JPH1054984A - Irradiation device for liquid crystal projector - Google Patents

Irradiation device for liquid crystal projector

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JPH1054984A
JPH1054984A JP8155842A JP15584296A JPH1054984A JP H1054984 A JPH1054984 A JP H1054984A JP 8155842 A JP8155842 A JP 8155842A JP 15584296 A JP15584296 A JP 15584296A JP H1054984 A JPH1054984 A JP H1054984A
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JP
Japan
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reflecting mirror
light
liquid crystal
light source
mirror
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Application number
JP8155842A
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Japanese (ja)
Inventor
So Fukada
創 深田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To form linearly polarized light with high efficiency by assembling a quarter wavelength plate and a polarizing beam splitter instead of a polarizing plate used for forming the linearly polarized light. SOLUTION: The part of a light beam which is not directly reflected by a parabolic reflection mirror 2 is reflected by an aperture spherical reflection mirror 3 having a circular aperture of a rectangular aperture on the central part. Since a white light source 1 is roughly arranged on the focusing position of the mirror 3, the reflected light beam is transmitted through the focusing position of the mirror 3, reflected by the mirror 2, and converted into the parallel light. Thus, since the light beam converted into the parallel light is a natural light beam, the polarization direction is in disorder. The light beam converted into the parallel light is made incident on the quarter wavelength plate 4, modulated in terms of a polarization plane, and made incident on the polarizing beam splitter 5. As to the light beam whose polarization plane is modulated; a P polarized light component passes through the splitter 5, but an S polarized light component is reflected by reflection surfaces 6 and 7, goes toward the plate 4 again, and passes through the plate 4 so as to be converted into the circularly polarized light.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は液晶プロジェクター
用照射装置に関する。
The present invention relates to an irradiation device for a liquid crystal projector.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の液晶プロジェクター用照射装置で
は、集光効率および偏光効率が極めて悪く最終的な光の
利用効率は2%程度である。その原因としては光源の大
きさに起因する集光特性の不備、さらに液晶ライトバル
ブは偏光板と検光子を用いるため、偏光変換損失および
吸収などがある。また、偏光変換光学系における光学素
子の波長依存性による偏光特性の不備などが挙げられ
る。
2. Description of the Related Art In a conventional irradiation apparatus for a liquid crystal projector, the light collection efficiency and polarization efficiency are extremely poor, and the final light utilization efficiency is about 2%. The causes include insufficient light-collecting characteristics due to the size of the light source, and furthermore, since the liquid crystal light valve uses a polarizing plate and an analyzer, there are polarization conversion loss and absorption. In addition, the polarization characteristics may be insufficient due to the wavelength dependence of the optical element in the polarization conversion optical system.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】従来の液晶プロジェク
ター用照射装置では、光源からの光利用効率は2%程度
と極めて低い水準にある。通常用いられている光源はメ
タルハライドランプであるが、点光源でないため、完全
な平行光を得るのは不可能であるが集光特性の改善が必
要である。また、液晶ライトバルブに照射する際には直
線偏光であることが必要であるが、上記光源は自然光に
近い無偏光状態のため効率よく直線偏光に変換しなけれ
ばならない。
In the conventional irradiation apparatus for a liquid crystal projector, the efficiency of using light from a light source is as low as about 2%. The light source generally used is a metal halide lamp. However, since it is not a point light source, it is impossible to obtain perfect parallel light, but it is necessary to improve the light-collecting characteristics. Further, when irradiating the liquid crystal light valve, it is necessary that the light is linearly polarized light. However, since the light source is in a non-polarized state close to natural light, it must be efficiently converted to linearly polarized light.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】上記課題の解決のために
第一発明は白色光源を曲面を有する第一の反射鏡のほぼ
焦点位置に配置し、さらに曲面を有し中央部に開口を有
する第二の反射鏡の焦点位置が白色光源の位置とほぼ一
致するように第一および第二の反射鏡が互いに向かい合
って配置され、さらに第二の反射鏡が第一の反射鏡と4
分の1波長板の間に位置するように、4分の1波長板を
配置し、さらにその4分の1波長板が前記第二の反射鏡
と偏光ビームスプリッターの間に位置するように偏光ビ
ームスプリッターを配置することを提案する。
According to a first aspect of the present invention, a white light source is arranged at a substantially focal position of a first reflecting mirror having a curved surface, and further has a curved surface and an opening at a central portion. The first and second reflectors are arranged so as to face each other such that the focal position of the second reflector substantially coincides with the position of the white light source.
A quarter-wave plate is disposed so as to be located between the quarter-wave plates, and the polarizing beam splitter is further positioned such that the quarter-wave plate is located between the second reflecting mirror and the polarizing beam splitter. It is suggested to arrange.

