JPH10319352A - Illuminator for projecting device and projecting device - Google Patents

Illuminator for projecting device and projecting device

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JPH10319352A
JPH10319352A JP9149991A JP14999197A JPH10319352A JP H10319352 A JPH10319352 A JP H10319352A JP 9149991 A JP9149991 A JP 9149991A JP 14999197 A JP14999197 A JP 14999197A JP H10319352 A JPH10319352 A JP H10319352A
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JP
Japan
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light
reflection mirror
lens
lens plate
reflected
Prior art date
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Application number
JP9149991A
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Japanese (ja)
Inventor
Atsushi Sekine
淳 関根
Tetsuo Hattori
徹夫 服部
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Publication date
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Priority to US09/041,734 priority patent/US6028703A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an illminator capable of brightening illumination light to a light valve by a usual light source as it is and a projecting device using it. SOLUTION: A partial reflection mirror member 5 constituted of partially a reflection mirror layer and a 1/4 wavelength plate layer on the reflection mirror layer is arranged in the vicinity of a second lens plate 3 of a fly eye integrator 4, and emission light from the second lens plate 3 transmits through the mirror layer unformed part of the partial reflection mirror member 5 to be emitted and to be made incident on polarizing beam splitters 12B,.... Second polarization emitted from the beam splitters 12B,... are reflected by reflection mirrors 16B,..., and the reflected light goes backward and advances at a prescribed angle with the relevant reflection mirror incident light, and is made incident on the reflection mirror layer to be reflected, and is converted to first polarization by the 1/4 wavelength layer, and the relevant reflection light illuminates the light valves 15B,... again through the polarizing beam splitters 12B,....

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光源光を赤色光
(以下「R光」という)、青色光(以下「B光」とい
う)ならびに緑色光(以下「G光」という)の三原色光
に色分解し、当該色光用にそれぞれ配置された液晶ライ
トバルブに入射させる照明装置、及び、この入射光を液
晶ライトバルブにて変調し、当該変調光を色合成して投
射光学系にてカラー投射像として投射する投射装置に関
し、特にライトバルブとして反射型ライトバルブを使用
し、当該ライトバルブへの照明効率の良好な照明光学系
の改良に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to light of three primary colors including red light (hereinafter referred to as "R light"), blue light (hereinafter referred to as "B light") and green light (hereinafter referred to as "G light"). A lighting device that separates the colors and makes them incident on liquid crystal light valves respectively arranged for the color light, and modulates the incident light with a liquid crystal light valve, synthesizes the modulated light into colors, and performs color projection with a projection optical system. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a projection device for projecting an image, and more particularly to an improvement in an illumination optical system that uses a reflection type light valve as a light valve and has good illumination efficiency for the light valve.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、光源から射出される光源光を
R光、G光ならびにB光の3原色に色分離し、各色光ご
とに反射式ライトバルブを配置し、当該ライトバルブに
入射した各色光を各色ごとの光又は電気信号によって変
調して射出し、当該射出光を色合成光学系にて合成して
投射レンズにてカラー投射像を投射する投射装置とし
て、例えば、図14に示すような装置が知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, light of a light source emitted from a light source is separated into three primary colors of R light, G light and B light, and a reflection type light valve is arranged for each color light, and the light enters the light valve. FIG. 14 shows an example of a projection device that modulates and emits each color light with light or an electric signal for each color, combines the emitted light with a color combining optical system, and projects a color projection image with a projection lens. Such devices are known.

【0003】図中符号201は光源で、この光源201
はランプならびに楕円鏡等の凹面鏡から構成され、この
光源201から射出された光源光は、光軸上に配置され
たR光反射ダイクロイックミラー202によって、入射
光軸と直角の方向に反射されるR光と、入射光軸と同じ
方向に進行するG、B混合光とに色分離される。さら
に、当該混合光は光軸上に配置されたG光反射ダイクロ
イックミラー203によって、光軸と直角な方向、すな
わち前記のR光と平行な方向に進行するG光と、入射光
軸と同じ方向に進行するB光とに色分離される。
In the figure, reference numeral 201 denotes a light source.
Is composed of a lamp and a concave mirror such as an elliptical mirror. Light emitted from the light source 201 is reflected by an R light reflecting dichroic mirror 202 disposed on the optical axis in a direction perpendicular to the incident optical axis. The light is color-separated into G light and B mixed light traveling in the same direction as the incident optical axis. Further, the mixed light is directed by a G light reflecting dichroic mirror 203 arranged on the optical axis to a direction perpendicular to the optical axis, that is, a G light traveling in a direction parallel to the R light, and a G light traveling in the same direction as the incident optical axis. And the B light that travels to the right.

【0004】このように各ダイクロイックミラー20
2,203によって三色分離されたR光,G光,B光
は、それぞれの光毎に配置された偏光ビームスプリッタ
(PBS)204R,204G,204Bに入射され、
各偏光ビームスプリッタ204R,204G,204B
の偏光分離部によって、それぞれに入射する光軸の方向
に透過する各色のP偏光と、偏光分離部によって反射さ
れて入射光軸と垂直な方向に反射されるS偏光とに偏光
分離作用を受ける。
As described above, each dichroic mirror 20
The R light, G light, and B light separated into three colors by 2, 203 are incident on polarization beam splitters (PBS) 204R, 204G, 204B arranged for each light.
Each polarization beam splitter 204R, 204G, 204B
Of the respective colors, the P-polarized light of each color transmitted in the direction of the optical axis incident thereon and the S-polarized light reflected by the polarization splitter and reflected in a direction perpendicular to the incident optical axis. .

【0005】そして、各色用の偏光ビームスプリッタ2
04R,204G,204Bに入射した光のうちの反射
したS偏光のみを、当該偏光ビームスプリッタ204
R,204G,204Bの射出面近傍に配置した反射型
ライトバルブ205R,205G,205Bに入射させ
る。各色のP偏光は不要光として廃棄される。
[0005] Then, a polarization beam splitter 2 for each color.
04R, 204G, and 204B, only the reflected S-polarized light out of the light incident on the polarization beam splitter 204.
R, 204G, and 204B are incident on reflective light valves 205R, 205G, and 205B disposed near the exit surfaces. The P-polarized light of each color is discarded as unnecessary light.

【0006】次いで、各反射型ライトバルブ205R,
205G,205Bに入射された光(S偏光)は、これ
らライトバルブ205R,205G,205Bが光書き
込み式のものであれば各色光毎の書き込み光信号によっ
て、又、電気書き込み式のものであれば各色光毎の電気
信号によって、変調作用を受け、変調光はP偏光とし
て、そうでない光は入射したS偏光のままで、両偏光の
混合光として射出され、前記各偏光ビームスプリッタ2
04R,204G,204Bに再度入射され、変調光の
みが偏光ビームスプリッタ204R,204G,204
Bの偏光分離部を透過して進行して投射光とされる。非
変調光は偏光分離部によって反射されて、光源に向かっ
て逆行し廃棄される。
Next, each reflection type light valve 205R,
The light (S-polarized light) incident on 205G and 205B is generated by a write light signal for each color light if these light valves 205R, 205G and 205B are of the optical writing type, or if they are of the electric writing type. The modulated light is subjected to a modulation action by an electric signal of each color light, and the modulated light is emitted as P-polarized light, and the other light is emitted as mixed light of both polarized lights while the incident S-polarized light remains.
04R, 204G, and 204B again, and only the modulated light is polarized beam splitters 204R, 204G, and 204B.
The light passes through the polarized light separating portion B and travels to be projected light. The unmodulated light is reflected by the polarization separation unit, travels backward toward the light source, and is discarded.

【0007】ここでは、偏光ビームスプリッタ204B
を透過射出したB光変調光は、G光反射ダイクロイック
ミラー206を透過して入射方向と同じ方向に進行し、
G光反射・B光反射・R光透過ダイクロイックミラー2
07にて直角に反射される。
Here, the polarization beam splitter 204B
Is transmitted through the G light reflecting dichroic mirror 206 and travels in the same direction as the incident direction.
G light reflection / B light reflection / R light transmission dichroic mirror 2
At 07 it is reflected at right angles.

【0008】また、偏光ビームスプリッタ204Gを透
過出射したG光変調光は、G光反射ダイクロイックミラ
ー206によって反射されて前記B光と同じ方向に進行
し、G光反射・B光反射・R光透過ダイクロイックミラ
ー207によって反射される。
The G light modulated light transmitted through the polarization beam splitter 204G is reflected by the G light reflecting dichroic mirror 206, travels in the same direction as the B light, and reflects G light, B light reflected, and R light transmitted. The light is reflected by the dichroic mirror 207.

【0009】さらに、偏光ビームスプリッタ204Rを
透過射出したR光変調光は、前記ダイクロイックミラー
207を透過して前記B光,G光変調光と合成されて進
行し、投射レンズ208によってカラー像として投射さ
れる。
Further, the R light modulated light transmitted through the polarization beam splitter 204R passes through the dichroic mirror 207, is combined with the B light and G light modulated light, travels, and is projected as a color image by the projection lens 208. Is done.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、そのよ
うな従来のものにあっては、三色に分解されたR光,G
光,B光はそれぞれ各色毎に配置された偏光ビームスプ
リッタ204R,204G,204Bに入射されて、当
該偏光ビームスプリッタ204R,204G,204B
を透過するP偏光を廃棄してしまうために、各ライトバ
ルブ205R,205G,205Bは、S偏光のみの光
量でしか照明できず、そのために投射されるカラー像の
明るさが充分であるとは言えなかった。特に、大画面に
て投射する装置の場合には、大きな問題となっていた。
However, in such a conventional device, R light and G light separated into three colors are used.
The light and the B light are respectively incident on the polarization beam splitters 204R, 204G, and 204B arranged for each color, and the polarization beam splitters 204R, 204G, and 204B.
The light valves 205R, 205G, and 205B can illuminate only with the amount of S-polarized light because the P-polarized light transmitted through the light is discarded. Therefore, it is considered that the brightness of the projected color image is sufficient. I could not say it. In particular, in the case of a device that projects on a large screen, there has been a big problem.

【0011】投射像を明るくするためには、まず、光源
201の出力を向上させればよいが、そうすることは必
要電力量の増加、ならびに光源部の発熱に伴う冷却の問
題、さらに光量が増加するに従って増加する前記廃棄光
の処理等の問題点が新たに発生する。
In order to make the projected image brighter, first, the output of the light source 201 may be improved. However, doing so requires an increase in the amount of power required, a problem of cooling due to heat generation of the light source unit, and furthermore, a reduction in the amount of light. A new problem, such as the disposal of the waste light, increases with the increase.

【0012】そこで、本発明者らは、従来の光源のまま
で、ライトバルブへの照明光を明るくする方法を研究
し、本発明をなすに至った。
Therefore, the present inventors have studied a method of brightening illumination light to a light valve while using a conventional light source, and have accomplished the present invention.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め、請求項1に記載された発明は、ランダム偏光を射出
する光源と、複数のレンズを平面状に有する第1レンズ
板および複数のレンズを平面状に有する第2レンズ板か
ら構成されるいわゆるフライアイインテグレータとを有
し、前記光源からの射出光を前記第1レンズ板の各レン
ズの開口によって決定される光束に分解し、各光束を前
記第2レンズ板の各レンズ上に集光し、当該第2レンズ
板からの射出光をライトバルブに重畳させて照明する投
射装置用照明装置において、前記第2レンズ板近傍に
は、部分的に反射ミラー層及び当該反射ミラー層上に1
/4波長板層が構成された部分反射ミラー部材が配置さ
れ、前記光源からの射出光は、前記部分反射ミラー部材
のミラー層非形成部分を透過して射出され、該射出され
た光を互いに直角の方向に振動を有する第1,第2偏光
に偏光分離して、互いに異なる方向に射出する偏光分離
手段が設けられ、該偏光分離手段は、前記被照明物体た
るライトバルブ近傍に当該偏光分離手段の第1偏光射出
面が配置され、更に、該偏光分離手段の第2偏光射出面
近傍には、反射ミラーが光軸に対してミラー面が垂直と
なるように配置され、前記偏光分離手段から射出された
第2偏光は前記反射ミラーによって反射されて進行し、
前記偏光分離手段を経由して、前記第2レンズ板近傍に
配置した部分反射ミラー部材の反射ミラー層に入射、反
射されて前記1/4波長板層により第1偏光に変換さ
れ、当該反射光は再度偏光分離手段に入射、当該偏光分
離手段を経てライトバルブを照明する投射装置用照明装
置としたことを特徴とする。
In order to solve this problem, the invention described in claim 1 is a light source for emitting random polarized light, a first lens plate having a plurality of lenses in a plane, and a plurality of lenses. And a so-called fly-eye integrator composed of a second lens plate having a plane in which light emitted from the light source is decomposed into light beams determined by the apertures of each lens of the first lens plate. Is condensed on each lens of the second lens plate, and the light emitted from the second lens plate is superimposed on a light valve to illuminate the light valve. Reflective mirror layer and one
A partial reflection mirror member having a 波長 wavelength plate layer is arranged, and light emitted from the light source is emitted through a portion of the partial reflection mirror member where no mirror layer is formed, and the emitted lights are separated from each other. There is provided a polarization separation unit that separates the polarized light into first and second polarized lights having vibrations in a direction perpendicular to each other and emits the polarized light in directions different from each other. A first polarization exit surface of the polarization splitting means; and a reflection mirror disposed near the second polarization emission surface of the polarization separation means such that the mirror surface is perpendicular to the optical axis. The second polarized light emitted from is reflected by the reflection mirror and travels,
The light enters the reflection mirror layer of the partial reflection mirror member arranged near the second lens plate via the polarization separation means, is reflected and converted into the first polarized light by the 波長 wavelength plate layer, and the reflected light Is a lighting device for a projection device that re-enters the polarization splitting means and illuminates the light valve through the polarized light splitting means.

