定まる主光線がテレセントリック性を維持している位
置に設けられるように構成される。
In order to achieve the above-mentioned object, a projection apparatus according to one aspect of the present invention includes a color separation optical system for color-separating light from a light source and a color separation optical system for color separation. Light from a plurality of color signal light valves provided at positions where the separated lights are guided, a color combining optical system that combines the light modulated by the plurality of color signal light valves, and light from the color combining optical system A projection device having a projection lens for projecting, wherein the projection lens has an aperture stop, and the color separation optical system and the color synthesis optical system are such that the chief ray determined by the aperture stop of the projection lens maintains telecentricity. It is configured to be provided at the position where

【0007】また、本発明の好ましい態様においては、
光源と色分離光学系との間には、インテグレータとこの
インテグレータからの光を色分離光学系へ導く照明用リ
レー光学系とが設けられるように構成される。また、本
発明の好ましい態様においては、インテグレータは面光
源を形成し、照明用リレー光学系は面光源の像を形成
し、照明用リレー光学系は、面光源の像側にテレセント
リックな光学系であるように構成される。
[0007] In a preferred embodiment of the present invention,
An integrator and an illumination relay optical system for guiding light from the integrator to the color separation optical system are provided between the light source and the color separation optical system. In a preferred embodiment of the present invention, the integrator forms a surface light source, the illumination relay optical system forms an image of the surface light source, and the illumination relay optical system is a telecentric optical system on the image side of the surface light source. Configured to be.

【0008】また、本発明の好ましい態様においては、
色分離光学系は、光源からの光をR光成分、G光成分及
びB光成分に分離し、複数の色信号用ライトバルブは、
R光用ライトバルブ、G光用ライトバルブ及びB光用ラ
イトバルブを有し、色分離光学系とR光用、G光用及び
B光用ライトバルブとの間には、色分離光学系からのR
光成分、G光成分及びB光成分をそれぞれR光用、G光
用及びB光用ライトバルブへ導く用R光用、G光用及び
B光用リレー光学系が設けられるように構成される。
In a preferred embodiment of the present invention,
The color separation optical system separates the light from the light source into an R light component, a G light component, and a B light component, and the plurality of color signal light valves includes
A light valve for R light, a light valve for G light, and a light valve for B light are provided, and a color separation optical system is provided between the color separation optical system and the R light, G light, and B light light valves. R
A relay optical system for R light, G light, and B light for guiding the light component, G light component, and B light component to the R light, G light, and B light light valves, respectively, is provided. .

【0009】また、本発明の好ましい態様においては、
光源と色分離光学系との間には、面光源を形成するイン
テグレータと面光源の像を形成する照明用リレー光学系
とが設けられ、照明用リレー光学系は、面光源の像側に
テレセントリックな光学系であり、R光用、G光用及び
B光用リレー光学系は、面光源の2次像をR光用、G光
用及びB光用ライトバルブ上に形成し、かつ2次像側に
テレセントリックな光学系であるように構成される。
In a preferred embodiment of the present invention,
An integrator that forms a surface light source and an illumination relay optical system that forms an image of the surface light source are provided between the light source and the color separation optical system, and the illumination relay optical system is telecentric to the image side of the surface light source. The relay optical system for R light, G light and B light forms a secondary image of the surface light source on the light valve for R light, G light and B light and is a secondary optical system. It is configured to be a telecentric optical system on the image side.

【0010】また、本発明の好ましい態様においては、
光源と色分離光学系との間に設けられて、光源からの光
を色分離光学系へ向かう第1偏光成分と第2偏光成分と
に分離する偏光分離光学系と、第2偏光成分により照明
される輝度信号用ライトバルブと色合成光学系と輝度信
号用ライトバルブとの間の光路中に設けられて色合成光
学系からの光と輝度信号用ライトバルブを経た光とを合
成する合成光学系とをさらに有し、合成光学系は、主光
線がテレセントリック性を維持している位置に設けられ
るように構成される。
[0010] In a preferred embodiment of the present invention,
A polarization separation optical system that is provided between the light source and the color separation optical system and separates light from the light source into a first polarization component and a second polarization component that travel toward the color separation optical system, and illumination by the second polarization component. Combined optics provided in the optical path between the brightness signal light valve, the color combining optical system, and the brightness signal light valve to combine light from the color combining optical system and light that has passed through the brightness signal light valve. The combining optical system is configured so that the chief ray is provided at a position maintaining the telecentricity.

【0011】また、本発明の別の態様にかかる投射装置
は、光源からの光をR光成分、G光成分及びB光成分に
色分離する色分離光学系と、色分離光学系によって色分
離された光が導かれる位置に設けられたR光用、G光用
及びB光用ライトバルブと、R光用、G光用及びB光用
ライトバルブによって変調された光を合成する色合成光
学系と、色合成光学系からの光を投射する投射レンズと
を備えた投射装置であって、光源と色分離光学系との間
には、インテグレータとインテグレータからの光を色分
離光学系へ導く照明用リレー光学系とが設けられ、色分
離光学系とR光用、G光用及びB光用ライトバルブとの
間には、色分離光学系からのR光成分、G光成分及びB
光成分をそれぞれR光用、G光用及びB光用ライトバル
ブへ導く用R光用、G光用及びB光用リレー光学系が設
けられ、照明用リレー光学系は前群と後群とを有し、照
明用リレー光学系の前群と後群との間には、光源からの
光を色分離光学系へ向かう第1偏光成分と第2偏光成分
とに分離する偏光分離光学系が設けられ、投射レンズは
開口絞りを有し、投射装置は、輝度信号用ライトバルブ
と、第2偏光成分を輝度信号用ライトバルブへ導く輝度
信号用リレー光学系と、色合成光学系からの光と輝度信
号用ライトバルブを経た光とを合成する合成光学系とを
さらに有し、色分離光学系、色合成光学系及び合成光学
系とは、投射レンズの開口絞りによって定まる主光線が
テレセントリック性を維持している位置に設けられるよ
うに構成される。
A projection apparatus according to another aspect of the present invention is a color separation optical system for color-separating light from a light source into an R light component, a G light component, and a B light component, and a color separation optical system. R light, G light and B light light valves provided at positions where guided light is guided, and color combining optics that combine light modulated by the R light, G light and B light light valves. A projection device having a system and a projection lens for projecting light from a color combining optical system, wherein an integrator and light from the integrator are guided to the color separating optical system between the light source and the color separating optical system. An illumination relay optical system is provided, and an R light component, a G light component, and a B light from the color separation optical system are provided between the color separation optical system and the R light, G light, and B light light valves.
R light, G light, and B light relay optical systems for guiding light components to the R light, G light, and B light light valves, respectively, are provided, and the illumination relay optical system includes a front group and a rear group. And a polarization splitting optical system for splitting the light from the light source into a first polarization component and a second polarization component directed to the color separation optical system, between the front group and the rear group of the illumination relay optical system. The projection lens has an aperture stop, and the projection device includes a light valve for a brightness signal, a relay optical system for a brightness signal that guides the second polarization component to the light valve for a brightness signal, and light from the color combining optical system. And a synthetic optical system for synthesizing light passing through the light valve for the luminance signal, and the color separation optical system, the color synthetic optical system, and the synthetic optical system are the telecentricity of the chief ray determined by the aperture stop of the projection lens. Is configured to be provided in a position that maintains the.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施の形態を説明する。 [第1の実施の形態]図1は、第1の実施の形態に係る
投射装置の全体構成を説明するための斜視図であり、説
明を簡単にするためにXYZ座標系を採用している。図
2は、図1に示す投射装置のYZ平面図における光路図
であり、図中実線は軸外光束の最周縁光線を示し、破線
はこの軸外光束の主光線を示す。なお、図2における座
標系は図1のものと対応している。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. [First Embodiment] FIG. 1 is a perspective view for explaining the overall configuration of a projection apparatus according to the first embodiment, and adopts an XYZ coordinate system for the sake of simplicity. . FIG. 2 is an optical path diagram in the YZ plan view of the projection apparatus shown in FIG. 1, in which solid lines indicate the outermost marginal rays of the off-axis light flux, and broken lines indicate the principal rays of this off-axis light flux. The coordinate system in FIG. 2 corresponds to that in FIG.

【0013】図1において、図示なきランプと該ランプ
が第1焦点になるように設けられた楕円鏡とからなる光
源1からの光は、図示なき赤外吸収フィルター及び紫外
吸収フィルターを通過した後、角柱形状の透明光学部材
からなるロッドインテグレータ2の入射面に集光され
る。ロッドインテグレータ2に入射した光は、その内面
にて反射を繰り返して入射面と対向する射出面から射出
される。ここで、射出面には均一の光強度分布を持つ面
光源が形成される。言い換えると、この射出面は、ロッ
ドインテグレータ2の内面反射によってその入射面の位
置に形成される複数の光源の虚像からの光で重畳的に照
明されている。
In FIG. 1, light from a light source 1 including a lamp (not shown) and an elliptic mirror provided so that the lamp has a first focus passes through an infrared absorption filter (not shown) and an ultraviolet absorption filter (not shown). The light is focused on the incident surface of the rod integrator 2 made of a prism-shaped transparent optical member. The light that has entered the rod integrator 2 is repeatedly reflected by the inner surface of the rod integrator 2 and exits from the exit surface that faces the entrance surface. Here, a surface light source having a uniform light intensity distribution is formed on the exit surface. In other words, the exit surface is superposedly illuminated with light from virtual images of a plurality of light sources formed at the position of the entrance surface by the internal reflection of the rod integrator 2.

【0014】次に、ロッドインテグレータ2の射出面か
らの光は、図中−Z方向に沿って進行し、第1及び第2
照明レンズ101,102からなる照明用リレー光学系
に入射する。この照明用リレー光学系は、焦点距離f1
の第1照明レンズ101と焦点距離f2の第2照明レン
ズ102とが間隔f1+f2となるように、すなわち第
1照明レンズ101の後側焦点位置と第2照明レンズ1
02の前側焦点位置とが合致するように構成されてい
る。
Next, the light from the exit surface of the rod integrator 2 travels along the -Z direction in the figure, and the first and second lights are emitted.
The light enters the illumination relay optical system including the illumination lenses 101 and 102. This illumination relay optical system has a focal length f1.
The first illumination lens 101 and the second illumination lens 102 having the focal length f2 are spaced by a distance f1 + f2, that is, the rear focus position of the first illumination lens 101 and the second illumination lens 1
It is configured so that the front focus position of 02 matches.