【0005】さらに第二発明は第一の反射鏡を放物面反
射鏡とし、第二の反射鏡を球面反射鏡とすることを提案
する。
Further, the second invention proposes that the first reflecting mirror is a parabolic reflecting mirror and the second reflecting mirror is a spherical reflecting mirror.

【0006】さらに第三発明は第一の反射鏡を球面反射
鏡とし、第二の反射鏡の替わりにコリメーターレンズを
用い、コリメーターレンズの焦点を白色光源の位置に一
致させることを提案する。
Further, the third invention proposes that the first reflecting mirror is a spherical reflecting mirror, a collimator lens is used instead of the second reflecting mirror, and the focal point of the collimator lens coincides with the position of the white light source. .

【0007】さらに第四発明は第一の反射鏡を楕円面反
射鏡とし、第一の反射鏡側に存在する焦点位置にほぼ一
致する位置に前記白色光源を配置し、前記第一の反射鏡
のもう一方の焦点位置とコリメーターレンズの焦点位置
とをほぼ一致させることを提案する。
According to a fourth aspect of the present invention, the first reflecting mirror is an ellipsoidal reflecting mirror, and the white light source is disposed at a position substantially coincident with a focal position existing on the first reflecting mirror side. It is proposed to make the other focal position of the collimator lens substantially coincide with the focal position of the collimator lens.

【0008】さらに第五発明は偏光ビームスプリッター
が二つの反射面を有し、前記二つの反射面を互いに直交
させることを提案する。
A fifth invention proposes that the polarizing beam splitter has two reflecting surfaces, and the two reflecting surfaces are orthogonal to each other.

【0009】さらに第六発明は4分の1波長板の高速軸
あるいは低速軸が偏光ビームスプリッターの反射面と入
射光線がなす入射面に対して45度とすることを提案す
る。
The sixth invention proposes that the high-speed axis or the low-speed axis of the quarter-wave plate is at 45 degrees with respect to the reflecting surface of the polarizing beam splitter and the incident surface formed by the incident light.