【0014】請求項2に記載された発明は、ランダム偏
光を射出する光源と、複数のレンズを平面状に有する第
1レンズ板および複数のレンズを平面状に有する第2レ
ンズ板から構成されるいわゆるフライアイインテグレー
タとを有し、前記光源からの射出光を前記第1レンズ板
の各レンズの開口によって決定される光束に分解し、各
光束を前記第2レンズ板の各レンズ上に集光し、当該第
2レンズ板からの射出光をライトバルブに重畳させて照
明する投射装置用照明装置において、前記第2レンズ板
上には、その一部に反射ミラー層及び当該反射ミラー層
上に1/4波長板層が構成され、前記光源からの射出光
は、前記ミラー層非形成部分を透過して射出され、該射
出された光を互いに直角の方向に振動を有する第1,第
2偏光に偏光分離して、互いに異なる方向に射出する偏
光分離手段が設けられ、該偏光分離手段は、前記被照明
物体たるライトバルブ近傍に当該偏光分離手段の第1偏
光射出面が配置され、更に、該偏光分離手段の第2偏光
射出面近傍には、反射ミラーが光軸に対してミラー面が
垂直となるように配置され、前記偏光分離手段から射出
された第2偏光は、前記反射ミラーによって反射されて
進行し、前記偏光分離手段を経由して、前記第2レンズ
板上の反射ミラー層に入射、反射されて前記1/4波長
板層により第1偏光に変換され、当該反射光は再度偏光
分離手段に入射、当該偏光分離手段を経てライトバルブ
を照明する投射装置用照明装置としたことを特徴とす
る。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a light source for emitting randomly polarized light, a first lens plate having a plurality of lenses in a plane, and a second lens plate having a plurality of lenses in a plane. A so-called fly-eye integrator that decomposes light emitted from the light source into light fluxes determined by the apertures of each lens of the first lens plate, and condenses each light beam on each lens of the second lens plate Then, in the illumination device for a projection device that illuminates the light emitted from the second lens plate by superimposing the light on the light valve, the reflection mirror layer and the reflection mirror layer are partially provided on the second lens plate. A quarter-wave plate layer is formed, and the light emitted from the light source is emitted through the portion where the mirror layer is not formed, and the emitted light is vibrated in directions perpendicular to each other. Polarization separation into polarized light Polarized light separating means for emitting light in different directions from each other, wherein the polarized light separating means has a first polarized light emitting surface of the polarized light separating means disposed near the light valve as the object to be illuminated; In the vicinity of the second polarized light exit surface, a reflecting mirror is arranged so that the mirror surface is perpendicular to the optical axis, and the second polarized light emitted from the polarization separating means is reflected by the reflecting mirror and travels. Then, the light enters the reflection mirror layer on the second lens plate via the polarized light separating means, is reflected and converted into the first polarized light by the 波長 wavelength plate layer, and the reflected light is again polarized light separating means. Illuminating the light valve through the polarization splitting means.

【0015】請求項3に記載された発明は、請求項1又
は2記載の構成に加え、前記第2レンズ板と前記偏光分
離手段の間には複数のフィールドレンズが配置されてい
ることを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first or second aspect, a plurality of field lenses are disposed between the second lens plate and the polarized light separating means. And

【0016】請求項4に記載された発明は、請求項1乃
至3の何れか一つに記載の構成に加え、前記第1レンズ
板の個々のレンズによる開口によって決定される光束の
当該開口の中央部を通過する光線であって、光軸に対し
て平行な光線のうちの前記偏光分離手段によって偏光分
離された第2偏光の光線は、前記反射ミラーによって反
射され、前記反射ミラー層に入射、反射の際には当該反
射ミラー層部分においては光軸に平行に維持されている
ことを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, in addition to the configuration of any one of the first to third aspects, a light beam determined by an opening of each lens of the first lens plate has an aperture of the opening. Among the light rays passing through the central part, the light rays of the second polarization, which are polarized and separated by the polarization splitting means among the light rays parallel to the optical axis, are reflected by the reflection mirror and enter the reflection mirror layer. During reflection, the reflection mirror layer is maintained parallel to the optical axis.

【0017】請求項5に記載された発明は、請求項1乃
至4の何れか一つに記載の構成に加え、前記反射ミラー
層とミラー層非形成部分の配置は、該反射ミラー層の中
心位置と、前記ミラー層非形成部分の中心位置とが、所
定の直線に対して対称の関係に設定されていることを特
徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, in addition to the configuration according to any one of the first to fourth aspects, the arrangement of the reflection mirror layer and the portion where the mirror layer is not formed is determined by adjusting the center of the reflection mirror layer. The position and the center position of the portion where the mirror layer is not formed are set to be symmetrical with respect to a predetermined straight line.

【0018】請求項6に記載された発明は、請求項1乃
至5の何れか一つに記載の構成に加え、前記反射ミラー
層及び1/4波長板層は、前記第2レンズ板の各レンズ
の境界部分に対応した位置に設けられていることを特徴
とする。
According to a sixth aspect of the present invention, in addition to the configuration of any one of the first to fifth aspects, the reflection mirror layer and the quarter-wave plate layer are provided on each of the second lens plates. It is provided at a position corresponding to a boundary portion of the lens.

【0019】請求項7に記載された発明は、照明装置
と、該照明装置からの照明光を画像情報によって変調さ
せて、当該変調光を含んだ光として射出させる変調手段
としてのライトバルブと、該ライトバルブからの射出光
を検光する検光手段と、当該検光光を投射する投射光学
系とを有する投射装置において、前記照明装置は、ラン
ダム偏光を射出する光源と、複数のレンズを平面状に有
する第1レンズ板および複数のレンズを平面状に有する
第2レンズ板から構成されるいわゆるフライアイインテ
グレータとを有し、前記光源からの射出光を前記第1レ
ンズ板の各レンズの開口によって決定される光束に分解
し、各光束を前記第2レンズ板の各レンズ上に集光し、
当該第2レンズ板からの射出光をライトバルブに重畳さ
せて照明する投射装置用照明装置において、前記第2レ
ンズ板近傍には、部分的に反射ミラー層及び当該反射ミ
ラー層上に1/4波長板層が構成された部分反射ミラー
部材が配置され、前記光源からの射出光は、前記部分反
射ミラー部材のミラー層非形成部分を透過して射出さ
れ、該射出された光を互いに直角の方向に振動を有する
第1,第2偏光に偏光分離して、互いに異なる方向に射
出する偏光分離手段が設けられ、該偏光分離手段は、前
記被照明物体たるライトバルブ近傍に当該偏光分離手段
の第1偏光射出面が配置され、更に、該偏光分離手段の
第2偏光射出面近傍には、反射ミラーが光軸に対してミ
ラー面が垂直となるように配置され、前記偏光分離手段
から射出された第2偏光は前記反射ミラーによって反射
されて進行し、前記偏光分離手段を経由して、前記第2
レンズ板近傍に配置した部分反射ミラー部材の反射ミラ
ー層に入射、反射されて前記1/4波長板層により第1
偏光に変換され、当該反射光は再度偏光分離手段に入
射、当該偏光分離手段を経てライトバルブを照明するよ
うに設定され、さらに、前記偏光分離手段と前記検光手
段は同一の偏光ビームスプリッタである投射装置とした
ことを特徴とする。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided an illuminating device, a light valve as a modulating means for modulating illuminating light from the illuminating device according to image information, and emitting the modulated light as light containing the modulated light. In a projection device having an analysis unit that detects the light emitted from the light valve and a projection optical system that projects the analysis light, the illumination device includes a light source that emits randomly polarized light, and a plurality of lenses. A so-called fly-eye integrator including a first lens plate having a planar shape and a second lens plate having a plurality of lenses in a planar shape, and emitting light from the light source to each lens of the first lens plate. Decomposing into a light flux determined by the aperture, condensing each light flux on each lens of the second lens plate,
In the illumination device for a projection device that illuminates the light emitted from the second lens plate so as to be superimposed on a light valve, a reflection mirror layer is partially provided in the vicinity of the second lens plate and a quarter of the reflection mirror layer is provided on the reflection mirror layer. A partial reflection mirror member having a wavelength plate layer is disposed, and the emitted light from the light source is transmitted through the non-mirror layer forming portion of the partial reflection mirror member and is emitted, and the emitted lights are perpendicular to each other. A polarization splitting unit that splits the polarized light into first and second polarized lights having vibrations in the directions and emits the polarized light in directions different from each other. The polarized light separating unit is provided near the light valve that is the object to be illuminated. A first polarized light exit surface is disposed, and a reflection mirror is disposed near the second polarized light exit surface of the polarized light separating means so that the mirror surface is perpendicular to the optical axis. The second Light travels is reflected by the reflection mirror via the polarization separator, the second
The light is incident on and reflected by the reflection mirror layer of the partial reflection mirror member disposed near the lens plate, and the first reflection is performed by the quarter wavelength plate layer.
The reflected light is converted into polarized light, and the reflected light is incident again on the polarized light separating means, and is set so as to illuminate a light valve via the polarized light separating means.Furthermore, the polarized light separating means and the analyzing means are the same polarizing beam splitter. It is characterized in that it is a certain projection device.

【0020】請求項8に記載された発明は、照明装置
と、該照明装置からの照明光を画像情報によって変調さ
せて、当該変調光を含んだ光として射出させる変調手段
としてのライトバルブと、該ライトバルブからの射出光
を検光する検光手段と、当該検光光を投射する投射光学
系とを有する投射装置において、前記照明装置は、ラン
ダム偏光を射出する光源と、複数のレンズを平面状に有
する第1レンズ板および複数のレンズを平面状に有する
第2レンズ板から構成されるいわゆるフライアイインテ
グレータとを有し、前記光源からの射出光を前記第1レ
ンズ板の各レンズの開口によって決定される光束に分解
し、各光束を前記第2レンズ板の各レンズ上に集光し、
当該第2レンズ板からの射出光をライトバルブに重畳さ
せて照明する投射装置用照明装置において、前記第2レ
ンズ板上には、その一部に反射ミラー層及び当該反射ミ
ラー層上には1/4波長板層が構成され、前記光源から
の射出光は、前記ミラー層非形成部分を透過して射出さ
れ、該射出された光を互いに直角の方向に振動を有する
第1,第2偏光に偏光分離して、互いに異なる方向に射
出する偏光分離手段が設けられ、該偏光分離手段は、前
記被照明物体たるライトバルブ近傍に当該偏光分離手段
の第1偏光射出面が配置され、更に、該偏光分離手段の
第2偏光射出面近傍には、反射ミラーが光軸に対してミ
ラー面が垂直となるように配置され、前記偏光分離手段
から射出された第2偏光は、前記反射ミラーによって反
射されて進行し、前記偏光分離手段を経由して、前記第
2レンズ板上の反射ミラー層に入射、反射されて前記1
/4波長板層により第1偏光に変換され、当該反射光は
再度偏光分離手段に入射、当該偏光分離手段を経てライ
トバルブを照明するように設定され、さらに、前記偏光
分離手段と前記検光手段は同一の偏光ビームスプリッタ
である投射装置としたことを特徴とする。
[0020] The invention described in claim 8 is a lighting device, a light valve as a modulating means for modulating the illuminating light from the illuminating device according to image information, and emitting the light containing the modulated light. In a projection device having an analysis unit that detects the light emitted from the light valve and a projection optical system that projects the analysis light, the illumination device includes a light source that emits randomly polarized light, and a plurality of lenses. A so-called fly-eye integrator including a first lens plate having a planar shape and a second lens plate having a plurality of lenses in a planar shape, and emitting light from the light source to each lens of the first lens plate. Decomposing into a light flux determined by the aperture, condensing each light flux on each lens of the second lens plate,
In the illumination device for a projection device that illuminates the light emitted from the second lens plate so as to be superimposed on a light valve, a reflection mirror layer is partially provided on the second lens plate, and a reflection mirror layer is provided on the reflection mirror layer. A 波長 wavelength plate layer is formed, and the emitted light from the light source is emitted through the portion where the mirror layer is not formed, and the emitted light is oscillated in directions perpendicular to each other. Is provided, a polarization separating unit that emits light in different directions from each other is provided, and the polarized light separating unit is arranged with a first polarized light emitting surface of the polarized light separating unit near the light valve that is the illuminated object. In the vicinity of the second polarized light exit surface of the polarized light separating means, a reflecting mirror is arranged so that the mirror surface is perpendicular to the optical axis, and the second polarized light emitted from the polarized light separating means is reflected by the reflecting mirror. Reflected and progressing, Via the serial polarization separation means, incident on the reflective mirror layer on the second lens plate, said reflected 1
The reflected light is converted into the first polarized light by the 波長 wavelength plate layer, and the reflected light is again incident on the polarization separating means, and is set so as to illuminate the light valve through the polarized light separating means. The means is a projection device that is the same polarizing beam splitter.

【0021】請求項9に記載された発明は、請求項7又
は8記載の構成に加え、前記照明装置は、前記第2レン
ズ板と前記偏光分離手段の間には複数のフィールドレン
ズが配置され、又、前記第1レンズ板の個々のレンズに
よる開口によって決定される光束の当該開口の中央部を
通過する光線であって、光軸に対して平行な光線のうち
の前記偏光分離手段によって偏光分離された第2偏光の
光線は、前記反射ミラーによって反射され、前記反射ミ
ラー層に入射、反射の際には当該反射ミラー層部分にお
いては光軸に平行に維持されるように設定され、さら
に、前記偏光分離手段と前記検光手段は同一の偏光ビー
ムスプリッタであることを特徴とする。
According to a ninth aspect of the present invention, in addition to the configuration of the seventh or eighth aspect, in the illuminating device, a plurality of field lenses are arranged between the second lens plate and the polarization separating means. And a light beam that passes through the center of the opening of the light flux determined by the opening of each lens of the first lens plate and is polarized by the polarization splitting means among light beams parallel to the optical axis. The separated second polarized light beam is reflected by the reflection mirror, is incident on the reflection mirror layer, and is set so as to be kept parallel to the optical axis in the reflection mirror layer portion at the time of reflection. The polarization splitting means and the analyzing means are the same polarization beam splitter.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面に基づいて説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0023】[発明の実施の形態1]図1乃至図7に
は、この発明の実施の形態1を示す。
[First Embodiment of the Invention] FIGS. 1 to 7 show a first embodiment of the present invention.

【0024】図1は、この実施の形態1に係る投射装置
の全体を説明する構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram for explaining the entire projection device according to the first embodiment.

【0025】図中符号1は、ランプ及び楕円鏡等の凹面
鏡から構成される光源で、この光源1からランダム偏光
の光源光が出射されるようになっている。
In the figure, reference numeral 1 denotes a light source constituted by a lamp and a concave mirror such as an elliptical mirror. The light source 1 emits a randomly polarized light source.

【0026】この光源光は、図示しない整形レンズによ
って略平行光束に変換され、さらに、図示しない赤外線
吸収フィルター及び紫外線吸収フィルターを経て、第1
レンズ板2及び第2レンズ板3からなるフライアイイン
テグレータ4に入射される。これら第1,第2レンズ板
2,3は、図1及び図3等に示すように、それぞれ複数
のレンズ2a,3aが平面状に形成されている。
The light from the light source is converted into a substantially parallel light beam by a shaping lens (not shown), and further passes through an infrared absorption filter (not shown) and an ultraviolet absorption filter (not shown).
The light is incident on a fly-eye integrator 4 composed of the lens plate 2 and the second lens plate 3. Each of the first and second lens plates 2 and 3 has a plurality of lenses 2a and 3a formed in a plane as shown in FIGS.