【0015】照明用リレー光学系101,102を通過
した光は、R光反射ダイクロイックミラー3RとB光反
射ダイクロイックミラー3BをX型に組み合わせたクロ
スダイクロイックミラー3に入射する。ここで、R成分
光はR光反射ダイクロイックミラー3Rにて図中−X方
向へ向けて反射され、B成分光はB光反射ダイクロイッ
クミラー3Bにて図中+X方向へ向けて反射される。そ
して、G成分光はR光反射ダイクロイックミラー3R及
びB光反射ダイクロイックミラー3Bを透過して図中−
Z方向へ進行する。
The light that has passed through the illumination relay optical systems 101 and 102 enters a cross dichroic mirror 3 in which an R light reflection dichroic mirror 3R and a B light reflection dichroic mirror 3B are combined in an X type. Here, the R component light is reflected by the R light reflection dichroic mirror 3R in the -X direction in the drawing, and the B component light is reflected by the B light reflection dichroic mirror 3B in the + X direction in the drawing. Then, the G component light passes through the R light reflection dichroic mirror 3R and the B light reflection dichroic mirror 3B, and in the figure-
Proceed in the Z direction.

【0016】クロスダイクロイックミラー3によって分
離されたR成分光、G成分光及びB成分光の光路におけ
る第2照明用レンズ102の後側焦点位置には、ロッド
インテグレータ2の射出面の像が、各色成分光ごとに形
成される。さて、各色成分光のうちG成分光の光路を示
す図2を参照して、G成分光について説明する。クロス
ダイクロイックミラー3を通過したG成分光は、第2照
明用レンズ102から光路長f2だけ離れた位置に、ロ
ッドインテグレータ2の射出面のG成分光による像を形
成する。この像からのG成分光は、折曲げミラー4Gに
て反射されて図中−Y方向に沿って進行する。その後、
G成分光は、レンズ103Gを通過した後に折曲げミラ
ー5Gにて反射されて、図中+Z方向に偏向されてレン
ズ104Gを通過する。ここで、レンズ103G及び1
04Gは、G光用リレー光学系を構成し、焦点距離f2
のレンズ103Gと焦点距離f1のレンズ104Gとが
間隔f1+f2となるように、すなわちレンズ103G
の後側焦点とレンズ104Gの前側焦点とが合致するよ
うに配置される。
At the rear focal position of the second illumination lens 102 in the optical paths of the R component light, the G component light and the B component light separated by the cross dichroic mirror 3, the image of the exit surface of the rod integrator 2 is shown in each color. It is formed for each component light. Now, the G component light will be described with reference to FIG. 2 showing the optical path of the G component light of each color component light. The G component light that has passed through the cross dichroic mirror 3 forms an image of the G component light on the exit surface of the rod integrator 2 at a position separated from the second illumination lens 102 by the optical path length f2. The G component light from this image is reflected by the bending mirror 4G and travels along the -Y direction in the figure. afterwards,
The G component light passes through the lens 103G, is then reflected by the bending mirror 5G, is deflected in the + Z direction in the drawing, and passes through the lens 104G. Here, the lenses 103G and 1
04G constitutes a relay optical system for G light and has a focal length f2.
Lens 103G and the lens 104G having the focal length f1 have a distance f1 + f2, that is, the lens 103G
The rear focal point and the front focal point of the lens 104G are arranged so as to coincide with each other.

【0017】このG光用リレー光学系からのG成分光
は、+Z方向に沿って進行し、色信号用ライトバルブと
してのG光用液晶ライトバルブ7Gに達する。このG光
用液晶ライトバルブ7Gは、G光用リレー光学系から間
隔f1だけ離れて配置されており、ここには、ロッドイ
ンテグレータ2の射出面のG成分光による像が形成され
る。
The G component light from the G light relay optical system travels along the + Z direction and reaches the G light liquid crystal light valve 7G as a color signal light valve. The G light liquid crystal light valve 7G is arranged at a distance f1 from the G light relay optical system, and an image formed by the G component light on the exit surface of the rod integrator 2 is formed here.

【0018】図1に戻って、クロスダイクロイックミラ
ー3によって−X方向へ向けて反射されたR成分光は、
G成分光と同様に、第2照明用レンズ102から光路長
f2だけ離れた位置に、ロッドインテグレータ2の射出
面のR成分光による像を形成する。この像からのR成分
光は、折曲げミラー4Rにて反射されて図中−Y方向に
沿って進行する。その後、R成分光は、レンズ103R
を通過した後に折曲げミラー5Rにて反射されて、図中
+Z方向に偏向されてレンズ104Rを通過する。ここ
で、レンズ103R及び104Rは、R光用リレー光学
系を構成し、焦点距離f2のレンズ103Rと焦点距離
f1のレンズ104Rとが間隔f1+f2となるよう
に、すなわちレンズ103Rの後側焦点とレンズ104
Rの前側焦点とが合致するように配置される。
Returning to FIG. 1, the R component light reflected in the -X direction by the cross dichroic mirror 3 is
Similar to the G component light, an image of the R component light on the exit surface of the rod integrator 2 is formed at a position away from the second illumination lens 102 by the optical path length f2. The R component light from this image is reflected by the bending mirror 4R and travels along the -Y direction in the figure. After that, the R component light is reflected by the lens 103R.
After passing through, the light is reflected by the bending mirror 5R, is deflected in the + Z direction in the drawing, and passes through the lens 104R. Here, the lenses 103R and 104R form a relay optical system for R light, and the lens 103R having the focal length f2 and the lens 104R having the focal length f1 have a distance f1 + f2, that is, the rear focus and the lens of the lens 103R. 104
It is arranged so that the front focus of R matches.

【0019】このR光用リレー光学系からのR成分光
は、+X方向に沿って進行し、色信号用ライトバルブと
してのR光用液晶ライトバルブ7Rに達する。このR光
用液晶ライトバルブ7Rは、R光用リレー光学系から間
隔f1だけ離れて配置されており、ここには、ロッドイ
ンテグレータ2の射出面のR光成分による像が形成され
る。
The R component light from the R light relay optical system travels along the + X direction and reaches the R light liquid crystal light valve 7R as a color signal light valve. The R light liquid crystal light valve 7R is arranged at a distance f1 from the R light relay optical system, and an image formed by the R light component on the exit surface of the rod integrator 2 is formed here.

【0020】また、クロスダイクロイックミラー3にて
反射されたB成分光は、G成分光と同様に、第2照明用
レンズ102から光路長f2だけ離れた位置に、ロッド
インテグレータ2の射出面のB成分光による像を形成す
る。この像からのB成分光は、折曲げミラー4Bにて反
射されて図中−Y方向に沿って進行する。その後、B成
分光は、レンズ103Bを通過した後に折曲げミラー5
Bにて反射されて、図中+Z方向に偏向されてレンズ1
04Bを通過する。ここで、レンズ103B及び104
Bは、B光用リレー光学系を構成し、焦点距離f2のレ
ンズ103Bと焦点距離f1のレンズ104Bとが間隔
f1+f2となるように、すなわちレンズ103Bの後
側焦点とレンズ104Bの前側焦点とが合致するように
配置される。
The B component light reflected by the cross dichroic mirror 3 is, like the G component light, located at a position separated from the second illumination lens 102 by an optical path length f2, and is on the exit surface B of the rod integrator 2. An image is formed by the component light. The B component light from this image is reflected by the bending mirror 4B and travels along the -Y direction in the figure. After that, the B component light passes through the lens 103B and then is bent by the folding mirror 5.
It is reflected by B and is deflected in the + Z direction in the figure, and the lens 1
Pass 04B. Here, the lenses 103B and 104
B constitutes a relay optical system for B light, and the lens 103B having the focal length f2 and the lens 104B having the focal length f1 have an interval f1 + f2, that is, the rear focus of the lens 103B and the front focus of the lens 104B. Arranged to match.

【0021】このB光用リレー光学系からのB成分光
は、+X方向に沿って進行し、色信号用ライトバルブと
してのB光用液晶ライトバルブ7Bに達する。このB光
用液晶ライトバルブ7Bは、B光用リレー光学系から間
隔f1だけ離れて配置されており、ここには、ロッドイ
ンテグレータ2の射出面のB光成分による像が形成され
る。
The B component light from the B light relay optical system travels along the + X direction and reaches the B light liquid crystal light valve 7B as a color signal light valve. The B-light liquid crystal light valve 7B is arranged at a distance f1 from the B-light relay optical system, and an image formed by the B-light component on the exit surface of the rod integrator 2 is formed here.

【0022】このように、各色用液晶ライトバルブ上に
は、均一な光強度分布を持つロッドインテグレータ2の
射出面の像が形成される。すなわち、各色用液晶ライト
バルブは、均一な面光源によってクリティカル照明され
る。このように、第1の実施の形態においては、ロッド
インテグレータ2の射出面と各色用液晶ライトバルブと
が共役な配置であるため、角柱形状のロッドインテグレ
ータ2の射出面を各液晶ライトバルブの画像表示面と相
似となるようにそのアスペクト比を定めている。
Thus, an image of the exit surface of the rod integrator 2 having a uniform light intensity distribution is formed on the liquid crystal light valve for each color. That is, the liquid crystal light valve for each color is critically illuminated by a uniform surface light source. As described above, in the first embodiment, since the exit surface of the rod integrator 2 and the liquid crystal light valve for each color are arranged in a conjugate state, the exit surface of the rod-shaped integrator 2 having a prismatic shape is imaged by each liquid crystal light valve. The aspect ratio is determined so as to be similar to the display surface.

【0023】なお、第1の実施の形態による投射装置に
おいて、R光用リレー光学系のレンズ103Rと、G光
用リレー光学系のレンズ103Gと、B光用リレー光学
系のレンズ103Bとは、焦点距離f2の同一なレンズ
であり、R光用リレー光学系のレンズ104Rと、G光
用リレー光学系のレンズ104Gと、B光用リレー光学
系のレンズ104Bとは、焦点距離f1の同一なレンズ
である。また、色分離光学系であるクロスダイクロイッ
クミラー3から各色用液晶ライトバルブ7R,7B,7
Gまでの光路長はそれぞれ実質的に同一である。
In the projection apparatus according to the first embodiment, the R-light relay optical system lens 103R, the G-light relay optical system lens 103G, and the B-light relay optical system lens 103B are The lenses 104R of the relay optical system for R light, the lens 104G of the relay optical system for G light, and the lens 104B of the relay optical system for B light are the same lens of focal length f1. It is a lens. In addition, the liquid crystal light valves 7R, 7B, 7 for each color are transmitted from the cross dichroic mirror 3 which is a color separation optical system.
The optical path lengths up to G are substantially the same.