【0010】さらに第七発明は白色光源を曲面を有する
第一の反射鏡のほぼ焦点位置に配置し、さらに曲面を有
し中央部に開口を有する第二の反射鏡の焦点位置が前記
光源とほぼ一致するように前記第一および第二の反射鏡
が互いに向い合っていて、前記白色光源が二つのダイク
ロイックミラーにより赤色、緑色および青色に分離さ
れ、前記4分の1波長板と前記偏光ビームスプリッター
から成る光学素子をそれぞれの色の光線に対して独立に
配置し、さらに第三のダイクロイックミラーにより前記
赤色、緑色および青色を合成する構成を提案する。
According to a seventh aspect of the present invention, a white light source is disposed substantially at a focal position of a first reflecting mirror having a curved surface, and the focal position of a second reflecting mirror having a curved surface and having an opening at a central portion is set to the light source. The first and second reflectors face each other so as to substantially coincide with each other, the white light source is separated into red, green, and blue light by two dichroic mirrors, and the quarter-wave plate and the polarization beam are separated. It is proposed that an optical element composed of a splitter is arranged independently for each color light beam, and that the red, green and blue colors are combined by a third dichroic mirror.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面を用い
て詳しく説明する。図1は本発明の実施の形態を示す光
学系の概略構成図である。メタルハライドランプ、ハロ
ゲンランプあるいはキセノンランプである白色光源1か
ら出射した光線の一部は放物面反射鏡2により反射され
る。この際、白色光源1は放物面反射鏡2のほぼ焦点位
置に配置されているため、反射された光線はほぼ平行光
に変換される。また、放物面反射鏡2により直接反射さ
れない一部の光線は中央部に円形開口あるいは矩形開口
を有する開口球面反射鏡3により反射される。この際、
白色光源1は開口球面反射鏡3のほぼ焦点位置に配置さ
れているため、反射された光線は開口球面反射鏡3の焦
点位置を通過し、放物面反射鏡2により反射され、平行
光に変換される。上述の如く平行光に変換された光線は
自然光のため偏光方向は無秩序である。平行光に変換さ
れた光線は4分の1波長板4に入射し、偏光面変調され
偏光ビームスプリッター5に入射する。ここで、偏光面
変調された光線の内、P偏光成分は偏光ビームスプリッ
ター5を透過するが、S偏光成分は反射面6および7に
より反射され再び4分の1波長板4に向かって進行し、
4分の1波長板4を通過することにより円偏光に変換さ
れる。なぜなら、4分の1波長板4の高速軸あるいは低
速軸が偏光ビームスプリッター5の反射面6および7と
入射光線がなす入射面に対して45度になっているため
でる。円偏光に変換された光線は、放物面反射鏡2によ
り反射され白色光源1を通過し、一部は再び放物面反射
鏡2により反射され平行光に変換され、さらに4分の1
波長板4により円偏光からP偏光に変換され、偏光ビー
ムスプリッター5を透過する。また、円偏光に変換され
た光線のうち放物面反射鏡2により反射され白色光源1
を通過し、開口球面反射鏡3により反射される光線が存
在する。この光線は再び白色光源1を通過し、さらに放
物面反射鏡2により反射され、平行光に変換される。平
行光に変化された円偏光の光線は4分の1波長板により
円偏光からP偏光に変換され、偏光ビームスプリッター
5を透過する。上述の如く構成した光学系により集光効
率および偏光変換効率が飛躍的に向上する。
Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an optical system showing an embodiment of the present invention. A part of the light emitted from the white light source 1 which is a metal halide lamp, a halogen lamp or a xenon lamp is reflected by the parabolic reflector 2. At this time, since the white light source 1 is disposed substantially at the focal position of the parabolic reflector 2, the reflected light beam is converted into substantially parallel light. Some light rays that are not directly reflected by the parabolic reflector 2 are reflected by an aperture spherical reflector 3 having a circular or rectangular aperture at the center. On this occasion,
Since the white light source 1 is disposed substantially at the focal position of the open spherical reflecting mirror 3, the reflected light beam passes through the focal position of the open spherical reflecting mirror 3, is reflected by the parabolic reflecting mirror 2, and becomes parallel light. Is converted. The light beam converted into parallel light as described above is a natural light, so that the polarization direction is random. The light beam converted into parallel light is incident on the quarter-wave plate 4, is subjected to polarization plane modulation, and is incident on the polarization beam splitter 5. The P-polarized light component of the polarization-modulated light beam passes through the polarizing beam splitter 5, while the S-polarized light component is reflected by the reflection surfaces 6 and 7 and travels again toward the quarter-wave plate 4. ,
The light is converted into circularly polarized light by passing through the quarter-wave plate 4. This is because the high-speed axis or the low-speed axis of the quarter-wave plate 4 is at an angle of 45 degrees with respect to the plane of incidence between the reflecting surfaces 6 and 7 of the polarizing beam splitter 5 and the incident light beam. The light beam converted into the circularly polarized light is reflected by the parabolic reflector 2 and passes through the white light source 1, and a part of the light is reflected again by the parabolic reflector 2 and converted into a parallel light.
The light is converted from circularly polarized light to P-polarized light by the wavelength plate 4 and passes through the polarization beam splitter 5. The white light source 1 which is reflected by the parabolic reflector 2 among the light beams converted into circularly polarized light
, And reflected by the open spherical reflecting mirror 3. This light beam passes through the white light source 1 again, is further reflected by the parabolic reflector 2, and is converted into parallel light. The circularly-polarized light converted into parallel light is converted from circularly-polarized light to P-polarized light by a quarter-wave plate, and passes through the polarization beam splitter 5. With the optical system configured as described above, the light collection efficiency and the polarization conversion efficiency are dramatically improved.