【0027】その後、この第2レンズ3の近傍に配設さ
れた部分反射ミラー部材5を経由してフィールドレンズ
6にランダム偏光が入射されるようになっている。この
部分反射ミラー部材5は、透明ガラス板5a上に部分的
に反射ミラー層5bが図1及び図4等に示すように複数
本横帯状に形成され、この反射ミラー層5b上に1/4
波長板層5cが設けられ、各帯の間が光を透過するミラ
ー層非形成部分5dとなっている。ランダム偏光は、そ
のミラー層非形成部分5dを透過してフィールドレンズ
6に入射されることとなる。
Thereafter, random polarized light is made incident on the field lens 6 via the partial reflection mirror member 5 disposed near the second lens 3. In this partial reflection mirror member 5, a plurality of reflection mirror layers 5b are partially formed on a transparent glass plate 5a as shown in FIG. 1 and FIG. 4 and the like, and a quarter of the reflection mirror layer 5b is formed on the reflection mirror layer 5b.
A wavelength plate layer 5c is provided, and a gap between each band is a non-mirror layer-forming portion 5d that transmits light. The randomly polarized light is transmitted through the non-mirror layer forming portion 5 d and is incident on the field lens 6.

【0028】次いで、フィールドレンズ6を経由したラ
ンダム偏光は、クロスダイクロイックミラー7に入射さ
れる。このクロスダイクロイックミラー7は、R光,G
光を反射するダイクロイックミラー8と、B光を反射す
るダイクロイックミラー9とが互いに直交するようにX
型に配置されている。
Next, the randomly polarized light passing through the field lens 6 is incident on the cross dichroic mirror 7. This cross dichroic mirror 7 is used for R light, G light,
The dichroic mirror 8 that reflects the light and the dichroic mirror 9 that reflects the B light
Are arranged in a mold.

【0029】ここで、分離されたB光は、入射光軸と直
交する方向に進行し、折曲げミラー10にて進行方向を
直角に変換されてさらに進行してB光用フィールドレン
ズ11Bを経て、「偏光分離手段,検光手段」としての
B光用偏光ビームスプリッタ(偏光ビームスプリッタ)
12Bに入射される。
Here, the separated B light travels in a direction perpendicular to the incident optical axis, the traveling direction is changed to a right angle by the bending mirror 10, and further travels through the B light field lens 11B. , Polarizing beam splitter for B light (polarizing beam splitter) as "polarization separating means, analyzing means"
It is incident on 12B.

【0030】また、クロスダイクロイックミラー7によ
って分離されたR,G光混合光は、折曲げミラー13に
よって光軸を直角に変えて進行し、光軸に対して45度
の入射角に配置されたG光反射ダイクロイックミラー1
4に入射し、透過して入射光軸と同じ方向に進行するR
光と直角方向に反射されるG光とに色分離され、それぞ
れフィードレンズ11R,11Gを経て各色光用偏光ビ
ームスプリッタ12R,12Gに入射される。
The mixed R and G light separated by the cross dichroic mirror 7 travels by changing the optical axis to a right angle by the bending mirror 13 and is arranged at an incident angle of 45 degrees with respect to the optical axis. G light reflection dichroic mirror 1
R, which enters and transmits through and travels in the same direction as the incident optical axis.
The light is color-separated into light and G light reflected in a direction perpendicular to the light, and is incident on the polarization beam splitters 12R, 12G for the respective color lights via feed lenses 11R, 11G, respectively.

【0031】各偏光ビームスプリッタ12R,12G,
12Bに入射した各色光は、それぞれの偏光分離部によ
って反射されて射出される「第2偏光」としてのS偏光
と、入射方向と同じ方向に透過して射出される「第1偏
光」としてのP偏光とに偏光分離される。両偏光は互い
に直交する方向に射出される。
Each of the polarization beam splitters 12R, 12G,
Each of the color lights incident on 12B is reflected as a “second polarized light” as a “second polarized light” which is reflected and emitted by each polarization separation unit, and as a “first polarized light” as transmitted and emitted in the same direction as the incident direction. It is polarized and separated into P-polarized light. Both polarized lights are emitted in directions orthogonal to each other.

【0032】各偏光ビームスプリッタ12R,12G,
12Bを透過して射出された各色のP偏光は、各色用偏
光ビームスプリッタ12R,12G,12B射出面近傍
に配置された反射型ライトバルブ15R,15G,15
Bに入射され照明される。
Each of the polarization beam splitters 12R, 12G,
The P-polarized light of each color emitted through the 12B is reflected by the reflection type light valve 15R, 15G, 15 disposed near the emission surface of the polarization beam splitter 12R, 12G, 12B for each color.
It is incident on B and illuminated.

【0033】一方、各偏光ビームスプリッタ12R,1
2G,12Bを反射して射出した各色のS偏光は、この
各偏光ビームスプリッタ12R,12G,12B射出面
近傍に配置され、且つ、偏光分離部に対してライトバル
ブ15R,15G,15Bの鏡像の位置に光軸に対し垂
直にその反射面が配置された反射ミラー16R,16
G,16Bに入射し、反射の法則に従って反射される。
On the other hand, each polarization beam splitter 12R, 1
The S-polarized light of each color reflected and emitted from 2G and 12B is disposed near the exit surface of each of the polarization beam splitters 12R, 12G and 12B, and is a mirror image of the light valves 15R, 15G and 15B with respect to the polarization splitting unit. Reflection mirrors 16R and 16 whose reflection surfaces are arranged at positions perpendicular to the optical axis.
G, 16B and is reflected according to the law of reflection.

【0034】この反射ミラー16R,16G,16Bに
よって反射されたS偏光は、そのままS偏光状態を維持
し、入射光線と同じ光軸にて、逆行して進行し、各色光
用偏光ビームスプリッタ12R,12G,12Bに入射
されて偏光分離部で反射されて射出され、各色光用のフ
ィールドレンズ11R,11G,11Bを透過する。
The S-polarized light reflected by the reflection mirrors 16R, 16G, and 16B maintains the S-polarized state as it is, travels backward in the same optical axis as the incident light beam, and travels in the opposite direction. The light is incident on 12G and 12B, is reflected and emitted by the polarization separation unit, and is transmitted through the field lenses 11R, 11G and 11B for each color light.

【0035】そして、反射ミラー16Bにて反射された
B光のS偏光は、B光反射ダイクロイックミラー9にて
反射され、フィールドレンズ6を経て前記部分反射ミラ
ー部材5上の前記反射ミラー層5bに入射され、さらに
反射される。
Then, the S-polarized light of the B light reflected by the reflecting mirror 16B is reflected by the B light reflecting dichroic mirror 9 and passes through the field lens 6 to the reflecting mirror layer 5b on the partially reflecting mirror member 5. It is incident and is further reflected.

【0036】また、反射ミラー16R,16Gにて反射
されたR光,G光のS偏光は、B光と同様に入射光線と
同じ光軸で逆方向に進行し、ダイクロイックミラー14
によって色合成され、さらにダイクロイックミラー8に
よって反射されて進行して、前記部分反射ミラー部材5
の前記反射ミラー層5bに入射され、再度反射される。
The S-polarized light of the R light and the G light reflected by the reflection mirrors 16R and 16G travels in the opposite direction on the same optical axis as the incident light, similarly to the B light.
And the light is further reflected by the dichroic mirror 8 and travels.
And is reflected again by the reflection mirror layer 5b.

【0037】この際には、部分反射ミラー部材5上の反
射ミラー層5bに入射するR光,G光,B光のS偏光
は、前記反射ミラー層5b上に形成された1/4波長板
層5cを経由して反射ミラー層5bに入射されるわけで
あるが、反射されて1/4波長板層5cを再度通過する
ことによりS偏光からP偏光に変換されて再度クロスダ
イクロイックミラー7の方向へ進行する。
At this time, the S-polarized light of the R light, G light and B light incident on the reflection mirror layer 5b on the partial reflection mirror member 5 is reflected on the 波長 wavelength plate formed on the reflection mirror layer 5b. The light enters the reflection mirror layer 5b via the layer 5c, but is reflected and converted again from S-polarized light to P-polarized light by passing through the quarter-wave plate layer 5c again. Proceed in the direction.

【0038】なお、前記1/4波長板層5cは、その進
相軸が入射する偏光の振動方向と45度の角度を有する
ように配置されているために一度通過すると円偏光に変
換され、再度反射されて通過することによって振動方向
が90度変換された直線偏光に変換される。
Since the quarter-wave plate layer 5c is disposed so that its fast axis has an angle of 45 degrees with the oscillation direction of the incident polarized light, it passes through once and is converted into circularly polarized light. By being reflected again and passing through, it is converted into linearly polarized light whose vibration direction has been converted by 90 degrees.

【0039】そして、S偏光からP偏光に変換されて進
行する各色光は、再度、ダイクロイックミラー8,14
によりR光,G光、又、ダイクロイックミラー9により
B光の三色分解されてフィールドレンズ11R,11
G,11Bを経て各色光用偏光ビームスプリッタ12
R,12G,12Bに入射される。
Each color light, which is converted from S-polarized light to P-polarized light, travels again to the dichroic mirrors 8 and 14.
, The R light and the G light, and the dichroic mirror 9 separates the B light into three colors.
G, 11B, polarization beam splitter 12 for each color light
R, 12G, and 12B are incident.

【0040】各偏光ビームスプリッタ12R,12G,
12Bに入射する前記反射ミラー層5bからの各反射色
光は、上記のようにP偏光であるために各偏光ビームス
プリッタ12R,12G,12Bの偏光分離部を透過し
て射出し、各色光用ライトバルブ15R,15G,15
Bに入射され、これら各ライトバルブ15R,15G,
15Bを照明する。
Each of the polarizing beam splitters 12R, 12G,
Each reflected color light from the reflection mirror layer 5b incident on the reflection mirror layer 12B is P-polarized light as described above, so that the reflected color light passes through the polarization splitters of the polarization beam splitters 12R, 12G, and 12B, and exits. Valves 15R, 15G, 15
B, and these light valves 15R, 15G,
Illuminate 15B.

【0041】以上により、各色光用ライトバルブ15
R,15G,15Bへの照明が説明された。このように
従来ならば廃棄されるS偏光が、本発明によってP偏光
に変換されてライトバルブ15R,15G,15Bを照
明できることから効率の良い重畳照明が達成できること
が理解できる。
As described above, the light valve 15 for each color light
Illumination for R, 15G, 15B has been described. As described above, since conventionally discarded S-polarized light can be converted into P-polarized light by the present invention to illuminate the light valves 15R, 15G, and 15B, it can be understood that efficient superimposed illumination can be achieved.

【0042】そして、各ライトバルブ15R,15G,
15Bに入射された上記P偏光の照明光は、各ライトバ
ルブ15R,15G,15Bの画像信号によって変調さ
れる。当該変調光は、S偏光となって非変調光(P偏
光)との混合光として当該ライトバルブ15R,15
G,15Bから射出され、各色光用偏光ビームスプリッ
タ12R,12G,12Bの偏光分離部によって変調光
のみ反射され、非変調光は透過されて廃棄されることに
より検光が達成される。
Then, each of the light valves 15R, 15G,
The P-polarized illumination light incident on 15B is modulated by image signals of the light valves 15R, 15G, and 15B. The modulated light becomes S-polarized light and is mixed with unmodulated light (P-polarized light) as mixed light.
G, 15B, and only the modulated light is reflected by the polarization splitters of the polarization beam splitters 12R, 12G, 12B for each color light, and the unmodulated light is transmitted and discarded, thereby achieving the light detection.

【0043】各偏光ビームスプリッタ12R,12G,
12Bから反射、射出された検光光は、色合成光学系を
構成するクロスダイクロイックプリズム18に、それぞ
れ異なる入射面から入射される。このクロスダイクロイ
ックプリズム18は、当該プリズム18中で互いに直交
するB光反射ダイクロイック膜18B及び、R光反射ダ
イクロイック膜18Rを有しており、入射したR光はそ
のダイクロイック膜18Rによって、B光はダイクロイ
ック膜18Bによってそれぞれ同一方向に反射され、G
光は前記両膜18B,18Rを透過してやはり同一方向
に進行する。これらR光,G光,B光は、投射光として
射出され、「投射光学系」としての投射レンズ19に入
射して図示しないスクリーン上に高輝度のカラー像とし
て投射される。また、フライアイインテグレータ4を採
用した構成が本発明の基本となっていることより、均一
な明るさの投射像も得ることができる。
Each of the polarization beam splitters 12R, 12G,
The analysis light reflected and emitted from 12B enters the cross dichroic prism 18 constituting the color combining optical system from different incident surfaces. The cross dichroic prism 18 has a B light reflecting dichroic film 18B and an R light reflecting dichroic film 18R which are orthogonal to each other in the prism 18, and the incident R light is dichroic by the dichroic film 18R. G is reflected in the same direction by the film 18B.
Light passes through the two films 18B and 18R and also travels in the same direction. These R light, G light, and B light are emitted as projection light, enter a projection lens 19 as a “projection optical system”, and are projected as a high-luminance color image on a screen (not shown). Further, since the configuration employing the fly-eye integrator 4 is the basis of the present invention, a projection image with uniform brightness can be obtained.

【0044】ここで、更に詳細に本発明に係る被照射物
体としての各ライトバルブ15R,15G,15Bへの
照明光学系について説明する。
Here, the illumination optical system for each of the light valves 15R, 15G and 15B as an object to be illuminated according to the present invention will be described in further detail.

【0045】図2は上記投射装置のライトバルブへの照
明光学系の主要部を示したものである。本来ならば、R
光、G光ならびにB光について記載すべきであるが、三
色ともその光路長は同じであること、基本的な構成は同
じであることより、3つのライトバルブ15R,15
G,15Bを代表してライトバルブ15とし、偏光ビー
ムスプリッタ12R,12G,12Bを偏光ビームスプ
リッタ12とし、フィールドレンズ11R,11G,1
1Bをフィールドレンズ11とし、更に、反射ミラー1
6R,16G,16Bを反射ミラー16として記載し
た。なお、ここでは、三色分離合成光学系及び折曲げミ
ラーの図示は省略した。
FIG. 2 shows a main part of an illumination optical system for a light valve of the projection device. Originally, R
Although light, G light, and B light should be described, the three light valves 15R and 15 have the same optical path length and the same basic configuration for all three colors.
G, 15B as a light valve 15, polarization beam splitters 12R, 12G, 12B as polarization beam splitters 12, and field lenses 11R, 11G, 1
1B is a field lens 11, and the reflection mirror 1
6R, 16G and 16B are described as the reflection mirror 16. Here, the illustration of the three-color separation / synthesis optical system and the bending mirror is omitted.

【0046】図3は、第1レンズ板2の形状を示す斜視
図である。この図に示すように、表面には横6×縦5個
の凸形状のレンズ2aが平面的に配置された構成となっ
ており、当該レンズ2aが形成された面側と反対の面側
は平面となっている。
FIG. 3 is a perspective view showing the shape of the first lens plate 2. As shown in this figure, the surface has a configuration in which 6 × 5 vertical convex lenses 2a are arranged in a plane, and the surface opposite to the surface on which the lens 2a is formed is It is a plane.