【0024】ここで、これらの各色用液晶ライトバルブ
7R,7B,7Gについて説明する。各液晶ライトバル
ブは、液晶パネルをクロスニコルを構成する2枚の偏光
板にて挟み込んだ構造をなしており、この液晶パネル
は、光の入射側から順に、透明ガラス基板、該ガラス基
板上に形成された格子状の画素を選択スイッチングする
アクティブ非線形素子(例えばTFT)及びこれと結合
された画素を構成する電極、液晶層、対向電極及び透明
ガラス基板から構成されている。上記アクティブ素子が
各色ごとの色信号によって電極をスイッチングすると、
この電極と対向する対向電極間に電圧が印加され、この
電界によって液晶の分子が互いに平行かつ基板に対して
垂直に配列される。そのため入射側の偏光板からの偏光
はそのまま液晶パネルを通過し、クロスニコルを構成す
る射出側の偏光板に吸収される。ここで、アクティブ素
子によって選択されない箇所はねじれ構造を維持するこ
ととなり、この場合には、入射側の偏光板からの偏光
は、液晶のねじれに倣って偏光方向が90度変換されて
パネルから射出され、射出側の偏光板を通過する。この
ように、各液晶ライトバルブは、各色信号によりスイッ
チングされることにより、その上に各色信号に応じた画
像を形成する、すなわち各液晶ライトバルブを通過する
光に対して変調をかける。
The liquid crystal light valves 7R, 7B and 7G for each color will be described. Each liquid crystal light valve has a structure in which a liquid crystal panel is sandwiched between two polarizing plates that form a crossed Nicols. The liquid crystal panel includes a transparent glass substrate, and a transparent glass substrate and a glass plate on the glass substrate in order from the light incident side. It is composed of an active non-linear element (for example, a TFT) that selectively switches the formed grid-like pixel, an electrode that is combined with the active non-linear element, a liquid crystal layer, a counter electrode, and a transparent glass substrate. When the active element switches the electrode by the color signal for each color,
A voltage is applied between the counter electrodes facing this electrode, and the electric field causes the molecules of the liquid crystal to be aligned parallel to each other and perpendicular to the substrate. Therefore, the polarized light from the incident side polarizing plate passes through the liquid crystal panel as it is, and is absorbed by the emitting side polarizing plate forming the crossed Nicols. Here, a twisted structure is maintained in a portion that is not selected by the active element, and in this case, the polarization direction of the polarized light from the incident side polarization plate is changed by 90 degrees in accordance with the twist of the liquid crystal and is emitted from the panel. And passes through the exit side polarizing plate. As described above, each liquid crystal light valve is switched by each color signal to form an image corresponding to each color signal thereon, that is, the light passing through each liquid crystal light valve is modulated.

【0025】さて、図1に示す通り、各色用液晶ライト
バルブ7R,7B,7Gの射出側には、R光反射ダイク
ロイック膜6RとB光反射ダイクロイック膜6BとがX
型になるように設けられたクロスダイクロイックプリズ
ム6が設けられている。G光用液晶ライトバルブ7Gに
より変調されたG成分光は、図中+Z方向へ向けて進行
し、R光反射ダイクロイック膜6RとB光反射ダイクロ
イック膜6Bとを透過する。また、R光用液晶ライトバ
ルブ7Rにより変調されたR成分光は、図中+X方向へ
向けて進行し、R光反射ダイクロイック膜6Rにて+Z
方向へ向けて反射され、B光用液晶ライトバルブ7Bに
より変調されたB成分光は、図中−X方向へ向けて進行
し、B光反射ダイクロイック膜6Bにて+Z方向へ向け
て反射される。すなわち、クロスダイクロイックミラー
3によって、3方向(R成分光は+X方向、G成分光は
−Z方向、B成分光は−X方向)に分離された各色成分
光は、各液晶ライトバルブを通過した後、上記3方向と
は逆向き(R成分光は−X方向、G成分光は+Z方向、
B成分光は+X方向)にクロスダイクロイックプリズム
6に入射して、クロスダイクロイックミラー3への入射
方向(−Z方向)とは逆向き(+Z方向)でクロスダイ
クロイックプリズム6から各色成分光が合成されて射出
される。
Now, as shown in FIG. 1, the R light reflection dichroic film 6R and the B light reflection dichroic film 6B are provided on the exit side of the liquid crystal light valves 7R, 7B, 7G for each color.
A cross dichroic prism 6 is provided so as to form a mold. The G component light modulated by the G light liquid crystal light valve 7G travels in the + Z direction in the drawing and passes through the R light reflection dichroic film 6R and the B light reflection dichroic film 6B. Further, the R component light modulated by the R light liquid crystal light valve 7R travels in the + X direction in the figure, and is + Z at the R light reflection dichroic film 6R.
The B component light that is reflected toward the direction and modulated by the B light liquid crystal light valve 7B proceeds toward the -X direction in the drawing and is reflected toward the + Z direction by the B light reflection dichroic film 6B. . That is, each color component light separated by the cross dichroic mirror 3 into three directions (R component light is + X direction, G component light is -Z direction, B component light is -X direction) passes through each liquid crystal light valve. After that, the direction opposite to the above three directions (R component light is −X direction, G component light is + Z direction,
The B component light is incident on the cross dichroic prism 6 in the + X direction, and each color component light is combined from the cross dichroic prism 6 in the opposite direction (+ Z direction) to the incident direction (-Z direction) to the cross dichroic mirror 3. Is ejected.

【0026】このクロスダイクロイックプリズム6の射
出側(+Z方向側)には、投射レンズ系105が配置さ
れている。ここで、この投射レンズは、図示なき開口絞
りを有し、この開口絞りよりもクロスダイクロイックプ
リズム6側に位置するレンズ群の後側焦点(開口絞り側
を後側とする)位置に開口絞りを配置する構成である。
この開口絞りによって投射装置の光学系の主光線が定ま
り、クロスダイクロイックプリズム6と投射レンズ系1
05との間において主光線が光軸と平行になる。すなわ
ち、この投射レンズ系105は、クロスダイクロイック
プリズム6側にテレセントリックな光学系である。
A projection lens system 105 is arranged on the exit side (+ Z direction side) of the cross dichroic prism 6. Here, this projection lens has an aperture stop (not shown), and the aperture stop is located at the rear focus (aperture stop side is the rear side) position of the lens group located closer to the cross dichroic prism 6 than the aperture stop. It is a configuration to be arranged.
The chief ray of the optical system of the projection device is determined by this aperture stop, and the cross dichroic prism 6 and the projection lens system 1 are set.
Between 05 and 05, the chief ray becomes parallel to the optical axis. That is, the projection lens system 105 is an optical system that is telecentric on the cross dichroic prism 6 side.

【0027】図2に示すように、第1の実施の形態に係
る投射装置では、ロッドインテグレータ2の射出面と照
明用レンズ101との間の光路、照明用レンズ102と
G光用リレーレンズのレンズ103Gとの間の光路及び
G光用リレーレンズのレンズ104Gと投射レンズ系1
05との間の光路において、投射レンズ系105の開口
絞りによって決定される主光線が光軸と平行になる。ま
た、図2では図示していないが、照明用レンズ102と
R光用リレーレンズのレンズ103Rとの間の光路、R
光用リレーレンズのレンズ104Rと投射レンズ系10
5との間の光路、照明用レンズ102とB光用リレーレ
ンズのレンズ103Bとの間の光路及びB光用リレーレ
ンズのレンズ104Bと投射レンズ系105との間の光
路においても、投射レンズ系105の開口絞りによって
決定される主光線が光軸と平行になる。言い換えると、
照明用リレー光学系、R光用リレー光学系、B光用リレ
ー光学系及びG光用リレー光学系が両側テレセントリッ
ク光学系である。
As shown in FIG. 2, in the projection apparatus according to the first embodiment, the optical path between the exit surface of the rod integrator 2 and the illuminating lens 101, the illuminating lens 102 and the G light relay lens are provided. Optical path between lens 103G and lens 104G of G light relay lens and projection lens system 1
In the optical path between the optical path and the optical path 05, the chief ray determined by the aperture stop of the projection lens system 105 becomes parallel to the optical axis. Further, although not shown in FIG. 2, an optical path between the illumination lens 102 and the lens 103R of the R light relay lens, R,
Lens 104R of optical relay lens and projection lens system 10
5, an optical path between the illumination lens 102 and the B-light relay lens 103B, and an optical path between the B-light relay lens 104B and the projection lens system 105. The chief ray determined by the aperture stop 105 is parallel to the optical axis. In other words,
The illumination relay optical system, the R light relay optical system, the B light relay optical system, and the G light relay optical system are both-side telecentric optical systems.

【0028】このように、第1の実施の形態に係る投射
装置では、色分解光学系としてのクロスダイクロイック
ミラー3と、色合成光学系としてのクロスダイクロイッ
クプリズム6とが共に、主光線が光軸と平行な位置、す
なわち主光線がテレセントリック性を維持している位置
に設けられているため、色分解及び色合成光学系の角度
特性によるシェーディングが発生しない利点がある。さ
らに、第1の実施の形態に係る投射装置においては、R
光、B光及びG光用液晶ライトバルブが、色分解及び色
合成光学系と同様に、主光線がテレセントリック性を維
持している位置に設けられているため、液晶ライトバル
ブの角度特性による投射像のコントラストのムラが発生
しない利点もあり、結果として、優れた画質のフルカラ
ー像を投射できる効果を奏する。
As described above, in the projection apparatus according to the first embodiment, the cross dichroic mirror 3 as the color separation optical system and the cross dichroic prism 6 as the color combining optical system both have the principal ray as the optical axis. Since it is provided in a position parallel to, that is, in a position where the principal ray maintains the telecentricity, there is an advantage that shading due to the angular characteristics of the color separation and color combining optical system does not occur. Furthermore, in the projection device according to the first embodiment, R
Since the liquid crystal light valves for light, B light, and G light are provided at positions where the chief rays maintain telecentricity, as in the color separation and color combining optical system, projection is performed according to the angle characteristics of the liquid crystal light valve. There is also an advantage that unevenness in image contrast does not occur, and as a result, an effect of being able to project a full-color image with excellent image quality is exhibited.