【0012】次に、図2を用いて第二の実施形態を説明
する。第一の実施形態との相違点は放物面反射鏡2を球
面反射鏡8aとし、さらに、開口球面反射鏡3をコリメ
ーターレンズ9としたことである。白色光源1は球面反
射鏡8aのほぼ焦点位置に配置され、さらにコリメータ
ーレンズ9のほぼ焦点位置に配置されている。従って、
白色光源1から出射した光線の大部分は球面反射鏡8a
およびコリメーターレンズ9により集光され、平行光に
変換される。平行光に変換された光線は4分の1波長板
4により偏光面変調され、偏光ビームスプリッター5に
入射し、P偏光成分は透過するがS偏光成分は反射面6
および7により反射される。反射されたS偏光成分は再
び4分の1波長板を通過し、円偏光に変換される。さら
に、コリメーターレンズ9により、白色光源1の位置に
集光し、再び発散光となり球面反射鏡8aで反射され、
再び白色光源1の位置に集光し、さらに発散光となりコ
リメーターレンズ9により平行光に変換される。平行光
に変換された円偏光の光線は4分の1波長板4を透過す
ることにより、P偏光に変換されるので偏光ビームスプ
リッター5を透過することができる。以上のように本発
明を用いることにより効率よく直線偏光を得ることがで
きる。
Next, a second embodiment will be described with reference to FIG. The difference from the first embodiment is that the parabolic reflector 2 is a spherical reflector 8a and the aperture spherical reflector 3 is a collimator lens 9. The white light source 1 is disposed substantially at the focal position of the spherical reflecting mirror 8a, and further disposed substantially at the focal position of the collimator lens 9. Therefore,
Most of the light emitted from the white light source 1 is a spherical reflecting mirror 8a.
The light is condensed by the collimator lens 9 and converted into parallel light. The light converted into parallel light is subjected to polarization plane modulation by the quarter-wave plate 4 and is incident on the polarization beam splitter 5, where the P-polarized component is transmitted but the S-polarized component is reflected.
And 7 are reflected. The reflected S-polarized light component passes through the quarter-wave plate again and is converted into circularly polarized light. Further, the light is condensed at the position of the white light source 1 by the collimator lens 9, becomes divergent light, and is reflected by the spherical reflecting mirror 8a.
The light is condensed again at the position of the white light source 1, becomes divergent light, and is converted into parallel light by the collimator lens 9. The circularly polarized light beam converted into parallel light passes through the quarter-wave plate 4 and is converted into P-polarized light, so that it can pass through the polarizing beam splitter 5. As described above, by using the present invention, linearly polarized light can be efficiently obtained.