【0047】但し、一番上の横一列である横第1列目及
び、上から4番目の横一列である横第4列目のレンズ2
aは、他のレンズ2aの上半分をカットした形状に形成
されており、当該他のレンズ2aの半分の大きさとなっ
ている。
However, the lens 2 in the first horizontal row, which is the top horizontal row, and the fourth horizontal row, which is the fourth horizontal row from the top,
“a” is formed in a shape obtained by cutting the upper half of the other lens 2a, and is half the size of the other lens 2a.

【0048】また、第2レンズ板3は、図2の第1レン
ズ板2とその外形は略同じ大きさであり、表面に形成さ
れている凸レンズからなるレンズ3aの配列は、第1レ
ンズ板2と同じ配列であって横6×縦5である。ただ
し、第1レンズ板2のレンズ2aの形状と第2レンズ板
3のレンズ3aの形状とでは異なる。以下に述べるよう
に、第1レンズ板2のレンズ2aと、第2レンズ板3の
レンズ3aとでは、それぞれ目的が異なるからである。
The outer shape of the second lens plate 3 is substantially the same as that of the first lens plate 2 shown in FIG. 2, and the arrangement of the lenses 3a formed of convex lenses on the surface is the same as that of the first lens plate 2. The arrangement is the same as that of 2, which is 6 × 5. However, the shape of the lens 2a of the first lens plate 2 and the shape of the lens 3a of the second lens plate 3 are different. This is because the purpose is different between the lens 2a of the first lens plate 2 and the lens 3a of the second lens plate 3, as described below.

【0049】本実施の形態1においては、光源1からの
光源光は図示しない整形光学系によって略平行光束に整
形されて第1レンズ板2に入射され、この第1レンズ板
2上のレンズ2aの個々によって決まる開口によって個
々の平行光束は、第2レンズ板3上の相対するレンズ3
a上に集光するように設定されている。すなわち、第1
レンズ板2のレンズ2aの略焦点位置に、第2レンズ板
3のレンズ3aが配置されるように、当該第1レンズ板
2上のレンズ2aの形状と、第2レンズ板3の配置位置
が決定される。また、第1レンズ板2のレンズ2a上の
光点が、第2レンズ板3上の相対するレンズ3aによ
り、フィールドレンズ6及びフィールドレンズ11を経
て、ライトバルブ15上ならびに、当該ライトバルブ1
5と共役な位置に配置される反射ミラー16上に結像す
るように当該第2レンズ板3のレンズ3aの形状が決定
される。
In the first embodiment, the light source light from the light source 1 is shaped into a substantially parallel light beam by a shaping optical system (not shown) and is incident on the first lens plate 2, and the lens 2a on the first lens plate 2 Due to the aperture determined by each of the individual lenses, the individual parallel light beams
It is set to converge on a. That is, the first
The shape of the lens 2a on the first lens plate 2 and the position of the second lens plate 3 are set such that the lens 3a of the second lens plate 3 is disposed substantially at the focal position of the lens 2a of the lens plate 2. It is determined. The light spot on the lens 2a of the first lens plate 2 is moved by the opposing lens 3a on the second lens plate 3, through the field lens 6 and the field lens 11, on the light valve 15, and on the light valve 1
The shape of the lens 3a of the second lens plate 3 is determined so that an image is formed on the reflection mirror 16 arranged at a position conjugate with the lens 5.

【0050】また、図2に示すように、この第2レンズ
板3の射出面に近接して配設された前記部分反射ミラー
部材5の構成を図4に示す。これは前述のように、透明
ガラス板5a上に横方向に沿う帯状の反射ミラー層5b
と、当該反射ミラー層5b上に1/4波長板層5cを配
置した構成となっている。
FIG. 4 shows the structure of the partial reflection mirror member 5 disposed close to the exit surface of the second lens plate 3, as shown in FIG. This is, as described above, a strip-shaped reflection mirror layer 5b extending along the lateral direction on the transparent glass plate 5a.
And a 1/4 wavelength plate layer 5c disposed on the reflection mirror layer 5b.

【0051】そして、この部分反射ミラー部材5を第2
レンズ板3に近接して配置する際には、第2レンズ板3
上の個々のレンズ3aの境界線の横線の位置と、部分反
射ミラー部材5の反射ミラー層5b帯の中心位置が略一
致するように配置される。
Then, the partially reflecting mirror member 5 is
When it is arranged close to the lens plate 3, the second lens plate 3
It is arranged so that the position of the horizontal line of the boundary line of the individual lenses 3a and the center position of the reflection mirror layer 5b band of the partial reflection mirror member 5 substantially coincide with each other.

【0052】本実施の形態1における部分反射ミラー部
材5の反射ミラー層5bの幅は、当該反射ミラー層5b
とミラー層非形成部分5dとの比が略同じになるように
形成した。但し、上から3列目並びに上から6列目の反
射ミラー層5bの幅は、他の列の幅の半分であり、この
反射ミラー層5bの3列目と4列目との間のミラー層非
形成部分5dの幅は、その3列目の反射ミラー層5bの
幅と同じに設定されている。
The width of the reflecting mirror layer 5b of the partially reflecting mirror member 5 in the first embodiment is different from that of the reflecting mirror layer 5b.
And the mirror layer non-forming portion 5d. However, the width of the reflecting mirror layer 5b in the third and sixth rows from the top is half the width of the other rows, and the mirror between the third and fourth rows of the reflecting mirror layer 5b The width of the non-layer portion 5d is set to be the same as the width of the third-row reflection mirror layer 5b.

【0053】これは、部分反射ミラー部材5が第2レン
ズ板3と近接して配置された際に、レンズ3aの凸部の
山の位置近傍には、反射ミラー層5bの帯部が近接して
配置されるからである。
This is because when the partial reflection mirror member 5 is arranged close to the second lens plate 3, the band of the reflection mirror layer 5b is close to the position near the peak of the convex portion of the lens 3a. It is because it is arranged.

【0054】そして、反射ミラー層5bとミラー層非形
成部分5dの配置は、この反射ミラー層5bの中心位置
(O1,O2,O3,O4,O5,O6)と、ミラー層
非形成部分5dの中心位置(O1,O2,O3,O4,
O5,O6)とが、それぞれ所定の直線(中心線OA)
に対して対称の関係に設定されている。
The arrangement of the reflection mirror layer 5b and the non-mirror layer forming portion 5d depends on the center position (O1, O2, O3, O4, O5, O6) of the reflection mirror layer 5b and the mirror layer non-forming portion 5d. Center position (O1, O2, O3, O4
O5, O6) are respectively predetermined straight lines (center line OA)
Is set to be symmetrical with respect to.

【0055】次いで、前述の第1レンズ板2,第2レン
ズ板3,フィールドレンズ6,11によるライトバルブ
15及び反射ミラー16上への結像の様子を図5を用い
て説明する。
Next, how the first lens plate 2, the second lens plate 3, and the field lenses 6, 11 form an image on the light valve 15 and the reflection mirror 16 will be described with reference to FIG.

【0056】この図5に示す光線は、第1レンズ板2上
の個々のレンズ2aの形成する開口の一番外側の両光線
と真ん中を光軸に平行に入射する3本の光線について、
中心線Oの直上位置及び一番下のレンズ開口について記
載した。
The light beams shown in FIG. 5 are the two light beams on the outermost sides of the apertures formed by the individual lenses 2a on the first lens plate 2 and the three light beams incident on the center parallel to the optical axis.
The position immediately above the center line O and the lowermost lens aperture are described.

【0057】第1レンズ板2の各開口部に入射する光線
のうちの、光軸に平行に入射して各開口部の中心を通過
する光線は、第2レンズ板3の第1レンズ板2の開口に
相対するレンズ3aの中央部を通過し、前記部分反射ミ
ラー部材5のミラー層非形成部分5dを透過して互いに
光軸に対して平行に(すなわち、テレセントリックな特
性を維持して)進行し、フィールドレンズ6,11によ
ってライトバルブ15及び反射ミラー16の略中央部に
集光される。
Of the light rays entering each opening of the first lens plate 2, the light rays incident parallel to the optical axis and passing through the center of each opening are the first lens plate 2 of the second lens plate 3. Passes through the central portion of the lens 3a facing the opening of the lens, passes through the non-mirror layer-forming portion 5d of the partial reflection mirror member 5, and is parallel to the optical axis with each other (that is, while maintaining telecentric characteristics). The light travels and is condensed by the field lenses 6 and 11 at substantially the center of the light valve 15 and the reflection mirror 16.

【0058】また、第1レンズ板2の各開口部の図面上
の上部に互いに光軸に平行に入射する光線は、前記の説
明のように第1レンズ板2のレンズ2aの焦点距離の位
置に第2レンズ板3が配置されている構成から、第2レ
ンズ板3のレンズ3a中央部にて前記第1レンズ板2上
の開口部の中央を通過する光線と交差し、同様に部分反
射ミラー部材5のミラー層非形成部分5dを透過してフ
ィールドレンズ6,11によって図のライトバルブ15
の下部分ならびに反射ミラー16の右部分に集光され
る。
Light rays incident on the upper portions of the openings of the first lens plate 2 in the drawing in parallel to the optical axis are positioned at the focal length of the lens 2a of the first lens plate 2 as described above. Since the second lens plate 3 is arranged at the center, the light beam passing through the center of the opening on the first lens plate 2 intersects at the center of the lens 3a of the second lens plate 3, and similarly the partial reflection The light valve 15 shown in FIG.
And the right portion of the reflection mirror 16.

【0059】さらに、第1レンズ板2上の開口部の図面
上の下部に互いに平行に入射する光線は、前記の説明の
ように第1レンズ板2のレンズ2aの焦点位置に第2レ
ンズ板3が配置されている構成から、第2レンズ板3の
レンズ3a中央部にて前記第1レンズ板2上の開口部の
中央を通過する光線と交差し、同様に部分反射ミラー部
材5のミラー層非形成部分5dである透明部分を透過し
てフィールドレンズ6,11によって図のライトバルブ
15の上部分ならびに反射ミラー16の左部分に集光さ
れる。
Further, the light rays incident parallel to each other at the lower part of the opening on the first lens plate 2 in the drawing are shifted to the focal position of the lens 2a of the first lens plate 2 as described above. 3, the light beam passing through the center of the opening on the first lens plate 2 intersects with the light beam passing through the center of the lens 3 a of the second lens plate 3. The light passes through the transparent portion, which is the non-layer-forming portion 5d, and is condensed by the field lenses 6 and 11 on the upper portion of the light valve 15 and the left portion of the reflection mirror 16 in the drawing.

【0060】ここで、偏光ビームスプリッタ12を透過
するP偏光によるライトバルブ15への照明は、上記の
反射S偏光による反射ミラー16への照明と、偏光ビー
ムスプリッタ12の偏光分離部に対して鏡像の関係にて
照明される。これは、ライトバルブ15と反射ミラー1
6は照明光学系において共役の位置に配置されているか
らである。
Here, the illumination of the light valve 15 with the P-polarized light transmitted through the polarization beam splitter 12 illuminates the reflection mirror 16 with the reflected S-polarized light and the mirror image of the polarization beam splitter of the polarization beam splitter 12. It is illuminated in the relationship. This is because the light valve 15 and the reflection mirror 1
6 is disposed at a conjugate position in the illumination optical system.

【0061】次に、反射ミラー16にて反射された反射
光によるライトバルブ15への照明光学系について説明
する。
Next, an optical system for illuminating the light valve 15 with the light reflected by the reflection mirror 16 will be described.

【0062】図6は第1レンズ板2の中心線O直上位置
にある開口に入射する光線の反射ミラー16への入射
と、当該反射ミラー16による反射光線のライトバルブ
15への照明の様子を示した説明図である。
FIG. 6 shows the state in which a light beam incident on the opening located immediately above the center line O of the first lens plate 2 is incident on the reflection mirror 16 and the light beam reflected by the reflection mirror 16 is illuminated on the light valve 15. FIG.

【0063】図5と同様に第1レンズ板2の中心線O直
上位置にある開口の中心と一番外側に入射する光線の3
光線を記載した。
As in FIG. 5, the center of the aperture located just above the center line O of the first lens plate 2 and the 3
Light rays are described.

【0064】まず、第1レンズ板2の開口部の中央部を
光軸に平行に入射する光線は、図5の説明から反射ミラ
ー16の略中央部に光軸に対し所定の角度を有して入射
し、反射の法則にて反射される。この反射ミラー16
は、光軸に対して垂直に配置されている。従って、当該
ミラー16により反射の法則に従って反射された当該入
射光線は、S偏光であるために再度偏光ビームスプリッ
タ12に入射して、当該偏光ビームスプリッタ12の偏
光分離部を反射して入射光軸と所定の傾きを持って進行
してフィールドレンズ11,6によって、フィールドレ
ンズ6透過後には光軸に対して平行にされて(すなわ
ち、テレセントリックな特性を維持して)、部分反射ミ
ラー部材5の反射ミラー層5bに1/4波長板層5cを
経由して入射する。この入射される反射ミラー層5b
は、前述の第2レンズ板3のレンズ3aの図面上の下部
に対応する位置(当該光線が透過射出する部分反射ミラ
ー部材5のミラー層非形成部分5dと中心線OAに対し
て対称の位置)に配置されたものである。そして、当該
反射ミラー層5bに入射した光線は、テレセントリック
性が維持されており、光軸に対して平行な方向であるた
めに入射方向と全く逆方向に反射され、1/4波長板層
5cを再度通過することによりP偏光となって進行し、
前記の光軸に対し所定の傾きを持って進行し、偏光ビー
ムスプリッタ12に入射されて、当該偏光ビームスプリ
ッタ12の偏光分離部を透過してライトバルブ15に入
射される。
First, a light beam incident on the central portion of the opening of the first lens plate 2 in parallel with the optical axis has a predetermined angle with respect to the optical axis at substantially the central portion of the reflection mirror 16 from the description of FIG. And is reflected by the law of reflection. This reflection mirror 16
Are arranged perpendicular to the optical axis. Therefore, the incident light beam reflected by the mirror 16 according to the law of reflection enters the polarization beam splitter 12 again because it is S-polarized light, reflects the polarization beam splitter of the polarization beam splitter 12, and enters the incident optical axis. After passing through the field lenses 11 and 6, the light is made parallel to the optical axis after passing through the field lens 6 (that is, while maintaining telecentric characteristics), and the partial reflection mirror member 5 The light enters the reflection mirror layer 5b via the 波長 wavelength plate layer 5c. This incident reflection mirror layer 5b
Is a position corresponding to the lower portion of the lens 3a of the second lens plate 3 in the drawing (a position symmetrical with respect to the center line OA with the mirror layer non-formed portion 5d of the partial reflection mirror member 5 through which the light beam is transmitted and emitted). ). The light beam incident on the reflection mirror layer 5b maintains telecentricity and is reflected in a direction completely opposite to the incident direction because it is in a direction parallel to the optical axis. Pass through again to become P-polarized light,
The light travels with a predetermined inclination with respect to the optical axis, enters the polarization beam splitter 12, passes through the polarization splitter of the polarization beam splitter 12, and enters the light valve 15.