【0029】なお、第1の実施の形態において、図示な
きスクリーン上で各色用液晶ライトバルブの像が合成さ
れた状態で形成されるが、スクリーン上での像の方向が
各色成分光ごとにそろうように各色用液晶ライトバルブ
をドライブすることは言うまでもない。 [第2の実施の形態]次に、図3及び図4を参照して、
本発明による第2の実施の形態を説明する。図3は、第
2の実施の形態に係る投射装置の全体構成を説明するた
めの斜視図であり、説明を簡単にするためにXYZ座標
系を採用している。図4は、図3に示す投射装置のYZ
平面図における光路図であり、図中実線は軸外光束の最
周縁光線を示し、破線はこの軸外光束の主光線を示す。
なお、図4における座標系は図3のものと対応してい
る。
In the first embodiment, the image of the liquid crystal light valves for each color is formed on the screen (not shown) in a combined state, but the direction of the image on the screen is the same for each color component light. It goes without saying that the liquid crystal light valves for each color are driven as described above. [Second Embodiment] Next, referring to FIG. 3 and FIG.
A second embodiment according to the present invention will be described. FIG. 3 is a perspective view for explaining the overall configuration of the projection apparatus according to the second embodiment, and adopts an XYZ coordinate system for simplicity of description. FIG. 4 shows the YZ of the projection device shown in FIG.
FIG. 6 is an optical path diagram in a plan view, in which solid lines indicate the outermost marginal rays of the off-axis light flux, and broken lines indicate the principal rays of the off-axis light flux.
The coordinate system in FIG. 4 corresponds to that in FIG.

【0030】図3において、図示なきランプと該ランプ
が第1焦点になるように設けられた楕円鏡とからなる光
源11からの光は、図示なき赤外吸収フィルター及び紫
外吸収フィルターを通過した後、角柱形状の透明光学部
材からなるロッドインテグレータ12の入射面に集光さ
れる。ロッドインテグレータ12に入射した光は、その
内面にて反射を繰り返して入射面と対向する射出面から
射出される。ここで、射出面には均一の光強度分布を持
つ面光源が形成される。言い換えると、この射出面は、
ロッドインテグレータ2の内面反射によってその入射面
の位置に形成される複数の光源の虚像からの光で重畳的
に照明されている。
In FIG. 3, light from a light source 11 including a lamp (not shown) and an elliptic mirror provided so that the lamp has a first focus passes through an infrared absorption filter (not shown) and an ultraviolet absorption filter (not shown). , And is focused on the incident surface of the rod integrator 12 made of a prism-shaped transparent optical member. The light that has entered the rod integrator 12 is repeatedly reflected by the inner surface of the rod integrator 12 and exits from the exit surface that faces the entrance surface. Here, a surface light source having a uniform light intensity distribution is formed on the exit surface. In other words, this exit surface is
The rod integrator 2 is internally illuminated by the light reflected from the virtual images of the plurality of light sources formed at the position of the incident surface by the internal reflection.

【0031】次に、ロッドインテグレータ12の射出面
からの光は、図中−Z方向に沿って進行し、第1及び第
2照明レンズ201,202からなる照明用リレー光学
系に入射する。この照明用リレー光学系は、前群として
の焦点距離f1の第1照明レンズ201と後群としての
焦点距離f2の第2照明レンズ202とが間隔f1+f
2となるように、すなわち第1照明レンズ201の後側
焦点位置と第2照明レンズ202の前側焦点位置とが合
致するように構成されている。
Next, the light from the exit surface of the rod integrator 12 travels along the -Z direction in the figure and enters the illumination relay optical system including the first and second illumination lenses 201 and 202. In this illumination relay optical system, a first illumination lens 201 having a focal length f1 as a front group and a second illumination lens 202 having a focal length f2 as a rear group have an interval f1 + f.
2, that is, the rear focal position of the first illuminating lens 201 and the front focal position of the second illuminating lens 202 coincide with each other.

【0032】この照明用リレー光学系の瞳空間、すなわ
ち第1照明レンズ201と第2照明レンズ202との間
の光路中には、第1偏光ビームスプリッタ13が設けら
れている。第1偏光ビームスプリッタ13に入射する第
1照明レンズ201からの光のうち、偏光ビームスプリ
ッタ13に対してP偏光成分(振動方向が図中±Y方向
の直線偏光)となる第1偏光成分は、この偏光ビームス
プリッタ13を通過した後、その射出側に配置された1
/2波長板14を通過して偏光方向が90度回転した状
態の偏光成分(振動方向が図中±X方向の直線偏光)で
第2照明レンズに入射する。
A first polarization beam splitter 13 is provided in the pupil space of this illumination relay optical system, that is, in the optical path between the first illumination lens 201 and the second illumination lens 202. Of the light from the first illumination lens 201 that enters the first polarization beam splitter 13, the first polarization component that is a P polarization component (linear polarization whose vibration direction is ± Y direction in the drawing) with respect to the polarization beam splitter 13 is , Which was placed on the exit side after passing through this polarization beam splitter 13.
The polarized light component (linearly polarized light whose vibration direction is ± X direction in the figure) in a state where the polarization direction is rotated by 90 degrees after passing through the / 2 wavelength plate 14 is incident on the second illumination lens.

【0033】照明用レンズ202を通過した直線偏光光
は、R光反射ダイクロイックミラー15RとB光反射ダ
イクロイックミラー15BをX型に組み合わせたクロス
ダイクロイックミラー15に入射する。ここで、R成分
光はR光反射ダイクロイックミラー15Rにて図中−X
方向へ向けて反射され、B成分光はB光反射ダイクロイ
ックミラー15Bにて図中+X方向へ向けて反射され
る。そして、G成分光はR光反射ダイクロイックミラー
15R及びB光反射ダイクロイックミラー15Bを透過
して図中−Z方向へ進行する。
The linearly polarized light that has passed through the illumination lens 202 is incident on a cross dichroic mirror 15 in which an R light reflection dichroic mirror 15R and a B light reflection dichroic mirror 15B are combined in an X type. Here, the R component light is reflected by the R light reflection dichroic mirror 15R in the figure -X.
The B component light is reflected in the + direction in the figure by the B light reflection dichroic mirror 15B. Then, the G component light passes through the R light reflection dichroic mirror 15R and the B light reflection dichroic mirror 15B and travels in the -Z direction in the figure.

【0034】クロスダイクロイックミラー15によって
分離されたR成分光、G成分光及びB成分光の光路にお
ける第2照明用レンズ202の後側焦点位置には、ロッ
ドインテグレータ12の射出面の像が、各色成分光ごと
に形成される。さて、各色成分光のうちG成分光の光路
を示す図4を参照して、G成分光について説明する。ク
ロスダイクロイックミラー15を通過したG成分光は、
第2照明用レンズ202から光路長f2だけ離れた位置
に、ロッドインテグレータ12の射出面のG成分光によ
る像を形成する。この像からのG成分光は、折曲げミラ
ー16Gにて反射されて図中−Y方向に沿って進行す
る。その後、G成分光は、レンズ203Gを通過した後
に折曲げミラー17Gにて反射されて、図中+Z方向に
偏向されてレンズ204Gを通過する。ここで、レンズ
203G及び204Gは、G光用リレー光学系を構成
し、焦点距離f2のレンズ203Gと焦点距離f1のレ
ンズ204Gとが間隔f1+f2となるように、すなわ
ちレンズ203Gの後側焦点とレンズ204Gの前側焦
点とが合致するように配置される。
At the rear focal position of the second illumination lens 202 in the optical paths of the R component light, the G component light and the B component light separated by the cross dichroic mirror 15, the image of the exit surface of the rod integrator 12 is colored. It is formed for each component light. Now, the G component light will be described with reference to FIG. 4 showing the optical path of the G component light of each color component light. The G component light that has passed through the cross dichroic mirror 15 is
An image of the G component light on the exit surface of the rod integrator 12 is formed at a position away from the second illumination lens 202 by the optical path length f2. The G component light from this image is reflected by the bending mirror 16G and travels along the -Y direction in the figure. After that, the G component light passes through the lens 203G, is then reflected by the bending mirror 17G, is deflected in the + Z direction in the drawing, and passes through the lens 204G. Here, the lenses 203G and 204G form a relay optical system for G light, and the lens 203G having the focal length f2 and the lens 204G having the focal length f1 are spaced by a distance f1 + f2, that is, the rear focal point of the lens 203G and the lens. It is arranged so that the front focal point of 204G is matched.

【0035】このG光用リレー光学系からのG成分光
は、+Z方向に沿って進行し、色信号用ライトバルブと
してのG光用液晶ライトバルブ18Gに達する。このG
光用ライトバルブ18Gは、G光用液晶リレー光学系か
ら間隔f1だけ離れて配置されており、ここには、ロッ
ドインテグレータ12の射出面のG成分光による像が形
成される。
The G component light from the G light relay optical system travels along the + Z direction and reaches the G light liquid crystal light valve 18G as a color signal light valve. This G
The light valve 18G for light is arranged at a distance f1 from the liquid crystal relay optical system for G light, and an image formed by the G component light on the exit surface of the rod integrator 12 is formed here.

【0036】図3に戻って、クロスダイクロイックミラ
ー15によって−X方向へ向けて反射されたR成分光
は、G成分光と同様に、第2照明用レンズ202から光
路長f2だけ離れた位置に、ロッドインテグレータ12
の射出面のR成分光による像を形成する。この像からの
R成分光は、折曲げミラー16Rにて反射されて図中−
Y方向に沿って進行する。その後、R成分光は、レンズ
203Rを通過した後に折曲げミラー17Rにて反射さ
れて、図中+Z方向に偏向されてレンズ204Rを通過
する。ここで、レンズ203R及び204Rは、R光用
リレー光学系を構成し、焦点距離f2のレンズ203R
と焦点距離f1のレンズ204Rとが間隔f1+f2と
なるように、すなわちレンズ203Rの後側焦点とレン
ズ204Rの前側焦点とが合致するように配置される。
Returning to FIG. 3, the R component light reflected in the −X direction by the cross dichroic mirror 15 is located at a position separated from the second illumination lens 202 by the optical path length f2, like the G component light. , Rod integrator 12
An image is formed by the R component light on the exit surface of. The R component light from this image is reflected by the folding mirror 16R, and in the figure-
Proceed along the Y direction. After that, the R component light passes through the lens 203R, is then reflected by the folding mirror 17R, is deflected in the + Z direction in the drawing, and passes through the lens 204R. Here, the lenses 203R and 204R form a relay optical system for R light, and have a focal length f2.
And the lens 204R having the focal length f1 are arranged so as to have a distance f1 + f2, that is, the rear focus of the lens 203R and the front focus of the lens 204R are aligned.