【0013】次に、図3を用いて第三の実施形態を説明
する。第二の実施形態との相違点は球面反射鏡8aを楕
円面反射鏡8bとし、白色光源1は楕円面反射鏡8bに
近い側の焦点位置にほぼ一致する位置に配置され、さら
にコリメーターレンズ9はその焦点位置が楕円反射鏡8
bのもう一方の焦点にほぼ一致するように配置されてい
る。従って、白色光源1から出射した光線の大部分は楕
円面反射鏡8b、開口球面反射鏡3およびコリメーター
レンズ9により集光され、平行光に変換される。平行光
に変換された光線は4分の1波長板4により偏光面変調
され、偏光ビームスプリッター5に入射し、P偏光成分
は透過するがS偏光成分は反射面6および7により反射
される。反射されたS偏光成分は再び4分の1波長板を
通過し、円偏光に変換される。さらに、コリメーターレ
ンズ9により、楕円面反射鏡8bのコリメターレンズ3
側の焦点位置に集光し、再び発散光となり楕円面反射鏡
8bで反射され、再び白色光源1の位置に集光し、さら
に発散して楕円面反射鏡8bのコリメターレンズ3側の
焦点位置に集光し、さらに発散しコリメーターレンズ9
により平行光に変換される。平行光に変換された円偏光
の光線は4分の1波長板4を透過することにより、P偏
光に変換されるので偏光ビームスプリッター9を透過す
ることができる。以上のように本発明を用いることによ
り効率よく直線偏光を得ることができる。また、図4に
示す色分離光学系により、直線偏光に変換された略平行
光線はダイクロイックミラー10により、赤色光は透過
し、それ以外は反射される。反射された光線はダイクロ
イックミラー11により青色光は透過し、緑色光は反射
される。透過した青色光はミラー12により反射され、
コンデンサーレンズ19により液晶ライトバルブ20に
照射される。通過した画像情報を有する青色光はダイク
ロイックミラー21を透過し、投射レンズ22に入射す
る。また、ダイクロイックミラー10を透過した赤色光
はミラー13により反射され、コンデンサレンズ14に
より液晶ライトバルブ15に照射される。透過した赤色
光はダイクロイックミラー16を透過し、さらにダイク
ロイックミラー21により反射され投射レンズ22に入
射する。また、ダイクロイックミラー11により反射さ
れた緑色光はコンデンサーレンズ17により液晶ライト
バルブ18に照射される。透過した緑色光はダイクロイ
ックミラー16により反射され、さらにダイクロイック
ミラー21により反射され、投射レンズ22へ入射す
る。液晶ライトバルブ15、18および20の各画素は
画像データによってON、OFFされ、光線の透過量が
制御される。投射レンズ22に入射した赤色、青色およ
び緑色の画像情報は重ね合わされて最終的な画像として
スクリーンに投影される。図4に示した色分離光学系に
用いられている全ての液晶ライトバルブは、光線の入射
側に偏光変換用の偏光板はなく、液晶の配向方向と入射
光線の偏光方向は一致しているため、投射効率を改善で
きる。
Next, a third embodiment will be described with reference to FIG. The difference from the second embodiment is that the spherical reflecting mirror 8a is an elliptical reflecting mirror 8b, the white light source 1 is disposed at a position substantially coincident with the focal position on the side closer to the elliptical reflecting mirror 8b, and furthermore, a collimator lens. 9 is an elliptical reflecting mirror whose focal position is 8
It is arranged to substantially coincide with the other focal point of b. Therefore, most of the light emitted from the white light source 1 is condensed by the elliptical reflecting mirror 8b, the open spherical reflecting mirror 3 and the collimator lens 9, and is converted into parallel light. The light converted into the parallel light is polarization-modulated by the quarter-wave plate 4 and is incident on the polarization beam splitter 5, where the P-polarized light component is transmitted while the S-polarized light component is reflected by the reflection surfaces 6 and 7. The reflected S-polarized light component passes through the quarter-wave plate again and is converted into circularly polarized light. Further, the collimator lens 9 allows the collimator lens 3 of the elliptical reflecting mirror 8b to be formed.
At the focal point on the side, becomes divergent light again, is reflected by the ellipsoidal reflecting mirror 8b, condenses again at the position of the white light source 1, further diverges, and focuses on the collimator lens 3 side of the elliptical reflecting mirror 8b. Focus at the position, further diverge and collimator lens 9
Is converted into parallel light. The circularly polarized light beam converted into parallel light passes through the quarter-wave plate 4 and is converted into P-polarized light, so that it can pass through the polarizing beam splitter 9. As described above, by using the present invention, linearly polarized light can be efficiently obtained. The substantially parallel light rays converted into linearly polarized light by the color separation optical system shown in FIG. 4 are transmitted by the dichroic mirror 10 to red light, and the other lights are reflected. The reflected light is transmitted by the dichroic mirror 11 for blue light and is reflected for green light. The transmitted blue light is reflected by the mirror 12,
The liquid crystal light valve 20 is irradiated by the condenser lens 19. The blue light having the transmitted image information passes through the dichroic mirror 21 and enters the projection lens 22. The red light transmitted through the dichroic mirror 10 is reflected by the mirror 13 and is irradiated on the liquid crystal light valve 15 by the condenser lens 14. The transmitted red light passes through the dichroic mirror 16, is further reflected by the dichroic mirror 21, and enters the projection lens 22. The green light reflected by the dichroic mirror 11 is applied to the liquid crystal light valve 18 by the condenser lens 17. The transmitted green light is reflected by the dichroic mirror 16, further reflected by the dichroic mirror 21, and enters the projection lens 22. Each pixel of the liquid crystal light valves 15, 18, and 20 is turned on and off according to image data, and the amount of transmitted light is controlled. The red, blue, and green image information incident on the projection lens 22 are superimposed and projected on a screen as a final image. All of the liquid crystal light valves used in the color separation optical system shown in FIG. 4 have no polarizing plate for polarization conversion on the light incident side, and the alignment direction of the liquid crystal and the polarization direction of the incident light coincide. Therefore, the projection efficiency can be improved.