【0065】また、第1レンズ板2の中心線O直上位置
のレンズ2a開口部の上部に光軸に平行に入射する光線
は、第2レンズ板3のレンズ3a上で第1レンズ板2の
開口部の中央部を通過する光線と交わり、部分反射ミラ
ー部材5のミラー層非形成部分5dを透過して進行し、
フィールドレンズ6,11及び偏光ビームスプリッタ1
2を経て反射ミラー16の右部に入射される。そして、
当該反射ミラー16による反射光線は、入射光線と所定
の傾きを持って進行し、偏光ビームスプリッタ12に入
射されて、偏光分離部によって反射され、フィールドレ
ンズ6,11を経て前記開口部の中央部に入射する光線
と同じ位置に光軸に対し角度を持って部分反射ミラー部
材5の反射ミラー層5bに集光される。当該部分反射ミ
ラー部材5の反射ミラー層5bによる反射光は、反射の
法則に従って反射されて進行し、P偏光に変換されてフ
ィールドレンズ6,11を経て偏光ビームスプリッタ1
2に入射し、光軸に対して所定の角度を有してライトバ
ルブ15の上部に入射される。
The light rays incident parallel to the optical axis on the upper part of the opening of the lens 2 a at the position just above the center line O of the first lens plate 2 are reflected by the first lens plate 2 on the lens 3 a of the second lens plate 3. Intersects with the light beam passing through the central part of the opening, passes through the non-mirror layer forming portion 5d of the partial reflection mirror member 5, and proceeds.
Field lenses 6, 11 and polarizing beam splitter 1
After that, the light is incident on the right part of the reflection mirror 16. And
The light beam reflected by the reflection mirror 16 travels with a predetermined inclination with respect to the incident light beam, enters the polarization beam splitter 12, is reflected by the polarization splitter, passes through the field lenses 6, 11, and passes through the central portion of the opening. Is focused on the reflection mirror layer 5b of the partial reflection mirror member 5 at the same position as the light beam incident on the partial reflection mirror member 5 at an angle to the optical axis. The light reflected by the reflection mirror layer 5b of the partial reflection mirror member 5 is reflected and travels according to the law of reflection, is converted into P-polarized light, passes through the field lenses 6 and 11, and is polarized.
2, and is incident on the upper part of the light valve 15 at a predetermined angle with respect to the optical axis.

【0066】さらに、第1レンズ板2の開口部の下部に
光軸に平行に入射する光線は、第2レンズ板3のレンズ
3a上で第1レンズ板2の開口部の中央部を通過する光
線と交わり、部分反射ミラー部材5のミラー層非形成部
分5dを透過して進行し、フィールドレンズ6,11、
ならびに偏光ビームスプリッタ12を経て反射ミラー1
6の左部に入射される。当該反射ミラー16による反射
光線は、入射光線と所定の傾きを持って進行し、偏光ビ
ームスプリッタ12に入射されて、偏光分離部によって
反射され、フィールドレンズ11,6を経て前記開口部
の中央部に入射する光線と同じ位置に光軸に対し所定の
角度を持って部分反射ミラー部材5の反射ミラー層5b
に集光される。この部分反射ミラー部材5の反射ミラー
層5bによる反射光は、反射の法則に従って反射されて
進行し、P偏光に変換されてフィールドレンズ6,11
を経て偏光ビームスプリッタ12に入射し、光軸に対し
て所定の角度を有してライトバルブ15の下部に入射さ
れる。
Further, the light beam incident on the lower part of the opening of the first lens plate 2 in parallel with the optical axis passes through the center of the opening of the first lens plate 2 on the lens 3a of the second lens plate 3. Intersects with the light beam, passes through the non-mirror layer-forming portion 5d of the partial reflection mirror member 5, and travels therethrough.
And the reflection mirror 1 through the polarizing beam splitter 12
6 is incident on the left side. The light reflected by the reflecting mirror 16 travels with a predetermined inclination with respect to the incident light, enters the polarization beam splitter 12, is reflected by the polarization splitting unit, passes through the field lenses 11 and 6, and passes through the central portion of the opening. The reflection mirror layer 5b of the partial reflection mirror member 5 at a predetermined angle with respect to the optical axis at the same position as the light beam incident on
Is collected. The light reflected by the reflecting mirror layer 5b of the partially reflecting mirror member 5 is reflected and travels according to the law of reflection, is converted into P-polarized light, and is converted into P-polarized light.
Then, the light enters the polarization beam splitter 12 and enters the lower part of the light valve 15 at a predetermined angle with respect to the optical axis.

【0067】さらにまた、図7には、第1レンズ板2の
上記と異なる開口部に入射する同様な3光線を示す。こ
の図7は第1レンズ板2の図面上、最下部に形成された
レンズ2aの開口部に入射した3光線を示したものであ
る。
FIG. 7 shows three similar light rays incident on the first lens plate 2 at openings different from those described above. FIG. 7 shows three rays incident on the opening of the lens 2a formed at the lowermost part in the drawing of the first lens plate 2.

【0068】この開口部の中央部に、光軸に対して平行
に入射した光線は、第2レンズ板3の相対するレンズ3
aの中央部を光軸に平行に進行し、フィールドレンズ
6,11、ならびに偏光ビームスプリッタ12を経て反
射ミラー16の略中央部に光軸に対して所定の入射角に
て入射される。当該反射ミラー16による反射光は、図
6に示す光線より光軸に対して大きい傾きを有して進行
し、偏光ビームスプリッタ12の偏光分離部に反射され
てフィールドレンズ11,6によって光軸に対して平行
な光線にされて(すなわち、テレセントリックな特性を
維持して)部分反射ミラー部材5の図面上、一番上部の
反射ミラー層5b(当該光線が透過したミラー層非形成
部分5dと中心線OAに対して対称位置の反射ミラー層
5b)に1/4波長板層5cを経て入射される。
The light beam incident on the center of the opening parallel to the optical axis is directed to the opposite lens 3 of the second lens plate 3.
The light travels in the central portion of a in parallel with the optical axis, and enters the substantially central portion of the reflection mirror 16 via the field lenses 6 and 11 and the polarizing beam splitter 12 at a predetermined incident angle with respect to the optical axis. The light reflected by the reflection mirror 16 travels with a larger inclination with respect to the optical axis than the light beam shown in FIG. On the drawing of the partially reflecting mirror member 5, the uppermost reflecting mirror layer 5b (the mirror layer non-forming portion 5d through which the light is transmitted and the center thereof are converted into parallel rays (that is, while maintaining the telecentric characteristic)). The light is incident on the reflection mirror layer 5b) symmetrical with respect to the line OA via the quarter-wave plate layer 5c.

【0069】当該反射ミラー層5bによる反射光は、テ
レセントリック性を維持しているために入射光と同じ光
線方向で逆行してP偏光に変換されて進行し、フィール
ドレンズ6,11、偏光ビームスプリッタ12を経てラ
イトバルブ15の略中央部に図6に比較して光軸に対し
て大きい傾きを有して入射される。
The light reflected by the reflection mirror layer 5b is converted to P-polarized light in the same light direction as the incident light and travels, because the telecentricity is maintained, and the light is reflected by the field lenses 6, 11 and the polarization beam splitter. The light is incident on the light valve 15 through the center 12 at a substantially central portion with respect to the optical axis as compared with FIG.

【0070】また、第1レンズ板2のレンズ2a開口部
の上部に光軸に平行に入射する光線は、第2レンズ板3
のレンズ3a上で、第1レンズ板2の開口部の中央部を
通過する光線と交わり、部分反射ミラー部材5のミラー
層非形成部分5dを透過して進行し、フィールドレンズ
6,11、ならびに偏光ビームスプリッタ12を経て反
射ミラー16の右部に図6の入射角より大きい角度で入
射される。当該反射ミラー16による反射光線は、入射
光線と図6より光軸に対して大きい傾きを持って進行
し、偏光ビームスプリッタ12に入射されて、偏光分離
部によって反射され、フィールドレンズ11,6を経て
前記開口部の中央部に入射する光線と同じ位置に光軸に
対し所定の角度を持って部分反射ミラー部材5の反射ミ
ラー層5bに集光される。当該部分反射ミラー部材5の
反射ミラー層5bによる反射光は、反射の法則に従って
反射されて進行し、P偏光に変換されてフィールドレン
ズ6,11を経て偏光ビームスプリッタ12に入射し、
光軸に対して所定の角度を有してライトバルブ15の上
部に入射される。
Light rays incident on the upper part of the opening of the lens 2a of the first lens plate 2 in parallel with the optical axis are incident on the second lens plate 3.
Intersects with the light beam passing through the central portion of the opening of the first lens plate 2, passes through the non-mirror layer-forming portion 5d of the partial reflection mirror member 5, and travels on the lens 3a. The light is incident on the right part of the reflection mirror 16 through the polarization beam splitter 12 at an angle larger than the incident angle in FIG. The light beam reflected by the reflection mirror 16 travels with a larger inclination with respect to the optical axis than the incident light beam as shown in FIG. The light is condensed on the reflection mirror layer 5b of the partial reflection mirror member 5 at a predetermined angle with respect to the optical axis at the same position as the light beam incident on the central portion of the opening. The light reflected by the reflection mirror layer 5b of the partial reflection mirror member 5 is reflected and travels according to the law of reflection, is converted into P-polarized light, enters the polarization beam splitter 12 through the field lenses 6 and 11, and
The light is incident on the upper part of the light valve 15 at a predetermined angle with respect to the optical axis.

【0071】さらに、第1レンズ板2の開口部の下部に
光軸に平行に入射する光線は、第2レンズ板3のレンズ
3a上で第1レンズ板2の開口部の中央部を通過する光
線と交わり、部分反射ミラー部材5のミラー層非形成部
分5dを透過して進行し、フィールドレンズ6,11、
ならびに偏光ビームスプリッタ12を経て反射ミラー1
6の左部に図6より大きい入射角度にて入射される。当
該反射ミラー16による反射光線は、入射光線と所定の
傾きを持って進行し、偏光ビームスプリッタ12に入射
されて、偏光分離部によって反射され、フィールドレン
ズ11,6を経て前記開口部の中央部に入射する光線と
同じ位置に光軸に対し一定の角度を持って部分反射ミラ
ー部材5の反射ミラー層5bに集光される。当該部分反
射ミラー部材5の反射ミラー層5bによる反射光は、反
射の法則に従って反射されて進行し、P偏光に変換され
てフィールドレンズ6,11を経て偏光ビームスプリッ
タ12に入射し、光軸に対して所定の角度を有してライ
トバルブ15の下部に入射される。
Further, the light beam incident on the lower part of the opening of the first lens plate 2 in parallel with the optical axis passes through the center of the opening of the first lens plate 2 on the lens 3 a of the second lens plate 3. Intersects with the light beam, passes through the non-mirror layer-forming portion 5d of the partial reflection mirror member 5, and travels therethrough.
And the reflection mirror 1 through the polarizing beam splitter 12
6 is incident on the left side at an incident angle larger than that in FIG. The light reflected by the reflecting mirror 16 travels with a predetermined inclination with respect to the incident light, enters the polarization beam splitter 12, is reflected by the polarization splitting unit, passes through the field lenses 11 and 6, and passes through the central portion of the opening. Are focused on the reflection mirror layer 5b of the partial reflection mirror member 5 at a fixed angle with respect to the optical axis at the same position as the light beam incident on. The light reflected by the reflection mirror layer 5b of the partial reflection mirror member 5 is reflected and travels according to the law of reflection, is converted into P-polarized light, enters the polarization beam splitter 12 through the field lenses 6 and 11, and is incident on the optical axis. The light is incident on the lower part of the light valve 15 at a predetermined angle.

【0072】なお、図7では、第1レンズ板2の紙面の
一番下部の開口を通過する光線を示したが、この上部の
開口に入射する光線は、図7で記載の光線が入射する部
分反射ミラー部材5の反射ミラー層5bのすぐ下に構成
された反射ミラー層5bに、反射ミラー16からの反射
光が入射されることが理解できる。してみれば、第1レ
ンズ板2のレンズ2aから射出された光線は、そのレン
ズ2aの射出位置の、中心線OAに対して対称な位置に
配置された部分反射ミラー部材5の反射ミラー層5bに
入射されることが理解できる。
Although FIG. 7 shows the light beam passing through the lowermost opening of the first lens plate 2 in the drawing, the light beam entering this upper opening is the light beam described in FIG. It can be understood that the reflected light from the reflection mirror 16 is incident on the reflection mirror layer 5b formed immediately below the reflection mirror layer 5b of the partial reflection mirror member 5. In other words, the light beam emitted from the lens 2a of the first lens plate 2 is reflected by the reflection mirror layer of the partial reflection mirror member 5 disposed at a position symmetrical with respect to the center line OA at the emission position of the lens 2a. It can be seen that the light is incident on 5b.

【0073】以上の説明により、反射ミラー16が光軸
に対して垂直に配置されており、偏光ビームスプリッタ
12によって反射されたS偏光は、当該反射ミラー16
によって反射されて、再度偏光ビームスプリッタ12の
偏光分離部によって反射されて進行し、第2レンズ板3
の近傍に配置された部分反射ミラー部材5の反射ミラー
層5bに1/4波長板層5cを介して入射される。そし
て、反射ミラー層5bで反射され、再度逆行して進行
し、前記1/4波長板層5cを2回通過することにより
P偏光に変換され、次に、偏光ビームスプリッタ12の
偏光分離部を透過して射出されてライトバルブ15を照
明することができる。
As described above, the reflecting mirror 16 is arranged perpendicular to the optical axis, and the S-polarized light reflected by the polarizing beam splitter 12 is reflected by the reflecting mirror 16.
Is reflected by the polarization beam splitter 12 again, and travels again.
Is incident on the reflection mirror layer 5b of the partial reflection mirror member 5 disposed in the vicinity of via the 波長 wavelength plate layer 5c. Then, the light is reflected by the reflection mirror layer 5b, travels backward again, and is converted into P-polarized light by passing twice through the quarter-wave plate layer 5c. The light valve 15 can be transmitted and emitted to illuminate the light valve 15.