【0037】このR光用リレー光学系からのR成分光
は、+X方向に沿って進行し、色信号用ライトバルブと
してのR光用液晶ライトバルブ18Rに達する。このR
光用液晶ライトバルブ18Rは、R光用リレー光学系か
ら間隔f1だけ離れて配置されており、ここには、ロッ
ドインテグレータ12の射出面のR光成分による像が形
成される。
The R component light from the R light relay optical system travels along the + X direction and reaches the R light liquid crystal light valve 18R as the color signal light valve. This R
The liquid crystal light valve 18R for light is arranged at a distance f1 from the relay optical system for R light, and an image by the R light component of the exit surface of the rod integrator 12 is formed here.

【0038】また、クロスダイクロイックミラー15に
て反射されたB成分光は、G成分光と同様に、第2照明
用レンズ202から光路長f2だけ離れた位置に、ロッ
ドインテグレータ12の射出面のB成分光による像を形
成する。この像からのB成分光は、折曲げミラー16B
にて反射されて図中−Y方向に沿って進行する。その
後、B成分光は、レンズ203Bを通過した後に折曲げ
ミラー17Bにて反射されて、図中+Z方向に偏向され
てレンズ204Bを通過する。ここで、レンズ203B
及び204Bは、B光用リレー光学系を構成し、焦点距
離f2のレンズ203Bと焦点距離f1のレンズ204
Bとが間隔f1+f2となるように、すなわちレンズ2
03Bの後側焦点とレンズ204Bの前側焦点とが合致
するように配置される。
Further, the B component light reflected by the cross dichroic mirror 15 is, similarly to the G component light, at the position B away from the second illumination lens 202 by the optical path length f2, which is the B surface of the exit surface of the rod integrator 12. An image is formed by the component light. The B component light from this image is bent by the bending mirror 16B.
It is reflected by and travels along the -Y direction in the figure. After that, the B component light passes through the lens 203B, is then reflected by the folding mirror 17B, is deflected in the + Z direction in the drawing, and passes through the lens 204B. Here, the lens 203B
And 204B form a relay optical system for B light, and include a lens 203B having a focal length f2 and a lens 204 having a focal length f1.
B and the distance f1 + f2, that is, the lens 2
The rear focal point of 03B and the front focal point of the lens 204B are arranged so as to coincide with each other.

【0039】このB光用リレー光学系からのB成分光
は、+X方向に沿って進行し、色信号用ライトバルブと
してのB光用液晶ライトバルブ18Bに達する。このB
光用液晶ライトバルブ18Bは、B光用リレー光学系か
ら間隔f1だけ離れて配置されており、ここには、ロッ
ドインテグレータ12の射出面のB光成分による像が形
成される。
The B component light from the B light relay optical system travels along the + X direction and reaches the B light liquid crystal light valve 18B as a color signal light valve. This B
The liquid crystal light valve 18B for light is arranged at a distance f1 from the relay optical system for B light, and an image by the B light component of the exit surface of the rod integrator 12 is formed here.

【0040】このように、各色用液晶ライトバルブ上に
は、均一な光強度分布を持つロッドインテグレータ12
の射出面の像が形成される。すなわち、各色用液晶ライ
トバルブは、均一な面光源によってクリティカル照明さ
れる。また、第2の実施の形態においては、照明用リレ
ー光学系201,202はロッドインテグレータ12の
射出面の像をf2/f1倍で形成し、各色用リレー光学
系は、この像をf1/f2倍で各液晶ライトバルブ上に
再結像する。すなわち、各液晶ライトバルブ上には、ロ
ッドインテグレータ12の射出面の等倍像を形成する。
このように、第2の実施の形態においては、ロッドイン
テグレータ12の射出面と各色用液晶ライトバルブとが
共役な配置であり、その倍率関係も等倍であるため、角
柱形状のロッドインテグレータ12の射出面を各液晶ラ
イトバルブの画像表示面と同一サイズ・同一形状となる
ようにその縦横サイズを定めている。
As described above, the rod integrator 12 having a uniform light intensity distribution is provided on the liquid crystal light valve for each color.
An image of the exit surface of is formed. That is, the liquid crystal light valve for each color is critically illuminated by a uniform surface light source. Further, in the second embodiment, the illumination relay optical systems 201 and 202 form an image of the exit surface of the rod integrator 12 at f2 / f1 times, and each color relay optical system forms this image at f1 / f2. Re-image on each liquid crystal light valve at double. That is, an equal-magnification image of the exit surface of the rod integrator 12 is formed on each liquid crystal light valve.
As described above, in the second embodiment, the exit surface of the rod integrator 12 and the liquid crystal light valve for each color are in a conjugate arrangement, and the magnification relationship is the same. The vertical and horizontal sizes are determined so that the exit surface has the same size and shape as the image display surface of each liquid crystal light valve.

【0041】なお、第2の実施の形態による投射装置に
おいて、R光用リレー光学系のレンズ203Rと、G光
用リレー光学系のレンズ203Gと、B光用リレー光学
系のレンズ203Bとは、焦点距離f2の同一なレンズ
であり、R光用リレー光学系のレンズ204Rと、G光
用リレー光学系のレンズ204Gと、B光用リレー光学
系のレンズ204Bとは、焦点距離f1の同一なレンズ
である。また、色分離光学系であるクロスダイクロイッ
クミラー15から各色用液晶ライトバルブ18R,18
B,18Gまでの光路長はそれぞれ実質的に同一であ
る。
In the projection apparatus according to the second embodiment, the R-light relay optical system lens 203R, the G-light relay optical system lens 203G, and the B-light relay optical system lens 203B are The lenses have the same focal length f2, and the lens 204R for the R light relay optical system, the lens 204G for the G light relay optical system, and the lens 204B for the B light relay optical system have the same focal length f1. It is a lens. In addition, liquid crystal light valves 18R and 18R for respective colors are output from the cross dichroic mirror 15 which is a color separation optical system.
The optical path lengths up to B and 18G are substantially the same.

【0042】ここで、これらの各色用液晶ライトバルブ
18R,18B,18Gは、各色信号によりスイッチン
グされることにより、その上に各色信号に応じた画像を
形成する、すなわち各色用液晶ライトバルブを通過する
光に対して変調をかけるものであって、それぞれ第1の
実施の形態における各色用液晶ライトバルブ7R,7
B,7Gと同様の機能を有するので、ここでは説明を省
略する。
The liquid crystal light valves for each color 18R, 18B, 18G are switched by each color signal to form an image corresponding to each color signal, that is, pass through each color liquid crystal light valve. Which modulates the light to be emitted, and the liquid crystal light valves 7R and 7R for the respective colors in the first embodiment.
Since it has the same function as B and 7G, the description thereof is omitted here.

【0043】さて、各色用液晶ライトバルブ18R,1
8B,18Gの射出側には、R光反射ダイクロイック膜
19RとB光反射ダイクロイック膜19BとがX型にな
るように4つの直角プリズムを組み合わせたクロスダイ
クロイックプリズム19が設けられている。G光用液晶
ライトバルブ18Gにより変調されたG成分光は、図中
+Z方向へ向けて進行し、R光反射ダイクロイック膜1
9RとB光反射ダイクロイック膜19Bとを透過する。
また、R光用液晶ライトバルブ18Rにより変調された
R成分光は、図中+X方向へ向けて進行し、R光反射ダ
イクロイック膜19Rにて+Z方向へ向けて反射され、
B光用液晶ライトバルブ18Bにより変調されたB成分
光は、図中−X方向へ向けて進行し、B光反射ダイクロ
イック膜6Bにて+Z方向へ向けて反射される。すなわ
ち、クロスダイクロイックミラー15によって、3方向
(R成分光は+X方向、G成分光は−Z方向、B成分光
は−X方向)に分離された各色成分光は、各液晶ライト
バルブを通過した後、上記3方向とは逆向き(R成分光
は−X方向、G成分光は+Z方向、B成分光は+X方
向)にクロスダイクロイックプリズム19に入射して、
クロスダイクロイックミラー15への入射方向(−Z方
向)とは逆向き(+Z方向)でクロスダイクロイックプ
リズム19から各色成分光が合成されて射出される。こ
のとき、R光用液晶ライトバルブ18RからのR成分光
は±Y方向に振動する直線偏光光であり、B光用液晶ラ
イトバルブ18BからのB成分光は±Y方向に振動する
直線偏光光であり、G光用液晶ライトバルブ18Gから
のG成分光は±Y方向に振動する直線偏光光である。こ
のように、第2の実施の形態では、偏光ビームスプリッ
タ13とクロスダイクロイックミラー15との間に1/
2波長板14を設けているため、各色液晶ライトバルブ
からの直線偏光光をクロスダイクロイックプリズム19
の各ダイクロイック膜19R,19Bに対してS偏光と
することができ、各ダイクロイック膜19R,19Bの
分光特性を良好にすることができる。
Now, the liquid crystal light valves for each color 18R, 1
On the exit sides of 8B and 18G, a cross dichroic prism 19 in which four right-angle prisms are combined is provided so that the R light reflection dichroic film 19R and the B light reflection dichroic film 19B are X-shaped. The G component light modulated by the G light liquid crystal light valve 18G travels in the + Z direction in the figure, and the R light reflection dichroic film 1 is formed.
9R and B light reflecting dichroic film 19B are transmitted.
The R component light modulated by the R light liquid crystal light valve 18R travels in the + X direction in the figure and is reflected by the R light reflection dichroic film 19R in the + Z direction.
The B component light modulated by the B light liquid crystal light valve 18B travels in the -X direction in the drawing and is reflected by the B light reflection dichroic film 6B in the + Z direction. That is, each color component light separated by the cross dichroic mirror 15 into three directions (R component light is + X direction, G component light is -Z direction, B component light is -X direction) passes through each liquid crystal light valve. After that, the light enters the cross dichroic prism 19 in the opposite direction to the above three directions (R component light is −X direction, G component light is + Z direction, and B component light is + X direction).
The respective color component lights are combined and emitted from the cross dichroic prism 19 in the opposite direction (+ Z direction) to the incident direction (−Z direction) to the cross dichroic mirror 15. At this time, the R component light from the R light liquid crystal light valve 18R is linearly polarized light vibrating in the ± Y directions, and the B component light from the B light liquid crystal light valve 18B is linearly polarized light vibrating in the ± Y directions. The G component light from the G light liquid crystal light valve 18G is linearly polarized light that vibrates in the ± Y directions. As described above, in the second embodiment, 1 / is provided between the polarization beam splitter 13 and the cross dichroic mirror 15.
Since the two-wave plate 14 is provided, the linearly polarized light from each color liquid crystal light valve is used to cross the dichroic prism 19
The dichroic films 19R and 19B can be S-polarized, and the spectral characteristics of the dichroic films 19R and 19B can be improved.