【0014】次に、第四の実施形態について説明する。
図5は集光光学系により集光された後の光線を赤色、青
色および緑色に分離し、直線偏光化する光学系の概略構
成図である。本発明の特徴は赤色、青色および緑色のそ
れぞれの中心波長に最適化した4分の1波長板と偏光ビ
ームスプリッターの組み合わせを用い、それぞれの色に
対して独立に直線偏光化機能を持つように構成してあ
る。すなわち、4分の1波長板27と偏光ビームスプリ
ッター28は赤色の中心波長に最適化されており、偏光
ビームスプリッター28により反射されたS偏光成分の
赤色光線は図1、図2あるいは図3で説明した偏光変換
光学系を除いた集光光学系に戻り、再び4分の1波長板
27と偏光ビームスプリッター28からなる偏光変換光
学系に入射し、効率よく赤色光線はP偏光に変換され
る。同様に、4分の1波長板23と偏光ビームスプリッ
ター24は緑色の中心波長に最適化されており、効率よ
く緑色光線はP偏光に変換される。さらに、4分の1波
長板25と偏光ビームスプリッター26は青色の中心波
長に最適化されており、効率よく青色光線はP偏光に変
換される。上述の如く、赤色、緑色および青色が独立に
P偏光変換されるため、各原色において極めて高品質の
直線偏光を得ることができる。このように、直線偏光化
した光線は投射レンズ22に入射する。液晶ライトバル
ブ15、18および20の各画素は画像データによって
ON、OFFされ、光線の透過量が制御され、赤色、青
色および緑色の画像情報が重ね合わされて最終的な画像
としてスクリーンに投影される。図5に示した色分離光
学系に用いられている全ての液晶ライトバルブは、光線
の入射側に偏光変換用の偏光板はなく、液晶の配向方向
と入射光線の偏光方向を一致させることにより、投射効
率を飛躍的に改善できる。
Next, a fourth embodiment will be described.
FIG. 5 is a schematic configuration diagram of an optical system that separates a light beam condensed by a condensing optical system into red, blue, and green light and linearly polarizes it. The feature of the present invention is to use a combination of a quarter-wave plate and a polarizing beam splitter optimized for each central wavelength of red, blue and green so that each color has a linear polarization function independently. It is composed. That is, the quarter-wave plate 27 and the polarizing beam splitter 28 are optimized for the center wavelength of red, and the red light of the S-polarized component reflected by the polarizing beam splitter 28 is shown in FIG. 1, FIG. 2 or FIG. Returning to the condensing optical system excluding the polarization conversion optical system described above, the light again enters the polarization conversion optical system including the quarter-wave plate 27 and the polarization beam splitter 28, and the red light is efficiently converted to P-polarized light. . Similarly, the quarter-wave plate 23 and the polarizing beam splitter 24 are optimized for the center wavelength of green, and the green light is efficiently converted to P-polarized light. Further, the quarter-wave plate 25 and the polarizing beam splitter 26 are optimized for the center wavelength of blue, and the blue light is efficiently converted to P-polarized light. As described above, since red, green and blue are independently subjected to P-polarization conversion, extremely high quality linearly polarized light can be obtained for each primary color. In this manner, the linearly polarized light beam enters the projection lens 22. Each pixel of the liquid crystal light valves 15, 18 and 20 is turned on and off according to image data, the amount of light transmission is controlled, and red, blue and green image information are superimposed and projected on a screen as a final image. . All the liquid crystal light valves used in the color separation optical system shown in FIG. 5 have no polarizing plate for polarization conversion on the light incident side, and the alignment direction of the liquid crystal and the polarization direction of the incident light are matched. , Can greatly improve the projection efficiency.

【0015】本発明の第四の実施形態で示したダイクロ
イックミラー10、11、16および21、さらにミラ
ー12および13の反射率および透過率の偏光依存性は
小さいことが望ましい。
It is desirable that the dichroic mirrors 10, 11, 16 and 21 and the mirrors 12 and 13 shown in the fourth embodiment of the present invention have a small polarization dependence of the reflectance and transmittance.