【0074】すなわち、従来では廃棄されたS偏光は本
発明によりP偏光に変換されてライトバルブ15に入
射、照明に寄与できることとなり、本来的に偏光ビーム
スプリッタ12に入射された光源光であって当該偏光ビ
ームスプリッタ12を透過してライトバルブ15を照明
するP偏光と重畳されることにより高輝度の照明を達成
することができ、従来と同じ光源1を使用しても投射像
の高輝度化を達成できると言う多大の効果を奏すること
できる。また、本発明においては第1レンズ板2及び第
2レンズ板3を使用するいわゆるフライアイインテグレ
ータ4を使用する構成としていることから、第1レンズ
板2のレンズ2aによる個々の開口によって分割された
光束は、第2レンズ板2のレンズ2aによって、ライト
バルブ15上に重畳されることから均一な照明が達成さ
れる効果も奏することができる。
That is, conventionally discarded S-polarized light is converted into P-polarized light by the present invention, and is incident on the light valve 15 and can contribute to illumination. The light source light originally incident on the polarization beam splitter 12 is High-brightness illumination can be achieved by being superimposed on the P-polarized light that illuminates the light valve 15 through the polarization beam splitter 12, thereby increasing the brightness of the projected image even when the same light source 1 as in the related art is used. Can be achieved. Further, in the present invention, since the so-called fly-eye integrator 4 using the first lens plate 2 and the second lens plate 3 is used, the first lens plate 2 is divided by the individual apertures of the lens 2a. Since the light beam is superimposed on the light valve 15 by the lens 2a of the second lens plate 2, an effect of achieving uniform illumination can be achieved.

【0075】[発明の実施の形態2]図8及び図9に
は、この発明の実施の形態2を示す。
[Second Embodiment of the Invention] FIGS. 8 and 9 show a second embodiment of the present invention.

【0076】この実施の形態2の部分反射ミラー部材5
は、前記実施の形態1では反射ミラー層5b及び1/4
波長板層5cが横帯状であったのに対し、縦帯状となっ
ている点で異なっている。そして、縦中心線OBに対し
て、前記実施の形態1と同様に、部分反射ミラー部材5
のミラー層非形成部分5dと反射ミラー層5bとが対称
な位置関係に設定されている。
The partially reflecting mirror member 5 according to the second embodiment
In the first embodiment, the reflection mirror layers 5b and 1/4
The difference is that the wavelength plate layer 5c has a vertical band shape while the horizontal band shape has. Then, in the same manner as in the first embodiment, the partial reflection mirror member 5 with respect to the vertical center line OB.
The non-mirror layer forming portion 5d and the reflection mirror layer 5b are set in a symmetrical positional relationship.

【0077】この部分反射ミラー部材5は、図2の投射
装置と同様に第2レンズ板3の近傍位置に配置される
が、第2レンズ板3の各レンズ3aの接合部の縦線に近
接される位置に当該部分反射ミラー部材5の反射ミラー
層5bの帯の中心が配置される構成とする必要がある。
即ち、第2レンズ板3のレンズ3aの中央部に集光され
た入射光束が、部分反射ミラー部材5のミラー層非形成
部分5dを透過するようにし、逆に当該部分反射ミラー
部材5の反射ミラー層5bによって光源1方向に反射さ
れ、ライトバルブ15へ照明される光量が減少するのを
防ぐためである。
The partially reflecting mirror member 5 is disposed in the vicinity of the second lens plate 3 as in the projection device of FIG. 2, but is close to the vertical line of the joint of the lenses 3a of the second lens plate 3. The center of the band of the reflection mirror layer 5b of the partial reflection mirror member 5 needs to be arranged at the position where the reflection is performed.
That is, the incident light beam condensed at the center of the lens 3a of the second lens plate 3 is transmitted through the non-mirror layer-forming portion 5d of the partial reflection mirror member 5, and conversely, the reflection of the partial reflection mirror member 5 is performed. This is to prevent the amount of light reflected by the mirror layer 5b in the direction of the light source 1 and illuminating the light valve 15 from decreasing.

【0078】また、図9には、第1レンズ板2の形状を
示す。この図に示すように、表面には横6×縦5個(実
施の形態1では横5×縦6個)の凸形状のレンズ2aが
平面的に配置された構成となっており、当該レンズ2a
が形成された面側と反対側の面は平面となっている。
FIG. 9 shows the shape of the first lens plate 2. As shown in the figure, the surface has a configuration in which 6 × 5 vertical (in the first embodiment, 5 × 6 vertical) convex lenses 2a are arranged in a plane, and the lens 2a
The surface opposite to the surface on which is formed is a flat surface.

【0079】但し、一番右の縦一列である縦第1列目及
び、右から4番目の縦一列である縦第4列目のレンズ2
aは、他の縦列のレンズ2aの配列の右側半分をカット
した形状に形成されており、当該他のレンズ2aの半分
の大きさとなっている。
However, the lens 2 in the first vertical column, which is the rightmost vertical column, and the fourth vertical column, which is the fourth vertical column from the right.
“a” is formed in a shape obtained by cutting the right half of the array of the other lenses 2a in the tandem, and is half the size of the other lenses 2a.

【0080】また、第2レンズ板3は、図9の第1レン
ズ板2とその外形は略同じ大きさであり、表面に形成さ
れている凸レンズからなるレンズ3aの配列は、第1レ
ンズ板2と同じ配列であって横6×縦5である。ただ
し、第1レンズ板2のレンズ2aの形状と第2レンズ板
3のレンズ3aの形状とでは異なる。
The outer shape of the second lens plate 3 is substantially the same as that of the first lens plate 2 shown in FIG. 9, and the arrangement of the lenses 3a formed of convex lenses on the surface is the same as that of the first lens plate 2. The arrangement is the same as that of 2, which is 6 × 5. However, the shape of the lens 2a of the first lens plate 2 and the shape of the lens 3a of the second lens plate 3 are different.

【0081】[発明の実施の形態3]図10及び図11
には、この発明の実施の形態3を示す。
[Third Embodiment of the Invention] FIGS. 10 and 11
Shows a third embodiment of the present invention.

【0082】この実施の形態3の部分反射ミラー部材5
は、前記実施の形態1,2が反射ミラー層5b及び1/
4波長板層5cが横帯状又は縦帯状であったのに対し、
格子状になっている点で異なっている。
The partially reflecting mirror member 5 of the third embodiment
In the first and second embodiments, the reflection mirror layers 5b and 1 /
While the four-wavelength plate layer 5c has a horizontal band shape or a vertical band shape,
They differ in that they are in a grid.

【0083】この部分反射ミラー部材5は、横方向に沿
う中心線OAに対してミラー層非形成部分5dと反射ミ
ラー層5bとが対称の位置関係となっていると共に、縦
方向に沿う中心線OBに対してもミラー層非形成部分5
dと反射ミラー層5bとが対称の位置関係となってい
る。勿論、反射ミラー層5b上には1/4波長板層5c
が形成されている。
In this partially reflecting mirror member 5, the mirror layer non-forming portion 5d and the reflecting mirror layer 5b have a symmetrical positional relationship with respect to the center line OA along the horizontal direction, and the center line along the vertical direction. Mirror non-forming portion 5 for OB
d and the reflection mirror layer 5b have a symmetrical positional relationship. Of course, the quarter-wave plate layer 5c is provided on the reflection mirror layer 5b.
Are formed.

【0084】そして、この部分反射ミラー部材5は、図
2の投射装置と同様に第2レンズ板3の近傍位置に配置
されるが、第2レンズ板3の各レンズ3aの接合部の横
線ならびに縦線に近接される位置に、前記反射ミラー層
5bの格子が配置される構成にする必要がある。
The partial reflection mirror member 5 is disposed in the vicinity of the second lens plate 3 in the same manner as in the projection device of FIG. 2, but the horizontal line of the joint between the lenses 3a of the second lens plate 3 and It is necessary to adopt a configuration in which the grating of the reflection mirror layer 5b is arranged at a position close to the vertical line.

【0085】また、図11には、第1レンズ板2の形状
を示す。この図に示すように、表面には横6×縦6個
(実施の形態1では横5×縦6個,実施の形態2では横
6×縦5個)の凸形状のレンズ2aが平面的に配置され
た構成となっており、当該レンズ2aが形成された面側
と反対側の面は平面となっている。
FIG. 11 shows the shape of the first lens plate 2. As shown in this figure, a convex lens 2a having a width of 6 × 6 (5 × 6 in the first embodiment, 6 × 5 in the second embodiment) has a planar shape on the surface. The surface opposite to the surface on which the lens 2a is formed is a flat surface.

【0086】但し、一番上の横一列である横第1列目及
び、上から4番目の横一列である横第4列目のレンズ2
aは、他のレンズ2aの配列の上半分をカットした形状
に形成されている。
However, the lens 2 in the first horizontal row which is the top horizontal row and the fourth horizontal row which is the fourth horizontal row from the top
a is formed in a shape obtained by cutting the upper half of the arrangement of the other lenses 2a.

【0087】また、一番右の縦一列である縦第1列目及
び、右から4番目の縦一列である縦第4列目のレンズ2
aは、他の縦列のレンズ2aの配列の右側半分をカット
した形状に形成されている。
Further, the lens 2 in the first vertical column which is the rightmost vertical column and the fourth vertical column which is the fourth vertical column from the right.
“a” is formed in a shape obtained by cutting the right half of the array of the other tandem lenses 2a.

【0088】さらに、第2レンズ板3は、図11の第1
レンズ板2とその外形は略同じ大きさであり、表面に形
成されている凸レンズからなるレンズ3aの配列は、第
1レンズ板2と同じ配列であって横6×縦6である。
Further, the second lens plate 3 corresponds to the first lens plate shown in FIG.
The lens plate 2 and its outer shape are substantially the same size, and the arrangement of the lenses 3a formed of convex lenses on the surface is the same as that of the first lens plate 2, that is, 6 × 6.

【0089】このような構成において、部分反射ミラー
部材5のミラー層非形成部分5dを透過した光源光束
は、前実施の形態2に記載されたように偏光ビームスプ
リッタ12に入射し、偏光分離部にて反射されたS偏光
は、射出して反射ミラー16にて反射され、再度偏光ビ
ームスプリッタ12の偏光分離部によって反射され、本
発明に係る部分反射ミラー部材5の対応する反射ミラー
層5bに入射して、1/4波長板層5cを2回通過する
ことによりP偏光に変換され、偏光ビームスプリッタ1
2を透過して前記P偏光照明に重畳されて照明が達成さ
れる。
In such a configuration, the light source luminous flux transmitted through the non-mirror layer-forming portion 5d of the partial reflection mirror member 5 enters the polarization beam splitter 12 as described in the second embodiment, and is deflected by the polarization separation section. The S-polarized light reflected by the light exits, is reflected by the reflection mirror 16, is reflected again by the polarization splitting portion of the polarization beam splitter 12, and is reflected by the corresponding reflection mirror layer 5b of the partial reflection mirror member 5 according to the present invention. The incident light is converted into P-polarized light by passing twice through the quarter-wave plate layer 5c.
2 and is superimposed on the P-polarized light to achieve illumination.

【0090】なお、以上の実施の形態1,2において
は、部分反射ミラー部材5を、第2レンズ板3の射出面
近傍に配置した構成の照明光学系であるが、当該部分反
射ミラー部材5の配設位置は、第2レンズ板5の入射面
近傍であっても良い。
In Embodiments 1 and 2 described above, the illumination optical system has a configuration in which the partial reflection mirror member 5 is disposed near the exit surface of the second lens plate 3. May be located near the incident surface of the second lens plate 5.

【0091】[発明の実施の形態4]図12及び図13
には、この発明の実施の形態4を示す。
[Embodiment 4] FIGS. 12 and 13
Shows a fourth embodiment of the present invention.

【0092】上記各実施の形態では、反射ミラー16か
らの反射光を集光させて再度反射させる機能を有する部
分反射ミラー部材5を独立して設けたが、この実施の形
態4では、その部分反射ミラー部材5に相当するものが
第2レンズ板3に形成されている。
In each of the above embodiments, the partial reflection mirror member 5 having the function of condensing the reflected light from the reflection mirror 16 and reflecting it again is provided independently. A component corresponding to the reflection mirror member 5 is formed on the second lens plate 3.

【0093】すなわち、この第2レンズ板3のレンズ3
a形成側と反対側の平面部で、かつ、第2レンズ板3上
の各レンズ3aの境界部分に対応する位置に、反射ミラ
ー層5b及び1/4波長板層5cが図12及び図13に
示すように横帯状に形成されている。これに限らず、反
射ミラー層5b等は、実施の形態2に示すような縦に平
行な帯状であっても、又、実施の形態3に示すような格
子状でも良い。すなわち、反射ミラー層5b等の形状
は、使用する第1,第2レンズ2,3のレンズ2a,3
aの形状によって決定される。
That is, the lens 3 of the second lens plate 3
The reflection mirror layer 5b and the quarter-wave plate layer 5c are provided on a plane portion on the side opposite to the a-forming side and at a position corresponding to the boundary between the lenses 3a on the second lens plate 3 in FIGS. As shown in FIG. However, the present invention is not limited thereto, and the reflection mirror layer 5b and the like may be in a vertically parallel band shape as shown in the second embodiment, or may be a lattice shape as shown in the third embodiment. In other words, the shape of the reflection mirror layer 5b and the like depends on the lenses 2a and 3 of the first and second lenses 2 and 3 to be used.
It is determined by the shape of a.

【0094】また、第1,第2レンズ板2,3のレンズ
2a,3aの構成は、ここでは実施の形態1と同様であ
るが、これらレンズ板2,3は、互いにレンズ2a,3
aが内側を向くように配置されている(図13参照)。
The construction of the lenses 2a and 3a of the first and second lens plates 2 and 3 is the same as that of the first embodiment, however, these lens plates 2 and 3
a is arranged to face inward (see FIG. 13).

【0095】このようなものにあっては、光源1から射
出された光源光は、図示しない整形光学系にて略平行光
束となって第1レンズ板2のレンズ2aを経て当該レン
ズ2aの焦点距離で、これら各レンズ2aの各々と相対
する位置に配置された第2レンズ3のレンズ3aに入射
する。そして、ミラー層非形成部分5dを通過し、フィ
ールドレンズ6及び11を経由した光軸に平行な光線
は、偏光ビームスプリッタ12の偏光分離部によって偏
光分離されて、この偏光分離部をそのまま透過するP偏
光は、ライトバルブ15を照明し、当該偏光分離部で反
射されるS偏光は、反射ミラー16に入射し、当該反射
ミラー16に反射される。これで、再度偏光ビームスプ
リッタ12に入射して、偏光分離部によって反射され、
射出されて進行し、フィールドレンズ11,6を経て、
光軸に対して平行になって(すなわち、テレセントリッ
クな特性を維持して)前記第2レンズ板3の反射ミラー
層5bに入射される。当該反射ミラー層5bを反射した
当該光線は、フィールドレンズ6まではテレセントリッ
クな特性を維持して、すなわち入射光線と逆行する方向
で反射進行して、偏光ビームスプリッタ12に再度入射
され、そのまま偏光ビームスプリッタ12を透過してラ
イトバルブ15を照明する。
In such a device, the light source light emitted from the light source 1 is converted into a substantially parallel light beam by a shaping optical system (not shown), passes through the lens 2a of the first lens plate 2, and is focused on the lens 2a. At a distance, the light enters the lens 3a of the second lens 3 disposed at a position facing each of these lenses 2a. The light beam that passes through the non-mirror layer-forming portion 5d and passes through the field lenses 6 and 11 and is parallel to the optical axis is polarized and separated by the polarization beam splitter 12 of the polarization beam splitter 12, and passes through the polarization beam splitter as it is. The P-polarized light illuminates the light valve 15, and the S-polarized light reflected by the polarization splitter enters the reflection mirror 16 and is reflected by the reflection mirror 16. Thus, the light again enters the polarization beam splitter 12 and is reflected by the polarization separation unit.
It is emitted and proceeds, passes through the field lenses 11 and 6,
The light enters the reflection mirror layer 5b of the second lens plate 3 in parallel with the optical axis (that is, while maintaining telecentric characteristics). The light beam reflected by the reflection mirror layer 5b maintains the telecentric characteristic up to the field lens 6, that is, reflects and proceeds in a direction opposite to the incident light beam, is incident again on the polarization beam splitter 12, and is directly incident on the polarization beam splitter. The light valve 15 is illuminated through the splitter 12.