【0044】このクロスダイクロイックプリズム19の
射出側(+Z方向側)には、合成光用リレー光学系20
5が設けられており、この合成用リレー光学系205を
通過した光は、+Z方向に沿って進行し、折曲げミラー
20にて偏向されて+Y方向へ向けて進行し、各色用液
晶ライトバルブ18R,18B,18Gの像を同じ位置
に形成する、すなわち合成用リレー光学系によって、各
色用液晶ライトバルブ18R,18B,18Gの合成像
Iが形成される。この合成用リレー光学系205は、例
えば図4に示すように、焦点距離f3のレンズ205
‘と焦点距離f4のレンズ205“とを間隔f3+f4
で配置したものを用いることができる。
On the exit side (the + Z direction side) of this cross dichroic prism 19, a combined light relay optical system 20 is provided.
5, the light passing through the combining relay optical system 205 travels in the + Z direction, is deflected by the bending mirror 20 and travels in the + Y direction, and is a liquid crystal light valve for each color. Images of 18R, 18B, and 18G are formed at the same position, that is, a combined relay optical system forms a combined image I of the liquid crystal light valves 18R, 18B, and 18G for each color. The combining relay optical system 205 includes a lens 205 having a focal length f3 as shown in FIG.
And a lens 205 “having a focal length f4” is separated by a distance f3 + f4
It is possible to use those arranged in.

【0045】さて、偏光ビームスプリッタ13にて反射
された第2偏光成分(振動方向が図中±X方向の直線偏
光)は、図中−Y方向に沿って進行し、焦点距離f2の
第3照明用レンズ206を通過した後、折曲げミラー2
2にて図中+Z方向へ向けて反射される。ここで、第3
照明用レンズ206は、第1照明用レンズ201との光
路長がf1+f2となるように、すなわち第1照明用レ
ンズ201の後側焦点位置と第3照明用レンズ206の
前側焦点位置とが合致するように配置されている。そし
て、第3照明用レンズ206の後側焦点位置には、輝度
信号用ライトバルブ23が配置されている。
Now, the second polarized component reflected by the polarization beam splitter 13 (linearly polarized light whose vibration direction is ± X direction in the drawing) travels along the -Y direction in the drawing and has the third focal length f2. After passing through the illumination lens 206, the folding mirror 2
At 2, the light is reflected in the + Z direction in the figure. Here, the third
The illumination lens 206 has an optical path length of f1 + f2 with the first illumination lens 201, that is, the rear focus position of the first illumination lens 201 and the front focus position of the third illumination lens 206 match. Are arranged as follows. The light valve 23 for brightness signal is arranged at the rear focal position of the third illumination lens 206.

【0046】ここで、輝度信号用ライトバルブ23にロ
ッドインテグレータ12の像を形成する輝度信号用リレ
ー光学系は、前群としての照明用リレー光学系の第1照
明レンズ201と、後群としての輝度信号用リレー光学
系の第3照明レンズ206とから構成されており、照明
用リレー光学系と輝度信号用リレー光学系とで第1照明
レンズ201を共用している。ここで、第2の実施の形
態に係る投射装置では、照明用リレー光学系の第2照明
レンズ202と輝度信号用リレー光学系の第3照明レン
ズ206とは、同一なレンズを用いている。
Here, the luminance signal relay optical system for forming the image of the rod integrator 12 on the luminance signal light valve 23 is the first illumination lens 201 of the illumination relay optical system as the front group and the rear group as the rear group. It is composed of the third illumination lens 206 of the luminance signal relay optical system, and the first illumination lens 201 is shared by the illumination relay optical system and the luminance signal relay optical system. Here, in the projection device according to the second embodiment, the second illumination lens 202 of the illumination relay optical system and the third illumination lens 206 of the luminance signal relay optical system use the same lens.

【0047】この輝度信号用ライトバルブ23は、構造
的には上述の色信号用ライトバルブ18R,18B,1
8Gと同様であるが、その大きさが色信号用ライトバル
ブ18R,18B,18Gよりも大きく、かつ画素の数
も多くなるように構成されている。上記のリレー光学系
201,206によって、輝度信号用ライトバルブ23
上には、ロッドインテグレータ12の射出面の拡大像が
形成される。このとき、輝度信号用ライトバルブ23上
の拡大像の倍率は、f2/f1倍で与えられる。従っ
て、第1乃至第3照明用レンズの焦点距離並びに各色用
リレー光学系のレンズの焦点距離f1,f2は、輝度信
号用ライトバルブ23と各色用液晶ライトバルブ18
R,18B,19Gとの大きさの比によって定めれば良
い。
The brightness signal light valve 23 is structurally the color signal light valve 18R, 18B, 1 described above.
It is similar to 8G, but is larger in size than the color signal light valves 18R, 18B, and 18G and has a larger number of pixels. The relay optical system 201, 206 allows the brightness signal light valve 23
An enlarged image of the exit surface of the rod integrator 12 is formed on the top. At this time, the magnification of the magnified image on the brightness signal light valve 23 is given by f2 / f1. Therefore, the focal lengths of the first to third illumination lenses and the focal lengths f1 and f2 of the lenses of the relay optical system for each color are the light valve 23 for the brightness signal and the liquid crystal light valve 18 for each color.
It may be determined by the ratio of the sizes of R, 18B and 19G.

【0048】輝度信号用ライトバルブ23の射出側(+
Z方向側)には、合成光学系としての偏光ビームスプリ
ッタ24が配置されている。輝度信号用ライトバルブ2
3から射出される光は、図中±Y方向の振動方向を持つ
直線偏光光であり、偏光ビームスプリッタ23に対して
P偏光であるため、この光は偏光ビームスプリッタ23
を透過して、その射出側に位置する投射レンズ207へ
入射する。
Luminance signal light valve 23 exit side (+
A polarization beam splitter 24 as a combining optical system is arranged on the Z direction side. Luminance signal light valve 2
The light emitted from 3 is linearly polarized light having a vibration direction of ± Y directions in the figure, and is P-polarized with respect to the polarization beam splitter 23.
Through the projection lens 207 and enters the projection lens 207 located on the exit side.

【0049】一方、合成用リレー光学系205によって
形成された合成像Iからは、図中±Z方向の振動方向を
持つ直線偏光光が+Y方向に沿って進行する。この直線
偏光光は、1/2波長板21を通過して偏光方向が90
度回転して±X方向となり、偏光ビームスプリッタ23
へ入射する。この光は、偏光ビームスプリッタ23に対
してS偏光となるため、ここで反射されて図中+Z方向
に沿って進行し、投射レンズ207へ入射する。ここ
で、輝度信号用ライトバルブ23と合成像Iとは投射レ
ンズ207に関して互いに共役な位置にある。
On the other hand, from the combined image I formed by the combining relay optical system 205, linearly polarized light having a vibration direction of ± Z directions in the figure advances along the + Y direction. This linearly polarized light passes through the half-wave plate 21 and has a polarization direction of 90 degrees.
After rotating by ± degrees, the polarization beam splitter 23
Incident on. Since this light is S-polarized with respect to the polarization beam splitter 23, it is reflected here, travels along the + Z direction in the drawing, and enters the projection lens 207. Here, the light valve 23 for brightness signal and the composite image I are in a mutually conjugate position with respect to the projection lens 207.

【0050】この投射レンズ207は、図示なき開口絞
りを有し、この開口絞りよりも偏光ビームスプリッタ2
3側に位置するレンズ群の後側焦点(開口絞り側を後側
とする)位置に開口絞りを配置する構成である。この開
口絞りによって投射装置の光学系の主光線が定まり、偏
光ビームスプリッタ23と投射レンズ系207との間の
光路において主光線が光軸と平行になる。すなわち、こ
の投射レンズ系207は、偏光ビームスプリッタ23側
にテレセントリックな光学系である。
This projection lens 207 has an aperture stop (not shown), and the polarization beam splitter 2 has a larger aperture than this aperture stop.
In this configuration, the aperture stop is arranged at the rear focal point of the lens unit located on the third side (the aperture stop side is the rear side). This aperture stop determines the principal ray of the optical system of the projection device, and the principal ray becomes parallel to the optical axis in the optical path between the polarization beam splitter 23 and the projection lens system 207. That is, the projection lens system 207 is an optical system that is telecentric on the polarization beam splitter 23 side.

【0051】図4に示すように、第2の実施の形態に係
る投射装置では、ロッドインテグレータ12の射出面と
照明用レンズ201との間の光路、照明用レンズ202
とG光用リレーレンズのレンズ203Gとの間の光路、
G光用リレーレンズのレンズ204Gと合成用リレー光
学系のレンズ205‘との間の光路、合成用リレー光学
系のレンズ205“と投射レンズ207との間の光路及
び第3照明レンズ206と投射レンズ207との間の光
路において、投射レンズ系105の開口絞りによって決
定される主光線が光軸と平行になる。また、図4では図
示していないが、照明用レンズ202とR光用リレーレ
ンズのレンズ203Rとの間の光路、R光用リレーレン
ズのレンズ204Rと合成用リレー光学系のレンズ20
5’との間の光路、照明用レンズ202とB光用リレー
レンズのレンズ203Bとの間の光路及びB光用リレー
レンズのレンズ104Bと合成用リレー光学系のレンズ
205‘との間の光路においても、投射レンズ系207
の開口絞りによって決定される主光線が光軸と平行にな
る。言い換えると、照明用リレー光学系201,20
2、照明用リレー光学系201,206、R光用リレー
光学系203G,204G、B光用リレー光学系203
B,204B、G光用リレー光学系203G,204G
及び合成用リレー光学系が両側テレセントリック光学系
である。
As shown in FIG. 4, in the projection apparatus according to the second embodiment, the optical path between the exit surface of the rod integrator 12 and the illumination lens 201, the illumination lens 202.
And the optical path between the lens 203G of the G light relay lens,
An optical path between the lens 204G of the G light relay lens and the lens 205 'of the combining relay optical system, an optical path between the lens 205 "of the combining relay optical system and the projection lens 207, and the third illumination lens 206 and projection. The chief ray determined by the aperture stop of the projection lens system 105 becomes parallel to the optical axis in the optical path between the lens 207. Further, although not shown in Fig. 4, the illumination lens 202 and the R light relay. Optical path between lens 203R of lens, lens 204R of relay lens for R light and lens 20 of relay optical system for combination
5 ', an optical path between the illumination lens 202 and the B light relay lens 203B, and an optical path between the B light relay lens 104B and the combining relay optical system lens 205'. Also in the projection lens system 207
The chief ray determined by the aperture stop of is parallel to the optical axis. In other words, the illumination relay optical system 201, 20
2, illumination relay optical system 201, 206, R light relay optical system 203G, 204G, B light relay optical system 203
B, 204B, G light relay optical system 203G, 204G
And the combining relay optical system is a double-sided telecentric optical system.