【0016】[0016]

【発明の効果】本発明の液晶プロジェクター用照射装置
を用いることにより、直線偏光化のために使用されてい
た偏光板の替わりに、4分の1波長板と偏光ビームスプ
リッターを組み合わせることにより極めて効率のよい直
線偏光化が可能になる。また、放物面反射鏡と球面反射
鏡の組み合わせによる集光光学系と上記4分の1波長板
と偏光ビームスプリッターの組み合わせによる偏光変換
光学系の相乗効果は特に大きい。また、上記偏光変換光
学系を赤色、緑色および青色のそれぞれに対して独立に
設けることによって、偏光変換効率を飛躍的に改善でき
る。
By using the illuminating device for a liquid crystal projector of the present invention, the efficiency is extremely improved by combining a quarter-wave plate and a polarizing beam splitter instead of the polarizing plate used for linear polarization. Linear polarization can be achieved. The synergistic effect of the condensing optical system formed by combining the parabolic reflector and the spherical reflecting mirror and the polarization conversion optical system formed by combining the quarter-wave plate and the polarizing beam splitter is particularly large. Further, by independently providing the polarization conversion optical system for each of red, green, and blue, the polarization conversion efficiency can be dramatically improved.

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

【図1】本発明の液晶プロジェクター用照射装置の概略
光学系構成図である。
FIG. 1 is a schematic optical system configuration diagram of an irradiation device for a liquid crystal projector of the present invention.

【図2】本発明に関する他の液晶プロジェクター用照射
装置の概略光学系構成図である。
FIG. 2 is a schematic optical system configuration diagram of another irradiation apparatus for a liquid crystal projector according to the present invention.

【図3】本発明に関する他の液晶プロジェクター用照射
装置の概略光学系構成図である。
FIG. 3 is a schematic optical system configuration diagram of another irradiation apparatus for a liquid crystal projector according to the present invention.

【図4】従来の色分離光学系の概略構成図である。FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a conventional color separation optical system.

【図5】本発明の偏光変換光学系と色分離光学系の概略
構成図である。
FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a polarization conversion optical system and a color separation optical system of the present invention.

【符号の名称】[Name of code]

1 白色光源 2 放物面反射鏡 3 開口球面反射鏡 4 4分の1波長板 5 偏光ビームスプリッター 6 反射面 7 反射面 8a 球面反射鏡 8b 楕円面反射鏡 9 コリメーターレンズ 10 ダイクロイックミラー 11 ダイクロイックミラー 12 ミラー 13 ミラー 14 コンデンサーレンズ 15 液晶ライトバルブ 16 ダイクロイックミラー 17 コンデンサーレンズ 18 液晶ライトバルブ 19 コンデンサーレンズ 20 液晶ライトバルブ 21 ダイクロイックミラー 22 投射レンズ 23 4分の1波長板 24 偏光ビームスプリッター 25 4分の1波長板 26 偏光ビームスプリッター 27 4分の1波長板 28 偏光ビームスプリッター REFERENCE SIGNS LIST 1 White light source 2 Parabolic reflector 3 Open spherical reflector 4 Quarter-wave plate 5 Polarizing beam splitter 6 Reflecting surface 7 Reflecting surface 8 a Spherical reflector 8 b Elliptical reflector 9 Collimator lens 10 Dichroic mirror 11 Dichroic mirror DESCRIPTION OF SYMBOLS 12 Mirror 13 Mirror 14 Condenser lens 15 Liquid crystal light valve 16 Dichroic mirror 17 Condenser lens 18 Liquid crystal light valve 19 Condenser lens 20 Liquid crystal light valve 21 Dichroic mirror 22 Projection lens 23 Quarter wave plate 24 Polarizing beam splitter 25 Quarter Wave plate 26 Polarizing beam splitter 27 Quarter wave plate 28 Polarizing beam splitter

フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G03B 33/12 G03B 33/12 Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Reference number in the agency FI Technical display location G03B 33/12 G03B 33/12