【0096】このようにしても、上記実施の形態1と同
様に、従来では廃棄していた偏光ビームスプリッタ12
を反射したS偏光を変換して、偏光ビームスプリッタ1
2を透過するP偏光とすることにより、ライトバルブ1
5を照明することができ、ライトバルブ15を照明する
光量を格段に向上させることができる。このために、同
じ光源1を使用しても、投射像として高輝度の像を得る
ことができるという格段の効果を奏することができる。
Also in this case, similarly to the first embodiment, the polarization beam splitter 12 which has been discarded in the prior art is used.
Is converted into S-polarized light reflected by the
The light valve 1 has a P-polarized light transmitting through the light valve 1.
5 can be illuminated, and the amount of light illuminating the light valve 15 can be significantly improved. Therefore, even when the same light source 1 is used, a remarkable effect that a high-luminance image can be obtained as a projection image can be obtained.

【0097】また、この実施の形態のように、第2レン
ズ板3に反射ミラー層5b及び1/4波長板層5cを形
成すれば、上記実施の形態1等のように別途部分反射ミ
ラー部材5を用意する必要がなく、部品点数の削減が図
られる。
Further, if the reflection mirror layer 5b and the quarter-wave plate layer 5c are formed on the second lens plate 3 as in this embodiment, a partial reflection mirror member is separately provided as in the first embodiment. 5 is not required, and the number of parts can be reduced.

【0098】なお、本発明の各実施の形態においては、
投射装置を構成する各色毎の偏光ビームスプリッタに入
射する三色分解光学系によって作製された各色光のうち
の透過光をまずライトバルブに入射させ、反射する偏光
を当該発明に係る反射ミラーに導入して反射させる構成
としたが、偏光ビームスプリッタを反射する各光をまず
ライトバルブに導入し、透過する位置に反射ミラーを配
置する構成としても良いことはいうまでもない。
[0098] In each embodiment of the present invention,
The transmitted light of each color light produced by the three-color separation optical system which is incident on the polarization beam splitter for each color constituting the projection device is first made incident on the light valve, and the reflected polarized light is introduced into the reflection mirror according to the present invention. However, it is needless to say that each light reflected by the polarization beam splitter may be first introduced into the light valve, and the reflection mirror may be arranged at a position where the light is transmitted.

【0099】また、反射ミラー層5b上に設けられる1
/4波長板層5cは、所定形状の反射ミラー層5b上
に、同一形状に切り抜いたものを貼り付けて設けること
もできるが、斜め蒸着法等により反射ミラー層5b上に
形成しても良い。この場合、反射ミラー層5bとしてア
ルミニウム等をマスク蒸着にて所定形状にて形成し、そ
の上に二酸化チタン(TiO2)層等を斜め蒸着法にて
所定膜厚に形成すればよく、蒸着マスクさえ用意してお
けば、精度良く反射ミラー層5b上に形成することがで
きる。本方法に場合であっても、1/4波長板層5cと
しての進相軸は膜形成時の基板の傾き方向をコントロー
ルすれば所定方向に作製できることはいうまでもない。
Further, 1 provided on the reflection mirror layer 5b
The 波長 wavelength plate layer 5c may be provided by attaching a cutout having the same shape to the reflection mirror layer 5b having a predetermined shape, but may be formed on the reflection mirror layer 5b by an oblique evaporation method or the like. . In this case, aluminum or the like may be formed in a predetermined shape by mask vapor deposition as the reflection mirror layer 5b, and a titanium dioxide (TiO2) layer or the like may be formed thereon with a predetermined thickness by oblique vapor deposition. If it is prepared, it can be formed on the reflection mirror layer 5b with high accuracy. Even in the case of this method, it goes without saying that the fast axis as the quarter-wave plate layer 5c can be formed in a predetermined direction by controlling the tilt direction of the substrate during film formation.

【0100】[0100]

【発明の効果】以上説明してきたように、各請求項に記
載された発明によれば、従来では廃棄された第2偏光が
第1偏光に変換されてライトバルブに入射され、照明に
寄与できることとなり、本来的に偏光分離手段に入射さ
れた光源光であって当該偏光分離手段を透過してライト
バルブを照明する第1偏光と重畳されることにより高輝
度の照明を達成することができ、従来と同じ光源を使用
しても投射像の高輝度化を達成できると言う多大の効果
を奏することできる。また、本発明においては第1レン
ズ板及び第2レンズ板を使用するいわゆるフライアイイ
ンテグレータを使用する構成としていることから、第1
レンズ板のレンズによる個々の開口によって分割された
光束は、第2レンズ板のレンズによって、ライトバルブ
上に重畳されることから均一な照明が達成される効果も
奏することができる。
As described above, according to the inventions described in the claims, the conventionally discarded second polarized light is converted into the first polarized light and is incident on the light valve to contribute to illumination. And high-brightness illumination can be achieved by being superimposed on the first polarized light that is the light source light originally incident on the polarization splitting means and passes through the polarization splitting means and illuminates the light valve, Even if the same light source as in the related art is used, it is possible to achieve a great effect that high brightness of a projected image can be achieved. Further, in the present invention, since a so-called fly-eye integrator using the first lens plate and the second lens plate is used, the first lens plate is used.
The luminous flux split by the individual apertures of the lenses of the lens plate is superimposed on the light valve by the lens of the second lens plate, so that an effect of achieving uniform illumination can be achieved.

【0101】請求項2等に記載された発明のように、第
2レンズ板に反射ミラー層及び1/4波長板層を形成す
れば、別途部分反射ミラー部材を用意する必要がなく、
部品点数の削減を図ることができる。
If the reflection mirror layer and the quarter-wave plate layer are formed on the second lens plate as in the invention described in claim 2 or the like, it is not necessary to separately prepare a partial reflection mirror member.
The number of parts can be reduced.

【0102】請求項7等に記載された発明によれば、上
記効果を有する照明装置を投射装置に採用することによ
り、高輝度のカラー投射像を得ることが可能となるばか
りでなく、いわゆるフライアイインテグレータを採用し
た構成が本発明の基本となっていることより、均一な明
るさの投射像も得ることができる。
According to the invention described in claim 7 or the like, by employing an illumination device having the above-mentioned effects in a projection device, not only a high-luminance color projection image can be obtained, but also a so-called fly Since a configuration employing an eye integrator is the basis of the present invention, a projection image with uniform brightness can be obtained.

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

【図1】本発明の実施の形態1に係る投射装置の構成を
示す概略図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a projection device according to Embodiment 1 of the present invention.

【図2】同実施の形態1に係る投射装置のライトバルブ
への照明光学系を示した概略図である。
FIG. 2 is a schematic diagram showing an illumination optical system for a light valve of the projection device according to the first embodiment.

【図3】同実施の形態1に係る投射装置にて使用する第
1レンズ板の斜視図である。
FIG. 3 is a perspective view of a first lens plate used in the projection device according to the first embodiment.

【図4】同実施の形態1に係る投射装置にて使用する部
分ミラー部材を図で、(a)は正面図、(b)は(a)
の右側面図である。
FIG. 4 is a view showing a partial mirror member used in the projection device according to the first embodiment, (a) is a front view, and (b) is (a).
FIG.

【図5】同実施の形態1を示す図で、図2に示す照明光
学系において、第1レンズ板の各レンズに入射する光束
のうちの中心と最も外側を通過する光線のライトバルブ
及び反射ミラーへの照明を説明した光線図である。
5 is a diagram showing the first embodiment, and in the illumination optical system shown in FIG. 2, a light valve and a reflection of a light beam passing through the center and the outermost of light beams incident on each lens of the first lens plate. FIG. 4 is a ray diagram illustrating illumination of a mirror.

【図6】同実施の形態1を示す図で、図2に示す照明光
学系の内の、第1レンズ板の中心線直上位置のレンズに
入射する前記3光線の反射ミラー、部分反射ミラー部材
を経由してライトバルブを照明する様子を説明した光線
図である。
6 is a view showing the first embodiment, and is a reflection mirror and a partial reflection mirror member for the three light rays incident on a lens located just above the center line of the first lens plate in the illumination optical system shown in FIG. 2; FIG. 3 is a ray diagram illustrating a state in which a light valve is illuminated via a light source.

【図7】同実施の形態1を示す図で、図2に示す照明光
学系の内の、図面上、第1レンズ板の一番下側のレンズ
に入射する前記3光線の反射ミラー部材、部分反射ミラ
ー部材を経由してライトバルブを照明する様子を説明し
た光線図である。
FIG. 7 is a view showing the first embodiment, and a reflecting mirror member for the three light rays incident on the lowermost lens of the first lens plate in the drawing in the illumination optical system shown in FIG. 2; FIG. 4 is a ray diagram illustrating a state in which a light valve is illuminated via a partially reflecting mirror member.

【図8】本発明の実施の形態2を示す、投射装置にて使
用する部分反射ミラー部材の正面図である。
FIG. 8 is a front view of a partially reflecting mirror member used in a projection device according to a second embodiment of the present invention.

【図9】同実施の形態2を示す、第1レンズ板の斜視図
である。
FIG. 9 is a perspective view of a first lens plate showing the second embodiment.

【図10】本発明の実施の形態3を示す、投射装置にて
使用する部分反射ミラー部材の正面図である。
FIG. 10 is a front view of a partially reflecting mirror member used in a projection device according to a third embodiment of the present invention.

【図11】同実施の形態3を示す、第1レンズ板の斜視
図である。
FIG. 11 is a perspective view of a first lens plate showing the third embodiment.

【図12】この発明の実施の形態4を示す、反射ミラー
層が設けられた第2レンズ板の斜視図である。
FIG. 12 is a perspective view of a second lens plate provided with a reflection mirror layer according to the fourth embodiment of the present invention.

【図13】同実施の形態4を示す、投射装置のライトバ
ルブへの照明光学系を示した概略図である。
FIG. 13 is a schematic diagram showing an illumination optical system for a light valve of a projection device according to the fourth embodiment.

【図14】従来の投射装置を示す説明図である。FIG. 14 is an explanatory diagram showing a conventional projection device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 光源 2 第1レンズ板 2a レンズ 3 第2レンズ板 3a レンズ 4 フライアイインテグレータ 5 部分反射ミラー部材 5a 透明ガラス板 5b 反射ミラー層 5c 1/4波長板層 5d ミラー層非形成部分 6 フィールドレンズ 8 R光・G光反射ダイクロイックミラー 9 B光反射ダイクロイックミラー 10,13 折曲げミラー 11,11B,11R,11G フィールドレンズ 12,12R,12G,12B 偏光ビームスプリッタ(偏光分離手
段,検光手段) 14 G光反射ダイクロイックミラー 15,15R,15G,15B 反射型ライトバルブ 16,16R,16G,16B 反射ミラー 18 クロスダイクロイックプリズム 19 投射レンズ(投射光学系)
REFERENCE SIGNS LIST 1 light source 2 first lens plate 2a lens 3 second lens plate 3a lens 4 fly-eye integrator 5 partially reflecting mirror member 5a transparent glass plate 5b reflecting mirror layer 5c quarter-wave plate layer 5d mirror-layer-free portion 6 field lens 8 R light / G light reflecting dichroic mirror 9 B light reflecting dichroic mirror 10,13 Bending mirror 11,11B, 11R, 11G Field lens 12,12R, 12G, 12B Polarizing beam splitter (polarization separating means, analyzing means) 14 G Light reflective dichroic mirror 15,15R, 15G, 15B Reflective light valve 16,16R, 16G, 16B Reflective mirror 18 Cross dichroic prism 19 Projection lens (projection optical system)