【0052】このように、第2の実施の形態に係る投射
装置では、色分解光学系としてのクロスダイクロイック
ミラー15と、色合成光学系としてのクロスダイクロイ
ックプリズム19と、合成光学系としての偏光ビームス
プリッタ24とが共に、主光線が光軸と平行な位置、す
なわち主光線がテレセントリック性を維持している位置
に設けられているため、色分解及び色合成光学系並びに
合成光学系の角度特性によるシェーディングが発生しな
い利点がある。そして、第2の実施の形態に係る投射装
置においては、R光、B光及びG光用液晶ライトバルブ
並びに輝度信号用ライトバルブ23が、色分解及び色合
成光学系と同様に、主光線がテレセントリック性を維持
している位置に設けられているため、液晶ライトバルブ
の角度特性による投射像のコントラストのムラが発生し
ない利点もあり、結果として、優れた画質のフルカラー
像を投射できる効果を奏する。
As described above, in the projection apparatus according to the second embodiment, the cross dichroic mirror 15 as the color separation optical system, the cross dichroic prism 19 as the color combining optical system, and the polarized beam as the combining optical system. Since both the splitter 24 and the splitter 24 are provided in a position where the principal ray is parallel to the optical axis, that is, the position where the principal ray maintains the telecentricity, the color separation and the color synthesizing optical system and the angle characteristic of the synthesizing optical system are used. There is an advantage that shading does not occur. Then, in the projection apparatus according to the second embodiment, the R light, B light, and G light liquid crystal light valves and the brightness signal light valve 23 are similar to the color separation and color combination optical system in that Since it is provided at a position where the telecentricity is maintained, there is also an advantage that the unevenness of the contrast of the projected image due to the angle characteristic of the liquid crystal light valve does not occur, and as a result, it is possible to project a full-color image of excellent image quality. .

【0053】なお、第2の実施の形態に係る投射装置に
おいては、偏光分離光学系としての偏光ビームスプリッ
タ13がテレセントリックが維持されていない位置に設
けられているが、この偏光ビームスプリッタ13におい
てはスクリーン上のカラーシェーディング及び投射像の
コントラストムラに対する影響をほとんど与えないた
め、問題はない。
In the projection device according to the second embodiment, the polarization beam splitter 13 as the polarization separation optical system is provided at a position where the telecentricity is not maintained. Since there is almost no influence on the color shading on the screen and the uneven contrast of the projected image, there is no problem.

【0054】また、第2の実施の形態に係る投射装置で
は、照明用リレー光学系の第1照明レンズ201と各色
用リレー光学系のレンズ204R,204G,204B
とを焦点距離f1の同一種のレンズで構成し、照明用リ
レー光学系の第2照明レンズ202、輝度信号用リレー
光学系の第3照明レンズ206及び各色用リレーレンズ
のレンズ203R,203G,203Bを焦点距離f2
の同一種のレンズで構成している。このように、照明用
リレー光学系、輝度信号用リレー光学系及び各色用リレ
ー光学系を構成するレンズの共通化を図っているため、
コストの低減が可能となっている。
Further, in the projection apparatus according to the second embodiment, the first illumination lens 201 of the relay optical system for illumination and the lenses 204R, 204G, 204B of the relay optical system for each color.
And the same type of lens having the focal length f1, and the second illumination lens 202 of the illumination relay optical system, the third illumination lens 206 of the luminance signal relay optical system, and the lenses 203R, 203G, 203B of the relay lenses for each color. Focal length f2
It is composed of the same type of lens. In this way, since the lenses forming the relay optical system for illumination, the relay optical system for luminance signals, and the relay optical system for each color are shared,
Cost reduction is possible.

【0055】なお、第2の実施の形態においては、図示
なきスクリーン上で各色用液晶ライトバルブの像及び輝
度信号用液晶ライトバルブの像が合成された状態で形成
されるが、スクリーン上での像の方向が各色成分光ごと
にそろうように各色用液晶ライトバルブ及び輝度信号用
液晶ライトバルブをドライブすることは言うまでもな
い。
In the second embodiment, the image of the liquid crystal light valve for each color and the image of the liquid crystal light valve for the brightness signal are formed on a screen (not shown), but the image is formed on the screen. It goes without saying that the liquid crystal light valve for each color and the liquid crystal light valve for luminance signal are driven so that the direction of the image is aligned with each color component light.

【0056】なお、図3及び図4に示した第2の実施の
形態に係る投射装置では、合成用リレー光学系205を
2つのレンズ群からなるものとして説明したが、その代
わりに、例えばクロスダイクロイックプリズム19の射
出側近傍(+Z方向側)に配置されるフィールドレンズ
と、合成像近傍に配置されるフィールドレンズと、これ
ら2つのフィールドレンズの間に配置される正屈折力の
レンズ群とから構成しても良い。また、図3及び図4の
例では、合成像Iと偏光ビームスプリッタ24との間の
光路中に1/2波長板21を配置しているが、その代わ
りに合成像Iと折曲げミラー20との間の光路中に配置
しても良い。このように1/2波長板21は色合成光学
系としてのダイクロイックプリズム19と合成光学系と
しての偏光ビームスプリッタ24との間の光路中に配置
されていれば良い。また、1/2波長板14,21とし
ては、シートタイプの1/2波長板を用いることもで
き、この場合には、偏光ビームスプリッタ13,24及
びダイクロイックプリズム19などのプリズム部材の表
面上に設ければ良い。
In the projection apparatus according to the second embodiment shown in FIGS. 3 and 4, the synthesizing relay optical system 205 has been described as consisting of two lens groups. From the field lens arranged near the exit side (+ Z direction side) of the dichroic prism 19, the field lens arranged near the combined image, and the lens group having a positive refractive power arranged between these two field lenses. It may be configured. Further, in the examples of FIGS. 3 and 4, the ½ wavelength plate 21 is arranged in the optical path between the composite image I and the polarization beam splitter 24, but instead, the composite image I and the bending mirror 20 are arranged. You may arrange | position in the optical path between and. In this way, the half-wave plate 21 may be arranged in the optical path between the dichroic prism 19 as the color combining optical system and the polarization beam splitter 24 as the combining optical system. Further, sheet-type half-wave plates can be used as the half-wave plates 14 and 21, and in this case, on the surfaces of prism members such as the polarization beam splitters 13 and 24 and the dichroic prism 19. It should be provided.

【0057】また、図3及び図4の例では、第1及び第
2照明用レンズ201,202によって照明用リレー光
学系を構成しているが、その代わりに、2つのフィール
ドレンズで挟まれた正屈折力のレンズ群で構成しても良
い。この場合、偏光ビームスプリッタ13をクロスダイ
クロイックミラー15側のフィールドレンズと正屈折力
のレンズ群との間に配置するときには、偏光ビームスプ
リッタ13及び24の間の光路中に、上記フィールドレ
ンズと同じものを配置する。また、偏光ビームスプリッ
タ13を正屈折力のレンズ群とロッドインテグレータ1
2との間の光路中に配置するときには、偏光ビームスプ
リッタ13及び24の間の光路中に、上記正屈折力のレ
ンズ群並びに上記フィールドレンズと同じものを配置す
れば良い。
Further, in the example of FIGS. 3 and 4, the illumination relay optical system is constituted by the first and second illumination lenses 201 and 202, but instead it is sandwiched by two field lenses. You may comprise with the lens group of positive refracting power. In this case, when the polarization beam splitter 13 is arranged between the field lens on the side of the cross dichroic mirror 15 and the lens group having a positive refracting power, the same thing as the above field lens is provided in the optical path between the polarization beam splitters 13 and 24. To place. Further, the polarization beam splitter 13 is connected to the lens group having a positive refractive power and the rod integrator 1.
When arranging in the optical path between 2 and 2, the same lens group as the above-mentioned positive refracting power and the same field lens may be arranged in the optical path between the polarization beam splitters 13 and 24.

【0058】また、上述の第1及び第2の実施の形態で
は、ロッドインテグレータを用いたが、その代わりに、
フライアイレンズを適用しても良い。さらに、光源とし
てランプと楕円鏡とを用いる代わりに、ランプと放物面
鏡、球面鏡とを用いることもできる。なお、第1及び第
2の実施の形態では、投射レンズ系の開口絞りによって
主光線を定めているが、その代わりに/それに加えて、
投射レンズ系の開口絞り相当位置と共役な位置に開口絞
りを設けても良いことは言うまでもない。例えば、第1
の実施の形態では、第1照明レンズ101と第2照明レ
ンズ102との間及び/又は各色用リレー光学系のレン
ズ103R,103G,103Bと折曲げミラー5R,
5G,5Bとの間における投射レンズ系105の開口絞
り相当位置と共役な位置に設ければ良い。また、第2の
実施の形態では、第1照明レンズ201と偏光ビームス
プリッタ13との間、各色用リレー光学系のレンズ20
3R,203G,203Bと折曲げミラー17R,17
G,17Bとの間及び/又は合成用リレー光学系中にお
ける投射レンズ系207の開口絞り相当位置と共役な位
置に設ければ良い。このような投射レンズ系以外に設け
られた開口絞りにより、投射装置の光学系における内面
反射光や散乱光を除去することができ、投射像のコント
ラスト向上や液晶ライトバルブの加熱防止を図ることが
できる。
Further, although the rod integrator is used in the above-mentioned first and second embodiments, instead of it,
A fly-eye lens may be applied. Further, instead of using the lamp and the elliptical mirror as the light source, the lamp, the parabolic mirror, and the spherical mirror can be used. In the first and second embodiments, the chief ray is determined by the aperture stop of the projection lens system, but instead of / in addition to that,
It goes without saying that the aperture stop may be provided at a position conjugate with the position corresponding to the aperture stop of the projection lens system. For example, the first
In the embodiment, between the first illumination lens 101 and the second illumination lens 102 and / or the lenses 103R, 103G, 103B of the relay optical system for each color and the bending mirror 5R,
It may be provided at a position conjugate with the position corresponding to the aperture stop of the projection lens system 105 between 5G and 5B. Further, in the second embodiment, the lens 20 of the relay optical system for each color is provided between the first illumination lens 201 and the polarization beam splitter 13.
3R, 203G, 203B and folding mirrors 17R, 17
It may be provided at a position conjugate with the position corresponding to the aperture stop of the projection lens system 207 between G and 17B and / or in the combining relay optical system. By using an aperture stop provided in addition to such a projection lens system, it is possible to remove the internal reflected light and scattered light in the optical system of the projection device, improve the contrast of the projected image and prevent heating of the liquid crystal light valve. it can.