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 白色光源を曲面を有する第一の反射鏡の
ほぼ焦点位置に配置し、さらに曲面を有し中央部に開口
を有する第二の反射鏡の焦点位置が前記光源とほぼ一致
するように前記第一および第二の反射鏡が互いに向かい
合っていて、さらに第二の反射鏡が第一の反射鏡と4分
の1波長板の間に位置するように前記4分の1波長板を
配置し、さらに前記4分の1波長板が前記第二の反射鏡
と偏光ビームスプリッターの間に位置するように前記偏
光ビームスプリッターを配置したことを特徴とする液晶
プロジェクター用照射装置。
1. A white light source is disposed substantially at a focal position of a first reflecting mirror having a curved surface, and a focal position of a second reflecting mirror having a curved surface and having an opening at a central portion substantially coincides with the light source. So that the first and second reflectors face each other and that the second reflector is located between the first reflector and the quarter wave plate. And an illuminating device for a liquid crystal projector, wherein the polarizing beam splitter is arranged so that the quarter-wave plate is located between the second reflecting mirror and the polarizing beam splitter.
【請求項2】 前記第一の反射鏡が放物面反射鏡で、第
二の反射鏡が球面反射鏡であることを特徴とする請求項
1記載の液晶プロジェクター用照射装置。
2. The illuminating device for a liquid crystal projector according to claim 1, wherein said first reflecting mirror is a parabolic reflecting mirror, and said second reflecting mirror is a spherical reflecting mirror.
【請求項3】 前記第一の反射鏡が球面反射鏡であっ
て、第二の反射鏡の替わりにコリメーターレンズを用
い、前記コリメーターレンズの焦点が前記白色光源の位
置に一致することを特徴とする請求項1記載の液晶プロ
ジェクター用照射装置。
3. The method according to claim 1, wherein the first reflecting mirror is a spherical reflecting mirror, a collimator lens is used in place of the second reflecting mirror, and a focal point of the collimator lens coincides with a position of the white light source. The irradiation device for a liquid crystal projector according to claim 1, wherein:
【請求項4】 前記第一の反射鏡が楕円面反射鏡であっ
て、前記第一の反射鏡側に存在する焦点位置にほぼ一致
する位置に前記白色光源を配置し、前記第一の反射鏡の
もう一方の焦点位置と前記コリメーターレンズの焦点位
置がほぼ一致することを特徴とする請求項1あるいは4
記載の液晶プロジェクター用照射装置。
4. The first reflecting mirror is an elliptical reflecting mirror, and the white light source is disposed at a position substantially coincident with a focal position existing on the first reflecting mirror side, and the first reflecting mirror is provided. 5. The collimator lens according to claim 1, wherein the other focal position of the mirror substantially coincides with the focal position of the collimator lens.
The irradiation device for a liquid crystal projector according to the above.
【請求項5】 前記偏光ビームスプリッターが二つの反
射面を有し、前記二つの反射面が互いに直交しているこ
とを特徴とする請求項1記載の液晶プロジェクター用照
射装置。
5. The illuminating device for a liquid crystal projector according to claim 1, wherein the polarizing beam splitter has two reflecting surfaces, and the two reflecting surfaces are orthogonal to each other.
【請求項6】 前記4分の1波長板の高速軸あるいは低
速軸が前記偏光ビームスプリッターの反射面と入射光線
がなす入射面に対して45度であることを特徴とする請
求項1記載の液晶プロジェクター用照射装置。
6. The apparatus according to claim 1, wherein a high-speed axis or a low-speed axis of the quarter-wave plate is at 45 degrees with respect to an incident surface formed by a reflection surface of the polarization beam splitter and an incident light beam. Irradiation device for liquid crystal projector.
【請求項7】 白色光源を曲面を有する第一の反射鏡の
ほぼ焦点位置に配置し、さらに曲面を有し中央部に開口
を有する第二の反射鏡の焦点位置が前記光源とほぼ一致
するように前記第一および第二の反射鏡が互いに向い合
っていて、前記白色光源が二つのダイクロイックミラー
により赤色、緑色および青色に分離され、前記4分の1
波長板と前記偏光ビームスプリッターから成る光学素子
をそれぞれの色の光線に対して独立に配置し、さらに第
三のダイクロイックミラーにより前記赤色、緑色および
青色を合成する構成を有することを特徴とする液晶プロ
ジェクター用照射装置。
7. A white light source is disposed substantially at a focal position of a first reflecting mirror having a curved surface, and a focal position of a second reflecting mirror having a curved surface and having an opening at a central portion substantially coincides with the light source. The first and second reflectors face each other, the white light source is separated into red, green and blue by two dichroic mirrors,
A liquid crystal having a configuration in which an optical element composed of a wave plate and the polarizing beam splitter is independently arranged for each color light beam, and the red, green and blue colors are combined by a third dichroic mirror. Irradiation device for projector.
JP8155842A 1996-06-17 1996-06-17 Irradiation device for liquid crystal projector Pending JPH1054984A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6227669B1 (en) 1998-05-26 2001-05-08 Industrial Technology Research Institute Illumination device and image projection apparatus comprising the device

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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