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ランダム偏光を射出する光源と、複数のレ
ンズを平面状に有する第1レンズ板および複数のレンズ
を平面状に有する第2レンズ板から構成されるいわゆる
フライアイインテグレータとを有し、前記光源からの射
出光を前記第1レンズ板の各レンズの開口によって決定
される光束に分解し、各光束を前記第2レンズ板の各レ
ンズ上に集光し、当該第2レンズ板からの射出光をライ
トバルブに重畳させて照明する投射装置用照明装置にお
いて、 前記第2レンズ板近傍には、部分的に反射ミラー層及び
当該反射ミラー層上に1/4波長板層が構成された部分
反射ミラー部材が配置され、 前記光源からの射出光は、前記部分反射ミラー部材のミ
ラー層非形成部分を透過して射出され、 該射出された光を互いに直角の方向に振動を有する第
1,第2偏光に偏光分離して、互いに異なる方向に射出
する偏光分離手段が設けられ、 該偏光分離手段は、前記被照明物体たるライトバルブ近
傍に当該偏光分離手段の第1偏光射出面が配置され、 更に、該偏光分離手段の第2偏光射出面近傍には、反射
ミラーが光軸に対してミラー面が垂直となるように配置
され、 前記偏光分離手段から射出された第2偏光は前記反射ミ
ラーによって反射されて進行し、前記偏光分離手段を経
由して、前記第2レンズ板近傍に配置した部分反射ミラ
ー部材の反射ミラー層に入射、反射されて前記1/4波
長板層により第1偏光に変換され、当該反射光は再度偏
光分離手段に入射、当該偏光分離手段を経てライトバル
ブを照明することを特徴とした投射装置用照明装置。
1. A light source for emitting randomly polarized light, a so-called fly-eye integrator comprising a first lens plate having a plurality of lenses in a plane and a second lens plate having a plurality of lenses in a plane. Decomposing the light emitted from the light source into light fluxes determined by the apertures of each lens of the first lens plate, condensing each light beam on each lens of the second lens plate, In the illumination device for a projection device that illuminates the emitted light by superimposing it on a light valve, a reflection mirror layer and a quarter-wave plate layer are partially formed on the reflection mirror layer in the vicinity of the second lens plate. The light reflected from the light source is transmitted through a portion of the partial reflection mirror member where no mirror layer is formed, and is emitted. The emitted light has vibrations in directions perpendicular to each other. There is provided a polarization separating unit that separates the polarized light into the first and second polarized lights and emits the polarized light in different directions. The polarized light separating unit has a first polarized light emitting surface of the polarized light separating unit near the light valve as the illuminated object. Further, a reflection mirror is arranged in the vicinity of the second polarized light exit surface of the polarized light separating means so that the mirror surface is perpendicular to the optical axis, and the second polarized light emitted from the polarized light separating means is The light is reflected by the reflection mirror, travels through the polarization splitting means, enters the reflection mirror layer of the partial reflection mirror member disposed near the second lens plate, is reflected and reflected by the 1 / wavelength plate layer. An illumination device for a projection device, wherein the reflected light is converted into a first polarized light, and the reflected light is incident on the polarization splitting means again, and illuminates the light valve through the polarization splitting means.
【請求項2】ランダム偏光を射出する光源と、複数のレ
ンズを平面状に有する第1レンズ板および複数のレンズ
を平面状に有する第2レンズ板から構成されるいわゆる
フライアイインテグレータとを有し、前記光源からの射
出光を前記第1レンズ板の各レンズの開口によって決定
される光束に分解し、各光束を前記第2レンズ板の各レ
ンズ上に集光し、当該第2レンズ板からの射出光をライ
トバルブに重畳させて照明する投射装置用照明装置にお
いて、 前記第2レンズ板上には、その一部に反射ミラー層及び
当該反射ミラー層上に1/4波長板層が構成され、 前記光源からの射出光は、前記ミラー層非形成部分を透
過して射出され、 該射出された光を互いに直角の方向に振動を有する第
1,第2偏光に偏光分離して、互いに異なる方向に射出
する偏光分離手段が設けられ、 該偏光分離手段は、前記被照明物体たるライトバルブ近
傍に当該偏光分離手段の第1偏光射出面が配置され、 更に、該偏光分離手段の第2偏光射出面近傍には、反射
ミラーが光軸に対してミラー面が垂直となるように配置
され、 前記偏光分離手段から射出された第2偏光は、前記反射
ミラーによって反射されて進行し、前記偏光分離手段を
経由して、前記第2レンズ板上の反射ミラー層に入射、
反射されて前記1/4波長板層により第1偏光に変換さ
れ、当該反射光は再度偏光分離手段に入射、当該偏光分
離手段を経てライトバルブを照明することを特徴とした
投射装置用照明装置。
2. A light source for emitting randomly polarized light, and a so-called fly-eye integrator comprising a first lens plate having a plurality of lenses in a plane and a second lens plate having a plurality of lenses in a plane. Decomposing the light emitted from the light source into light fluxes determined by the apertures of each lens of the first lens plate, condensing each light beam on each lens of the second lens plate, The illumination device for a projection device that illuminates the emitted light by superimposing it on a light valve, wherein a reflection mirror layer is partially formed on the second lens plate, and a 1 / wavelength plate layer is formed on the reflection mirror layer. The emitted light from the light source is transmitted through the portion where the mirror layer is not formed, and is emitted. The emitted light is polarized and separated into first and second polarized lights having vibrations in directions perpendicular to each other. Fire in different directions A first polarized light exit surface of the polarized light separating unit is disposed near the light valve serving as the object to be illuminated; and a second polarized light exit surface of the polarized light separating unit is disposed near the second polarized light exit surface. A reflection mirror is arranged so that the mirror surface is perpendicular to the optical axis. The second polarized light emitted from the polarization splitting means is reflected by the reflection mirror and travels, and the polarization splitting means Incident on the reflection mirror layer on the second lens plate via
The reflected light is converted into the first polarized light by the quarter-wave plate layer, and the reflected light is incident again on the polarized light separating means, and illuminates the light valve through the polarized light separating means. .
【請求項3】前記第2レンズ板と前記偏光分離手段の間
には複数のフィールドレンズが配置されていることを特
徴とする請求項1又は2記載の投射装置用照明装置。
3. An illumination device for a projection device according to claim 1, wherein a plurality of field lenses are arranged between said second lens plate and said polarization separation means.
【請求項4】前記第1レンズ板の個々のレンズによる開
口によって決定される光束の当該開口の中央部を通過す
る光線であって、光軸に対して平行な光線のうちの前記
偏光分離手段によって偏光分離された第2偏光の光線
は、前記反射ミラーによって反射され、前記反射ミラー
層に入射、反射の際には当該反射ミラー層部分において
は光軸に平行に維持されていることを特徴とする請求項
1乃至3の何れか一つに記載の投射用装置照明装置。
4. A polarization splitting means of a light beam determined by an opening of each lens of the first lens plate and passing through a central portion of the opening and parallel to an optical axis. The second polarized light beam polarized and separated by the reflecting mirror is reflected by the reflecting mirror, is incident on the reflecting mirror layer, and is kept parallel to the optical axis in the reflecting mirror layer portion at the time of reflection. The projection device illumination device according to any one of claims 1 to 3, wherein
【請求項5】前記反射ミラー層とミラー層非形成部分の
配置は、該反射ミラー層の中心位置と、前記ミラー層非
形成部分の中心位置とが、所定の直線に対して対称の関
係に設定されていることを特徴とする請求項1乃至4の
何れか一つに記載の投射装置用照明装置。
5. The arrangement of the reflection mirror layer and the portion where the mirror layer is not formed is such that the center position of the reflection mirror layer and the center position of the portion where the mirror layer is not formed are symmetrical with respect to a predetermined straight line. The illumination device for a projection device according to claim 1, wherein the illumination device is set.
【請求項6】前記反射ミラー層及び1/4波長板層は、
前記第2レンズ板の各レンズの境界部分に対応した位置
に設けられていることを特徴とする請求項1乃至5の何
れか一つに記載の投射装置用照明装置。
6. The reflection mirror layer and the quarter-wave plate layer,
The illumination device for a projection device according to claim 1, wherein the illumination device is provided at a position corresponding to a boundary portion between the lenses of the second lens plate.
【請求項7】照明装置と、該照明装置からの照明光を画
像情報によって変調させて、当該変調光を含んだ光とし
て射出させる変調手段としてのライトバルブと、 該ライトバルブからの射出光を検光する検光手段と、 当該検光光を投射する投射光学系とを有する投射装置に
おいて、 前記照明装置は、 ランダム偏光を射出する光源と、複数のレンズを平面状
に有する第1レンズ板および複数のレンズを平面状に有
する第2レンズ板から構成されるいわゆるフライアイイ
ンテグレータとを有し、前記光源からの射出光を前記第
1レンズ板の各レンズの開口によって決定される光束に
分解し、各光束を前記第2レンズ板の各レンズ上に集光
し、当該第2レンズ板からの射出光をライトバルブに重
畳させて照明する投射装置用照明装置において、 前記第2レンズ板近傍には、部分的に反射ミラー層及び
当該反射ミラー層上に1/4波長板層が構成された部分
反射ミラー部材が配置され、 前記光源からの射出光は、前記部分反射ミラー部材のミ
ラー層非形成部分を透過して射出され、 該射出された光を互いに直角の方向に振動を有する第
1,第2偏光に偏光分離して、互いに異なる方向に射出
する偏光分離手段が設けられ、 該偏光分離手段は、前記被照明物体たるライトバルブ近
傍に当該偏光分離手段の第1偏光射出面が配置され、 更に、該偏光分離手段の第2偏光射出面近傍には、反射
ミラーが光軸に対してミラー面が垂直となるように配置
され、 前記偏光分離手段から射出された第2偏光は前記反射ミ
ラーによって反射されて進行し、前記偏光分離手段を経
由して、前記第2レンズ板近傍に配置した部分反射ミラ
ー部材の反射ミラー層に入射、反射されて前記1/4波
長板層により第1偏光に変換され、当該反射光は再度偏
光分離手段に入射、当該偏光分離手段を経てライトバル
ブを照明するように設定され、 さらに、前記偏光分離手段と前記検光手段は同一の偏光
ビームスプリッタであることを特徴とする投射装置。
7. An illuminating device, a light valve as a modulating means for modulating illuminating light from the illuminating device according to image information and emitting the light as light containing the modulated light, and emitting light from the light valve. In a projection apparatus having a light analyzing unit for detecting light and a projection optical system for projecting the detected light, the illuminating device includes: a light source that emits randomly polarized light; and a first lens plate having a plurality of lenses in a planar shape. And a so-called fly-eye integrator including a second lens plate having a plurality of lenses in a planar shape, and decomposes the emitted light from the light source into a light flux determined by the aperture of each lens of the first lens plate. In a lighting device for a projection device, each light beam is condensed on each lens of the second lens plate, and light emitted from the second lens plate is superimposed on a light valve for illumination. In the vicinity of the second lens plate, there is disposed a reflection mirror layer and a partial reflection mirror member in which a quarter-wave plate layer is formed on the reflection mirror layer. Polarization splitting means for splitting the emitted light into first and second polarized lights having vibrations in directions perpendicular to each other and transmitting in different directions, and transmitting the emitted light in a direction not perpendicular to the mirror layer; The polarized light separating means is arranged such that a first polarized light emitting surface of the polarized light separating means is disposed near the light valve as the object to be illuminated, and a reflection light is disposed near the second polarized light emitting surface of the polarized light separating means. The mirror is arranged so that the mirror surface is perpendicular to the optical axis, and the second polarized light emitted from the polarization splitting means is reflected by the reflection mirror and travels, and passes through the polarization splitting means. Second lens plate The incident light is incident on and reflected by the reflection mirror layer of the partial reflection mirror member arranged beside, and is converted into the first polarized light by the 波長 wavelength plate layer, and the reflected light is incident again on the polarization separation means and passes through the polarization separation means. A projection apparatus, wherein the projection apparatus is set to illuminate a light valve, and wherein the polarization separation unit and the analysis unit are the same polarization beam splitter.
【請求項8】照明装置と、 該照明装置からの照明光を画像情報によって変調させ
て、当該変調光を含んだ光として射出させる変調手段と
してのライトバルブと、 該ライトバルブからの射出光を検光する検光手段と、 当該検光光を投射する投射光学系とを有する投射装置に
おいて、 前記照明装置は、 ランダム偏光を射出する光源と、複数のレンズを平面状
に有する第1レンズ板および複数のレンズを平面状に有
する第2レンズ板から構成されるいわゆるフライアイイ
ンテグレータとを有し、前記光源からの射出光を前記第
1レンズ板の各レンズの開口によって決定される光束に
分解し、各光束を前記第2レンズ板の各レンズ上に集光
し、当該第2レンズ板からの射出光をライトバルブに重
畳させて照明する投射装置用照明装置において、 前記第2レンズ板上には、その一部に反射ミラー層及び
当該反射ミラー層上には1/4波長板層が構成され、 前記光源からの射出光は、前記ミラー層非形成部分を透
過して射出され、 該射出された光を互いに直角の方向に振動を有する第
1,第2偏光に偏光分離して、互いに異なる方向に射出
する偏光分離手段が設けられ、 該偏光分離手段は、前記被照明物体たるライトバルブ近
傍に当該偏光分離手段の第1偏光射出面が配置され、 更に、該偏光分離手段の第2偏光射出面近傍には、反射
ミラーが光軸に対してミラー面が垂直となるように配置
され、 前記偏光分離手段から射出された第2偏光は、前記反射
ミラーによって反射されて進行し、前記偏光分離手段を
経由して、前記第2レンズ板上の反射ミラー層に入射、
反射されて前記1/4波長板層により第1偏光に変換さ
れ、当該反射光は再度偏光分離手段に入射、当該偏光分
離手段を経てライトバルブを照明するように設定され、 さらに、前記偏光分離手段と前記検光手段は同一の偏光
ビームスプリッタであることを特徴とする投射装置。
8. An illuminating device, a light valve as modulation means for modulating illuminating light from the illuminating device according to image information, and emitting the light as light containing the modulated light, and emitting light from the light valve. In a projection apparatus having a light analyzing unit for detecting light and a projection optical system for projecting the detected light, the illuminating device includes: a light source that emits randomly polarized light; and a first lens plate having a plurality of lenses in a planar shape. And a so-called fly-eye integrator including a second lens plate having a plurality of lenses in a planar shape, and decomposes the emitted light from the light source into a light flux determined by the aperture of each lens of the first lens plate. In a lighting device for a projection device, each light beam is condensed on each lens of the second lens plate, and the light emitted from the second lens plate is illuminated by being superimposed on a light valve. A reflection mirror layer is formed on a part of the second lens plate, and a 板 wavelength plate layer is formed on the reflection mirror layer. The light emitted from the light source passes through the portion where the mirror layer is not formed. Polarization splitting means for splitting the emitted light into first and second polarized lights having vibrations in directions perpendicular to each other, and emitting the light in different directions. A first polarized light emitting surface of the polarized light separating means is disposed near a light valve as an object to be illuminated, and a reflecting mirror is perpendicular to an optical axis near a second polarized light emitting surface of the polarized light separating means. The second polarized light emitted from the polarization splitting means is reflected by the reflection mirror and travels, and passes through the polarization splitting means to the reflection mirror layer on the second lens plate. incident,
The reflected light is converted into the first polarized light by the quarter-wave plate layer, and the reflected light is again incident on the polarization separation means, and is set so as to illuminate the light valve through the polarization separation means. The projection device, wherein the means and the analyzing means are the same polarization beam splitter.
【請求項9】前記照明装置は、前記第2レンズ板と前記
偏光分離手段の間には複数のフィールドレンズが配置さ
れ、又、前記第1レンズ板の個々のレンズによる開口に
よって決定される光束の当該開口の中央部を通過する光
線であって、光軸に対して平行な光線のうちの前記偏光
分離手段によって偏光分離された第2偏光の光線は、前
記反射ミラーによって反射され、前記反射ミラー層に入
射、反射の際には当該反射ミラー層部分においては光軸
に平行に維持されるように設定され、 さらに、前記偏光分離手段と前記検光手段は同一の偏光
ビームスプリッタであることを特徴とする請求項7又は
8記載の投射装置。
9. The illuminating device according to claim 1, wherein a plurality of field lenses are disposed between the second lens plate and the polarization splitting means, and a light flux determined by an opening of each lens of the first lens plate. A light beam passing through the central portion of the aperture, and among the light beams parallel to the optical axis, the light beam of the second polarization separated by the polarization separating means is reflected by the reflection mirror, and At the time of incidence and reflection on the mirror layer, the reflection mirror layer portion is set so as to be maintained parallel to the optical axis, and the polarization splitting means and the analyzing means are the same polarization beam splitter. 9. The projection device according to claim 7, wherein:
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009175752A (en) * 2009-04-20 2009-08-06 Seiko Epson Corp Projection type display device

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