【0059】また、第1及び第2の実施の形態におい
て、ロッドインテグレータ2(12)の射出面と共役な
位置に視野絞りを配置しても良い。このような視野絞り
を設けることによっても、投射装置の光学系における内
面反射光や散乱光を除去することができ、投射像のコン
トラスト向上や液晶ライトバルブの加熱防止を図ること
ができる。
In the first and second embodiments, the field stop may be arranged at a position conjugate with the exit surface of the rod integrator 2 (12). Even by providing such a field stop, it is possible to remove the internal reflected light and scattered light in the optical system of the projection device, improve the contrast of the projected image and prevent the liquid crystal light valve from being heated.

【0060】このように、本発明は上述の実施の形態に
は限られず種々の形態を取り得る。
As described above, the present invention is not limited to the above-mentioned embodiment and can take various forms.

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

【図1】本発明の第1の実施の形態に係る投射装置を示
す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing a projection device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】第1の実施の形態に係る投射装置の光路図であ
る。
FIG. 2 is an optical path diagram of the projection device according to the first embodiment.

【図3】本発明の第2の実施の形態に係る投射装置を示
す斜視図である。
FIG. 3 is a perspective view showing a projection device according to a second embodiment of the present invention.

【図4】第2の実施の形態に係る投射装置の光路図であ
る。
FIG. 4 is an optical path diagram of a projection device according to a second embodiment.

【図5】従来の投射装置を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a conventional projection device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、11 光源 2、12 ロッドインテグレータ 13 偏光ビームスプリッタ 14、21 1/2波長板 3、15 クロスダイクロイックミラー 3R、15R R光反射ダイクロイックミラー 3B、15B B光反射ダイクロイックミラー 5R、5B、5G、18R、18B、18G 色信号
用ライトバルブ 6、19 色合成用ダイクロイックプリズム 23 輝度信号用ライトバルブ 24 偏光ビームスプリッタ 205 合成用リレーレンズ 105、207 投射レンズ系
1, 11 Light source 2, 12 Rod integrator 13 Polarizing beam splitter 14, 21 1/2 wavelength plate 3, 15 Cross dichroic mirror 3R, 15R R Light reflection dichroic mirror 3B, 15B B Light reflection dichroic mirror 5R, 5B, 5G, 18R , 18B, 18G color signal light valve 6, 19 color combining dichroic prism 23 brightness signal light valve 24 polarizing beam splitter 205 combining relay lens 105, 207 projection lens system

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】光源からの光を色分離する色分離光学系
と、該色分離光学系によって色分離された光が導かれる
位置に設けられた複数の色信号用ライトバルブと、該複
数の色信号用ライトバルブによって変調された光を合成
する色合成光学系と、該色合成光学系からの光を投射す
る投射レンズとを備えた投射装置において、 前記投射レンズは開口絞りを有し、 前記色分離光学系と前記色合成光学系とは、前記投射レ
ンズの開口絞りによって定まる主光線がテレセントリッ
ク性を維持している位置に設けられることを特徴とする
投射装置。
1. A color separation optical system for color-separating light from a light source, a plurality of color signal light valves provided at a position where the light separated by the color separation optical system is guided, and the plurality of color signal light valves. In a projection device including a color synthesizing optical system that synthesizes light modulated by a color signal light valve, and a projection lens that projects light from the color synthesizing optical system, the projection lens has an aperture stop, The projection apparatus, wherein the color separation optical system and the color combination optical system are provided at positions where a chief ray determined by an aperture stop of the projection lens maintains telecentricity.
【請求項2】前記光源と前記色分離光学系との間には、
インテグレータと該インテグレータからの光を前記色分
離光学系へ導く照明用リレー光学系とが設けられている
ことを特徴とする請求項1記載の投射装置。
2. Between the light source and the color separation optical system,
2. The projection apparatus according to claim 1, further comprising an integrator and an illumination relay optical system that guides light from the integrator to the color separation optical system.
【請求項3】前記インテグレータは面光源を形成し、 前記照明用リレー光学系は該面光源の像を形成し、 前記照明用リレー光学系は、前記面光源の像側にテレセ
ントリックな光学系であることを特徴とする請求項2記
載の投射装置。
3. The integrator forms a surface light source, the illumination relay optical system forms an image of the surface light source, and the illumination relay optical system is an optical system telecentric to the image side of the surface light source. The projection device according to claim 2, wherein the projection device is provided.
【請求項4】前記色分離光学系は、前記光源からの光を
R光成分、G光成分及びB光成分に分離し、 前記複数の色信号用ライトバルブは、R光用ライトバル
ブ、G光用ライトバルブ及びB光用ライトバルブを有
し、 前記色分離光学系と前記R光用、G光用及びB光用ライ
トバルブとの間には、前記色分離光学系からのR光成
分、G光成分及びB光成分をそれぞれR光用、G光用及
びB光用ライトバルブへ導く用R光用、G光用及びB光
用リレー光学系が設けられていることを特徴とする請求
項1乃至3の何れか一項記載の投射装置。
4. The color separation optical system separates light from the light source into an R light component, a G light component and a B light component, and the plurality of color signal light valves are R light light valves, G light components. A light valve for light and a light valve for B light, and an R light component from the color separation optical system between the color separation optical system and the R, G, and B light light valves. Relay light systems for R light, G light and B light for guiding the G light component and the B light component to the R light, G light and B light light valves, respectively. The projection device according to claim 1.
【請求項5】前記光源と前記色分離光学系との間には、
面光源を形成するインテグレータと該面光源の像を形成
する照明用リレー光学系とが設けられ、 前記照明用リレー光学系は、前記面光源の像側にテレセ
ントリックな光学系であり、 前記R光用、G光用及びB光用リレー光学系は、前記面
光源の2次像を前記R光用、G光用及びB光用ライトバ
ルブ上に形成し、かつ該2次像側にテレセントリックな
光学系であることを特徴とする請求項4記載の投射装
置。
5. Between the light source and the color separation optical system,
An integrator that forms a surface light source and an illumination relay optical system that forms an image of the surface light source are provided, and the illumination relay optical system is a telecentric optical system on the image side of the surface light source, and the R light And G light and B light relay optical systems form a secondary image of the surface light source on the R light, G light and B light light valves, and are telecentric to the secondary image side. The projection device according to claim 4, which is an optical system.
【請求項6】前記光源と前記色分離光学系との間に設け
られて、前記光源からの光を前記色分離光学系へ向かう
第1偏光成分と、第2偏光成分とに分離する偏光分離光
学系と、 前記第2偏光成分により照明される輝度信号用ライトバ
ルブと、 前記色合成光学系と前記輝度信号用ライトバルブとの間
の光路中に設けられて、前記色合成光学系からの光と、
前記輝度信号用ライトバルブを経た光とを合成する合成
光学系とをさらに有し、 前記合成光学系は、主光線がテレセントリック性を維持
している位置に設けられることを特徴とする請求項1乃
至5の何れか一項記載の投射装置。
6. Polarization separation provided between the light source and the color separation optical system to separate light from the light source into a first polarization component and a second polarization component directed to the color separation optical system. An optical system, a brightness signal light valve illuminated by the second polarized component, and an optical path provided between the color combining optical system and the brightness signal light valve. With light,
The optical system further comprises a combining optical system for combining the light that has passed through the brightness signal light valve, and the combining optical system is provided at a position where a chief ray maintains telecentricity. The projection device according to claim 5.
【請求項7】光源からの光をR光成分、G光成分及びB
光成分に色分離する色分離光学系と、該色分離光学系に
よって色分離された光が導かれる位置に設けられたR光
用、G光用及びB光用ライトバルブと、該R光用、G光
用及びB光用ライトバルブによって変調された光を合成
する色合成光学系と、該色合成光学系からの光を投射す
る投射レンズとを備えた投射装置において、 前記光源と前記色分離光学系との間には、インテグレー
タと該インテグレータからの光を前記色分離光学系へ導
く照明用リレー光学系とが設けられ、 前記色分離光学系と前記R光用、G光用及びB光用ライ
トバルブとの間には、前記色分離光学系からのR光成
分、G光成分及びB光成分をそれぞれR光用、G光用及
びB光用ライトバルブへ導く用R光用、G光用及びB光
用リレー光学系が設けられ、 前記照明用リレー光学系は前群と後群とを有し、 前記照明用リレー光学系の前群と後群との間には、前記
光源からの光を前記色分離光学系へ向かう第1偏光成分
と、第2偏光成分とに分離する偏光分離光学系設けら
れ、 前記投射装置は、輝度信号用ライトバルブと、前記第2
偏光成分を該輝度信号用ライトバルブへ導く輝度信号用
リレー光学系と、前記色合成光学系からの光と前記輝度
信号用ライトバルブを経た光とを合成する合成光学系と
をさらに有し、 前記色分離光学系、前記色合成光学系及び前記合成光学
系とは、主光線がテレセントリック性を維持している位
置に設けられることを特徴とする投射装置。
7. The light from the light source is converted into R light component, G light component and B light component.
A color separation optical system for performing color separation into light components, a light valve for R light, a light for G light, and a light for B light provided at a position where the light separated by the color separation optical system is guided, and the light for R light A light source for the G light and a light for the B light, and a projection lens provided with a projection lens for projecting light from the color synthesis optical system for synthesizing the light modulated by the light valve. An integrator and an illumination relay optical system for guiding light from the integrator to the color separation optical system are provided between the separation optical system, and the color separation optical system and the R light, G light, and B light are provided. Between the light valve for light and the R light component for guiding the R light component, the G light component, and the B light component from the color separation optical system to the R light, R light for G light, and R light for B light, respectively. A relay optical system for G light and B light is provided, and the relay for illumination is provided. The academic system has a front group and a rear group, and between the front group and the rear group of the illumination relay optical system, a first polarization component that directs the light from the light source to the color separation optical system, A polarization splitting optical system for splitting into a second polarization component is provided, and the projection device includes a brightness signal light valve and the second
A brightness signal relay optical system that guides a polarization component to the brightness signal light valve, and a combining optical system that combines light from the color combining optical system and light that has passed through the brightness signal light valve, The projection apparatus, wherein the color separation optical system, the color combination optical system, and the combination optical system are provided at positions where a chief ray maintains telecentricity.
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